长江上游二龙口河段河床演变分析

魏祥龙，郭　琦，胡鹏飞

(1.重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆　400074;2.长江重庆航运工程勘察设计院，重庆　401147)



长江上游二龙口河段河床演变分析

魏祥龙1，郭琦1，胡鹏飞2

(1.重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074;2.长江重庆航运工程勘察设计院，重庆401147)

摘要：以长江上游二龙口河段规划建设的江安二桥为例，结合该河段河床实测地形资料，分析河段岸线、深泓线、洲滩、深槽等深线年际变化特性，通过对该河段多年水文地质资料分析，总结河床演变趋势与河床稳定性，认为工程河段相对稳定的河道形态将继续保持，能够满足工程建设对河床稳定性的需要.

关键词：二龙口河段；河床演变；山区河流；地质条件

0引言

规划中的四川江安长江第二过公路桥工程位于宜宾市江安县长江流域怡乐镇和阳春镇之间，该项目是四川长江干线主航道规划的17座过江通道之一[1-2]，该拟建大桥起自长江北岸阳春镇阳春村青杠山，跨越长江后，止于怡乐镇柏杨湾，根据相关要求[3-4]需着重分析工程河段河床演变特性，论证该河段是否具备工程建设的能力.工程河段地处川江上游山区丘陵地区，为典型的山区性河道，本文即通过滩槽岸线、深泓线、典型断面以及演变趋势等几个方面进行分析论述该河段河床演变特性.

1近期演变特性分析

工程河段位于长江上游，属典型的山区性河道，河床在构造带上发育，河床边界基本由卵石和基岩组成，相对稳定.为对工程河段近期河床演变进行更为详细的分析，本研究收集了1992年12月、2009年1月和2013年3月、2015年9月共4次、时间跨度为23年的实测河道地形资料，对工程河段历年河道岸线、洲滩、深槽、深泓和断面变化进行套绘对比分析，以反映近年来工程河段河床演变情况.

1.1岸线及滩槽变化

工程河段为典型山区性河流，控制节点较多，河岸在自然条件下基本未发生冲刷扩展或淤积缩窄情况，近几十年来自然岸线基本稳定.根据现场踏勘情况，河道两岸局部位置建有码头等水工设施，其余位置多为天然岸坡，多年来工程河段两岸岸坡均未发生较大崩岸现象.本研究套绘岸线、0 m等深线、3 m等深线、深槽5 m等深线等平面变化图，本文仅选取深槽5 m等深线平面变化图做重点分析(见图1)，其余变化图与5 m等深线平面变化图所呈现特性基本一致.

图1　工程河段深槽5 m等深线年际变化图

从套汇的工程河段深槽5 m等深线平面变化图可看出，工程河段深槽平面位置多年来基本一致，拟选桥位处深槽平面位置常年稳定在河心偏右，受年际间河床冲淤调节影响，深槽等高线在局部位置(深槽首尾、麻柳沱等)略有平面摆动，但平面摆幅较小；工程河段上游设有整治工程金鱼碛丁坝，在该丁坝筑坝后，其坝前出现小范围水深大于5 m的冲刷坑，近年深槽平面形态已逐渐趋于稳定；受人为采砂施工影响，黄桷碛中下段近河心侧边滩出现长约1.2 km水深大于5 m的采砂坑，5 m等深线向岸侧有所展移2015年7月1日起宜宾河段全面禁采后，今后人为采砂将不再是本河段河床演变的影响因素.

1.2深泓线变化

从工程河段深泓线平面变化(见图2)可以看出，本河段各年深泓线走向基本一致，呈重叠或交错状，除金鱼碛尾受航道整治工程影响深泓线局部有所摆动外，其余位置深泓线平面摆动较小.在2009年金鱼碛滩整治前，金鱼碛尾河道深泓线错口状衔接，2009年航道整治后，金鱼碛尾河道深泓由左岸过渡至右岸平顺衔接.整治工程实施后，由于该段河床处于不断适应调整过程中，河道深泓平面有所摆动，最大摆幅约50 m，近年该段河道深泓已逐渐趋于稳定.

图2　工程河段深泓线年际变化图

1.3河床冲淤及横断面变化

为进一步直观的了解拟建工程河段近期工程河段河床变化情况，在拟选桥位附近选取了7个横断面进行比较分析，本文选取桥位上游2#断面、桥位4#断面以及桥位下游5#断面共3个断面作为典型断面予以分析，断面变化图(见图3～图5).

图3　2#断面年际变化图

图4　4#断面年际变化图

图5　5#断面年际变化图

从图3～图5可以看到，处于桥位上游的3#断面各年间河床断面形态基本一致，年际间两岸河床地形变化较小，呈微小的冲刷和淤积交替出现的规律，表明河床基本稳定，处于冲淤平衡状态.4#断面为拟选大桥桥位断面，左侧为黄桷碛边滩，深槽稳定于偏靠右岸一侧.2009年左岸受采砂影响，形成了约4 m的水凼，但之后的采砂活动逐渐将该水凼填平，2013年以前本断面左侧边滩地形相对变化不大，近两年受人为采砂施工影响导致黄桷碛近河心侧边滩地形下降明显，局部最大降幅约8.9 m.桥位下游的5#断面2009年近左岸侧受采砂影响，形成了约8 m的水凼，但之后的采砂活动逐渐将该水凼填平；其它位置基本没有变化.但2013年以来，受黄桷碛边滩人为采砂影响，左侧边滩局部滩面地形变化较大，局部最大降幅达10 m，边滩近河心侧形成了局部的深凼，边滩近岸侧现有砂石堆积.三个断面深槽均偏靠右岸一侧，多年来河床地形变化较小，年际间冲淤基本平衡.

