荆江沙市河段河道演变趋势分析

石建华 吕金林 徐梅珍

(1.长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局，湖北荆州 434002;2.长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局，湖北丹江口 442700)

1 概述

沙市河段为微弯分汊型河道，上起杨家脑、下至观音寺，全长52 km。河段上游分别有沮漳河入汇、太平口分流。河段内多洲滩，主要有太平口心滩、三八滩以及金城洲。荆江沙市河段河势调整，对沙市的堤防、荆江分洪工程、航道整治工程、桥梁、涵闸等水利工程会产生重要影响。因此，分析荆江沙市河段河道演变趋势具有重要意义。

2 河道演变

近200 a来沙市河段河道平面形态变化不大。1756年，杨林矶附近有窖金洲江心滩，呈微弯分汊形态，柳林洲岸线大致与现今沙市市区段岸线成一直线。1900年后，沙市至万城堤段近岸河床开始逐年淤积，形成学堂洲。1933年后三八滩形成，沙市河弯出现了新的微弯分汊形态。金城洲1901年出现，与上游学堂洲、三八滩同期形成。

沙市河段由太平口过渡段、三八滩、金城洲微弯分汊段组成。1959年，沮漳河出口人工改道上移800 m至新河口处。20世纪50年代以来，河段河势基本稳定，河道演变主要表现为河段内局部深泓线摆动、洲滩消长及主支汊易位等。

2.1 岸线变化

20世纪90年代以前，该河段崩岸范围较广，主要分布在弯道凹岸及顺直过渡段的贴流段。学堂洲段一度崩岸长约6 km，最大崩宽达220 m;右岸的西流湾(三八滩右汊)崩岸，主要发生在70年代初。2000年汛后，随着应急工程实施，新增护岸长约8 km。

2.2 深泓平面变化

根据1975年以来实测资料，沙市河段深泓平面变化主要发生在沮漳河出口及3个汊道段，同时受上游来水来沙变化、河床横向变形影响表现出较强的阶段性。

2.3 纵剖面变化

沙市河段河床纵剖面形态为自上游向下游呈锯齿状降低，汊道间过渡段坡降远小于汊道段。由于河床的冲刷，近期沙市河段河床纵剖面变化总体表现为下切。分段主要表现为汊道之间过渡段下切幅度小于汊道段。

2.4 洲滩变化

太平口心滩位于沙市河段中上段，1986～1993年逐渐淤积发育并向下游移动，1993年滩顶高程达到最高;1998～2002年心滩滩头进一步下移，滩体冲刷萎缩并一分为三;2004～2008年滩体主要以淤积为主，至2008年，滩体合并成一个完整心滩，滩头大幅淤积上提，面积达到历年最大，太平口心滩特征值统计见表1。

表1 太平口心滩特征值统计

腊林洲位于沙市河段中上段右岸。20世纪80年代末，边滩洲头持续冲退。2002～2006年，横向近似平行崩退约50 m，纵向往下游延伸，中部滩唇凸现部分向下移动，尾部上提。2006～2008年，边滩继续冲刷崩退。

三八滩位于沙市河段中部，处于荆39～荆43断面之间。三八滩主要变化特征值见表2。1975年三八滩与腊林洲分离，成为独立心滩，之后滩体呈冲刷萎缩状态，1998年原三八滩滩体逐渐解体，大洪水后，滩顶高程淤至历年最高。1998～2002年，三八滩上提左移。2002～2008年，三八滩滩头及头部右缘冲刷后退，滩体头部下移且左偏。

表2 三八滩特征值统计

金城洲位于沙市河段尾段，近期变化特征值见表3。1975～1980年，金城洲与埠河边滩边成一体，汛期一般为潜洲，枯季表现为凸岸边滩，无汊道出现。1980～1986年，金城洲与边滩分离，洲顶高程增高，上下延伸，面积扩大;1990年前后，右槽发育，形成左、右汊道争流。1998～2002年，洲滩冲刷降低，左槽扩展，右槽淤积。2002～2008年，金城洲洲体总体冲刷萎缩，左汊、右汊均有所冲刷，尾部上提，滩顶高程有所抬高。

表3 金城洲特征值统计

2.5 汊道变化

沙市河段内主要汊道为三八滩、金城洲汊道。

三八滩汊道，1991年以前左汊发育，其分流分沙比明显大于右汊，自1998年大洪水以后，左汊萎缩，右汊发展成为主汊。三峡水库蓄水运行以来，右汊继续扩展为中泓主流，分沙比有所增大。

金城洲汊道，多年来左汊为主汊。1989～1996年枯水期两汊相互争流，右汊分流分沙比一度有增大趋势，且个别年份右汊为主汊，但右汊深泓高程始终高于左汊。1998年后，金城洲洲体左缘冲刷，右汊大幅度淤积，2006年5月沙市站实测流量约9000 m3/s时，左汊分流分沙比超过85%。

3 河道演变趋势分析

3.1 河道冲刷与淤积

河段冲淤量采用了荆江河段多年来固定断面测量资料进行计算。计算方法采用断面法，其计算公式为:

式中V为漕蓄量，万m3;Ai为第i个横断面面积，m2;ΔLi为第i～i+1横断面之间间距，m。

根据1966～2008年实测水道地形及固定断面资料，用断面地形法计算出整个沙市河段(荆25～荆52断面)枯水河床、基本河床、平滩河床和高水河床(相应宜昌流量分别为5000，10000，30000，50000 m3/s)水面线下河床冲淤成果(见表4)。

表4 沙市河段冲淤量计算成果 万m3

计算结果表明，从时段上看:下荆江裁弯后期(1975～1980年)，沙市河段洲滩(三八滩)发育，冲槽淤滩，30000 m3/s水面线以上河床大幅淤积;葛洲坝运用初期(1980～1991年)(期间太平口心滩、金城洲发育)，该河段总体表现为冲槽，中滩淤涨，高滩冲刷;1991～2002年，沙市河段30000 m3/s水面线以下河床冲刷，高滩有所淤积，但总体冲刷;三峡水库蓄水初期(2003～2010年)，由于水库拦蓄上游来沙后清水下泄，该河段枯水河槽发生强烈冲刷，但高水河床有所回淤。

3.2 河段河势演变

三峡水库蓄水运行后，坝下游冲刷影响至武汉，荆江河段首当其冲。由于护岸工程的保护和航道整治工程的实施，沙市河段局部河势的自然调整得到抑制，沙市河段微弯分汊形态维持不变，河势在一定时期内不会发生大的调整，但局部区域有可能发生小幅调整。

4 结语

多年来，沙市河段受来水来沙变化、水利工程以及交通设施建设等影响，总体河势稳定，但河段内局部河势有所调整。三峡水库蓄水运行后，由于清水下泄、含沙量大幅减少，荆江河段会发生明显冲刷，沙市河段河床出现较强冲刷，深泓下切，这一演变趋势将会长期持续，直至冲淤平衡。