三峡工程后长江口水沙变化及河床演变特征

钟婉婷

摘 要： 长江中游沙洲水道全程约20千米，随着三峡工程水库的建立，水来沙条件的不断变化，沙洲水道的发展呈恶化的趋势，对长江的航运产生了严重的影响。为了保证长江航道的正常运行，通过利用实测的水沙数据和河床演变学理论等内容，对河道的特性和演变规律等内容进行了分析研究，以期能够更好地控制长江口水沙变化和河床的演变变，促进长江航道运行的发展。

关键词： 三峡工程;长江口;水沙变化;河床演变特征

【中图分类号】TV147     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.32.232

1 河道的特点

1.1 河道变化特点

该位置位于武汉至安庆地段，在长江中游湖北省境内，距武汉市79千米，左为黄冈市，右为鄂州市。该水道始于三江口，下与巴河水道相连，全长20千米左右。该水道向右弯曲出分岔，河道向左边发展，形成了左汊。右边水道为主汊也是航道的主航槽[1]。

1.2 河流的变化特点

该河道由于处于长江中下游的平原地段，因此水面会随着汛期和洪期的变化而发生变化。1945年对长江中下游平原低段的水位进行监测，为该地段水位的最大值，水位为29.7，3米。2014年的水位实测值比最大时降低了6.7%，比最小时增大了15.7%。通过对水位数据进行对比，能够发现水面发生变化主要的原因是由于三峡水库的建立对该河段的过水流量进行了调控，而且比降会随着水流流量的增大而增大。

2 河道的演变

从河道演变历史，能够发现河道整体的发展运势较为稳定，但滩槽的发展变化较大，经历了由双汊到单汊再到双汊的三个发展阶段。从2016年3月开始，沙洲滩体头部遭受水流的冲刷而后退，水流冲进左侧后产生右侧淤积。水道从直段主汊深入左岸过渡到右岸德胜洲后整体表现为冲刷的趋势。从德胜洲以下到右汊整体呈淤积状态发展，西山以下左侧向右侧冲积，使右侧淤积发展。黄洲边滩水道进一步冲刷使滩体后退，左汊口略有淤积，中下段仍旧有冲刺[2]。

2.1 深泓变化

2003年之后，随着上游来水来沙量的不断变化，黄周边滩头部冲刷发生变化，滩沿岸测窜沟发展较为明显，深泓进口段向左有所改动，水流主水道对边滩形成了切割的发展趋势，而沙洲水道中段的深泓较为稳定，一直沿右岸向下流动，而下段的深泓尾部有所变化。从2018年至今左汊水道冲沙展趋势较为明显，尤其是滩头以下3千米范围内冲刷幅度较大，而左侧中段变化相对于上段来讲，变化趋势较小，中段有较深的淤积，出口段有一定的冲刷。另外从纵向起点1.7千米靠近滩头左右的位置出现了局部明显的下切，主要是由于左汊水流的冲刷下切作用和左汊采砂工作的影响。

2.2 分流比的变化

相较于2014年来讲，2016年的枯水期，沙洲水道右汊的分流比下降了2.2%，左汊分流比增加了2.2%，左汊水道出现了明显的冲刷发展，对主流的吸流作用有所加强，这也是引起右汊航道分流比降低的主要原因，这对右汊的通航产生了较为严重的影响。而且通过数据资料能够发现左汊分流比有较为明显的增加，说明边滩上端存在较为显著的斜向水流，即水流在向下游流动的过程中水流会朝着黄洲边滩流动，并漫越过黄洲边滩进入到左汊航道，使得右汊航道的分流比减小，这也会对右侧主河槽的运行产生一定影响[3]。

2.3 断面冲淤的变化

通过对水道横断面的冲击变化进行分析，能够发现进口段的断面变化对面趋势较小，有非常明显的洪冲枯淤的演变规律。而左汊进口段和上口段的冲刷，有着非常明显的下切发展，而下段冲刷以展宽为主要的发展趋势，心滩滩面有上冲下淤的发展趋势，右汊直段有小幅度的冲刷展宽，弯曲航道朝向右略有摆动，航道有缩窄的趋势。

3 河床演变的变化因素

3.1 河道边界条件

河道水道近期整体格局和航道的条件发生了明显的变化，由原先单一的河道转变为分汊河段，并且该河道处于发展的过程中。导致河道发生该变化主要原因是由于大水趋直、小水坐湾的水动力因素以及弯道环流结构的变化。所谓弯道环流结构的变化是指沙洲水道弯曲河流段有凹岸冲刷后退，凸岸淤积的发展特点，当河道弯曲到一定程度并遇到大水年就会出现切滩撇弯，这时凸岸会被水流切割形成心滩，并继续出现分汊，形成新的彎道，再次重复之前的变化。

3.2 来水来沙

三峡水库建立之后，水流整体流量较为平稳，大流量和小流量出现的几率下降，但中水流量出现的时间有所增加，这也导致滩体冲刷的时间增长，使得中水流会漫过黄洲边滩形成冲刷滩体，使边滩头部不断遭受水流的冲击而后退。而且水库拦截了大量的泥沙，使得下游的来沙量减少，导致坝下游河段，河道会遭受较长距离较长时间的水流冲刷，使左汊水道发展较为迅速[4]。

3.3 周滩泥沙抗冲性

沙洲水道床沙主要由中沙、细砂、粗砂等组成，而黄洲边滩主要以粉砂组成。在长江中下游阶段，0.1～0.3毫米的泥沙颗粒及容易被水流带走。由此可见，黄洲边滩的抗冲性较差，河床的稳定性较低，极易被水流冲刷，这也是左汊发展较快的重要因素之一。

4 演变趋势

沙洲水道的河势发展较为稳定，而且两岸堤防的建设也使得两岸的岸线较为稳固，河势将继续保持稳定发展。虽然沙洲水道的河势能够朝着稳定的方向发展，但由于沙洲水道河道较宽，因此，当来水来沙条件发生一定的变化，周滩深槽将会出现较为频繁剧烈的调整。与此同时，三峡水库建立之后，河床以冲刷发展为主，下游的滩头部、心摊头部等处在日后的一段时间内，仍将出现冲刷后退的现象，会对已建护岸工程产生一定影响。另外虽然目前沙洲水道航道条件较为优良，但随着左汊深槽的发展，航道的运行也会受到一定的影响。

结束语：综上所述，通过对长江山河段河河道的演变规律进行分析后发现，整体正朝着非常不利的方向发展。针对发展趋势较为严重的地段，必须尽快实施航道整治工程，保证航道通行的顺畅。

参考文献

[1] 韩玉芳.三峡工程后长江口水沙变化及河床演变特征[A].中国海洋工程学会.第十九届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（下）[C].中国海洋工程学会：，2019：6.

[2] 梁鑫鑫.长江口地形演变趋势及其对风暴洪水影响分析[D].华东师范大学，2019.

[3] 艾威.长江感潮河段河床演变对流域水沙和潮汐变化的响应[D].华东师范大学，2018.

[4] 方馨蕊.三峡工程蓄水前后坝下游河段水沙情势时空变异分析[D].中国科学院大学（中国科学院重庆绿色智能技术研究院），2018.