综合工程河段横断面变化可见，除局部位置外各年间河道断面形态基本一致，河床地形变化不大，年际间冲淤基本平衡.局部两岸边滩位置受河床冲淤调整和采砂施工等因素影响床面地形有所变化，但河道两岸岸坡和主航槽内床面地形年际间变化较小，深槽区床面高程变幅不大，年际间冲淤相间.

2河床演变趋势分析

根据相关水文资料显示[5]，向家坝和溪洛渡先后于2012年和2013年下闸蓄水，受蓄水影响，金沙江来沙量急剧减少，2013年和2014年分别较往年减少98%左右，年来沙量由天然情况的数以亿吨计变为仅有数百万方.清水下泄将影响到下游河道冲淤变化及调整，未来工程河段的演变的影响因素主要取决于上游水利工程清水下泄及拟建大桥工程建设.拟建大桥工程主要由于对水流的束窄阻水作用，使局部水流流态发生变化，引起相应的河床调整.

向家坝蓄水运用后，坝址上游河道水位抬高100 m有余，坝上游宜宾河段处于水库常年回水区，屏山县城和绥江县城将淹没，河床呈累积性淤积，但由于溪洛渡下泄泥沙较少，其河道淤积将十分缓慢.向家坝下游河段将发生长距离的冲刷，在相当长时期河床将保持冲刷下切趋势.在天然情况下，拟建工程河段河床及河岸边界约束较强，河床冲淤变化不明显，滩槽结构稳定；工程建成后，由于拟建工程主墩位于边滩附近，阻水作用有限，对水流的影响较小，对工程附近河段的河床演变影响较小，该河段河演主要取决于上游水利工程清水下泄带来的持续性冲刷.

3河床稳定性分析

天然情况下工程河段上游来沙量较丰富，但由于受河床边界的约束，尤其是河床节点和石盘、突咀的束水作用，上游来沙不易在河床中落淤，一般均通过河床断面向下游输移，仅极少部分泥沙在两岸边滩附近淤积，河道呈现出年内冲淤变化不大，年际相对平衡的河床特征.结合历史变迁和近期河床演变过程以及相邻河段演变情况分析，在上游来水来沙及边界条件不发生重大改变的情况下，工程河段将继续保持相对稳定的河势格局.拟建大桥拟选桥位位于黄桷碛边滩中上段，上游黄桷碛碛头有丁顺坝保护，局部河段顺直微弯、单一，多年来，桥位河段河势稳定，岸线总体上基本稳定，桥位位置冲淤断面深槽变化不大，随着后续拟建大桥的建成，工程河段相对稳定的平面形态将继续保持.

4结论

通过多年测图对比和科研成果对拟选桥位河段的岸线、深泓线、洲滩、深槽变化分析，结合河床演变趋势与稳定性，研究结果表明：

(1)工程河段近20余年来岸线、滩槽结构、深泓和河道断面形态均基本稳定，河势及河道边界条件稳定的状况无明显变化；

(2)在河床自然演变状况下，工程河段滩槽床面年际间变化较小，河床年际间冲淤基本平衡，但近年来受人为采砂施工等因素影响，拟选桥位所在黄桷碛边滩近河心侧床面地形变化较明显，随着重庆地维长江大桥以上河段全面禁采，今后人为采砂将不再是本河段河床演变的影响因素.

(3)受金鱼碛滩航道整治工程的影响，工程实施后几年内局部段河床处于调整演变过程中，河心浅滩局部床面冲刷，河段内3m等深线已贯通，近年来主航槽河床变化已趋于稳定.

总的来说，工程河段相对稳定的河道形态将继续保持，能够满足工程建设对河床稳定性的需要.

参考文献：

[1]国务院.国务院发布长江经济带综合立体交通走廊规划[EB/OL].2014-09-25[2015-09-11].http://finance.ifeng.com/a/20140925/13146314_0.shtml.

[2]国务院.国务院关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见[EB/OL].2014-09-25[2015-09-11].http://www.gov.cn/zhengce/content/2014-09/25/content_9092.htm.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫局.GB50139-2014内河通航标准[S].北京：中国计划出版社，2014.

[4]中华人民共和国运输部.JTS 110-9-2012桥梁通航安全影响论证报告编制规定[S].北京:人民交通出版社,2012.

[5]陈明栋,胡江,喻涛,等.四川江安第二过江通道公路桥梁工程水文分析专题研究报告[R].重庆:重庆交通大学，2015.

Analysis of the Riverbed Evolution for Erlongkou Reach on the Upper Reaches of the Yangtze River

WEI Xiang-long1, GUO Qi1, HU Peng-fei2

(1.National Inland Waterway Regulation Engineering Research Center, Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074, China; 2.Changjiang Chongqing Harbour and Waterway Engineering Investigation and Design Institute, Chongqing 401147, China)

Abstract:The Erlongkou Reach is the typical mountain river on the upper reaches of the Yangtze River. The planning Jiangan Second Yangtze River Bridge, which is located on that reach, is taken as an example in this paper. According to the riverbed topographic data, the variation characteristics of the depth contours of shoreline, thalweg, bottomland and deep groove are analyzed. By analyzing of the hydrogeological data of many years, the riverbed evolution trend and stability is summarized. The research result shows that the reach is stable, meanwhile the river forms will continue to maintain, and riverbed conditions can meet the construction needs.

Key words:Erlongkou Reach; riverbed evolution; mountain rivers; geological conditions

收稿日期：2015-09-27

基金项目：重庆市自然科学基金计划项目(CSTC2011JJA30002)；重庆市教育发展基金项目(KJ1400319)

作者简介：魏祥龙(1990-)，男，山东日照人，硕士研究生,主要从事水力学及河流动力学等方面研究.

中图分类号：TV 147

文献标志码：A

文章编号：1008-536X(2016)04-0009-04