丰满水库坝下至河口段河道演变趋势分析

曲 洋，黄 鹤

（松辽水利委员会流域规划与政策研究中心，吉林长春130021）

第二松花江发源于长白山天池，自东南向西北流经吉林省的吉林市、舒兰市、长春市、农安县、松原市等市县区。丰满水库坝下至河口段长度约367 km，地形东南高西北低，自上而下由丘陵区向平原区过渡。该段水系较发育，支流众多，左岸支流从上到下依次是温德河、鳌龙河、沐石河、饮马河，右岸支流从上到下依次是亡牛牛河、团子河等。此段河流含沙量较少，上游为山区，森林密布，植被良好，水土流失程度较轻，中下游进入丘陵平原区，随着支流汇入，含沙量逐渐增加。

1 江段划分

根据河道地形特征，将丰满水库坝下至河口段划分为4 段：1）丰满水库坝下至贾家崴子江段，选吉林站为典型断面；2）贾家崴子至半拉山江段，选打渔楼为典型断面；3）半拉山至陶赖昭江段，选松花江站为典型断面；4）陶赖昭至三岔河口段，选扶余站为典型断面。

2 河床稳定性分析

2.1 横向稳定性指标

河床的横向稳定性采用如下关系式：

式中：φb为横向河床稳定性指标；Q 为平滩流量，m3/s；B 为造床流量对应河宽，m；J 为河道比降。值愈大，河岸愈稳定，反之值愈小，河岸愈不稳定，蜿蜒型河段值一般为1.22 左右，过渡型河段一般为0.59 左右，游荡型河段一般为0.32 左右。

吉林站、打渔楼、松花江站和扶余站断面值分别为0.51，0.54，0.48，0.43，丰满水库坝下至河口均为横向欠稳定的过渡型河道。

2.2 纵向稳定性指标

河床的纵向稳定性采用奥尔洛夫稳定性指标：

式中：φl为纵向河床稳定性指标；ρs和ρ 分别为泥沙和水的密度，kg/m3；D 为床沙粒径，mm；H为平滩水深，m；J 为纵向水流比降。 φl值越大，泥沙运动越弱，河床的可动性越弱，河床愈不易变形，河床纵断面稳定性好；反之φl越小，泥沙运动越强，河床的可动性越强，河床愈易变形，河床纵断面稳定性差。蜿蜒型河段的φl值一般大于0.80，过渡型河段的φl值一般在0.32 左右，不稳定的游荡性河段的φl值一般在0.24 左右。

吉林站断面φl值为11.11，丰满水库坝下至贾家崴子江段河床可动性较弱，纵断面稳定；打渔楼、松花江站和扶余站断面φl值分别为1.21，1.67，1.54，贾家崴子以下江段河床可动性适中，纵断面基本稳定。

3 河道演变特征

3.1 基本演变特征

第二松花江丰满水库坝下至河口段，河道以蜿蜒型和分汊型为主，两岸多为第四系松散堆积层，河床抗冲刷能力弱，渗透稳定性较差。

丰满水库坝下至贾家崴子段：两岸岸坡坚固，河道为蜿蜒型，河流以侵蚀作用为主，河道纵向基本稳定、横向欠稳定；受丰满水库清水下泄和采砂活动影响，吉林市段河道有一定的下切。

贾家崴子至半拉山段：河道逐渐变宽，河道为蜿蜒型和分汊型相间，多年来河势稳定。受槽蓄作用影响，分汊河道兴衰交替频繁，边滩心滩消长不断，主河道具有一定的游动性。

半拉山至陶赖昭段：河道宽度较大，河道为分汊型，支汊散乱且兴衰交替，多年来各个汊道发生了很大的变化，部分汊道已经消亡，而随之又新生了一些汊道，主流位置也随之变化，主河道游荡不定。由于河道的游动性很大，影响了通航，2004 年航道部门开展了航道整治工程，包括疏浚、护岸等措施，起到了稳定河势、防止大的河势演变的作用，同时也使两岸的防洪堤免受威胁。

陶赖昭至三岔河口段：单一河道和分汊河道相间，两岸有堤防和高地的束缚，多年来的河势没有太大的变化，但分汊河道兴衰交替较多，边滩心滩消长不断。该段河道多年来一直呈现为淤积的趋势，且由于河道中推移质泥沙颗粒组成较细，河道的可动性较大，使河床不断变化。哈达山水库建成后，坝下河道主流偏向左侧，右侧支汊逐渐萎缩。哈达山水库库区水流速度减慢，泥沙淤积量增加，坝址处输沙量减少。

3.2 河道典型断面冲淤变化

由于水文站附近禁止采砂等活动，因此通过吉林站、松花江站、扶余站不同年份河道实测大断面对比分析来反映河道天然冲淤变化。根据2003年和2013 年河道实测大断面对比分析，吉林站所在河道左岸岸坡略有冲刷，堆积在底部，造成主槽宽度缩窄约90 m，主槽深度基本无变化；松花江站主槽横向变化最大，幅度约295 m，原主槽位置发生淤积，淤积厚度1.20 m，主槽深点向右侧偏移，下切2.20 m。吉林站、松花江站、扶余站2003 年和2013 年实测大断面对比见图1。

图1 各水文站2003 年和2013 年实测大断面对比

3.3 河道演变趋势分析

丰满水库坝下至河口段两岸有堤防和高地的束缚，在永庆水库、哈达山水库、桥梁、护岸工程、航道整治工程等水利工程的影响下，增加了多处控制性节点，河势平面演变的空间越来越小，河势将更加稳定，弯道的下移、河道的裁滩切弯只会发生在两岸堤防之间的有限范围内。从纵向上来看，河段上游受丰满水库清水下泄影响，尤其是大洪水的影响，使吉林市段河道有一定的下切，并有向下游延伸趋势。

4 结论

1）第二松花江河道平面形态上主要以蜿蜒型和分汊型河道为主，均为横向欠稳定的过渡型河道，近年来在堤防、桥梁、护岸等工程的控制下，河道不能自由摆动，河道分汊部分兴衰交替，具有一定的可动性。

2）丰满水库坝下至贾家崴子江段河床可动性较弱，纵断面稳定，但由于受丰满水库清水下泄影响，尤其是大洪水的影响，使吉林市段河道有一定的下切；贾家崴子以下江段河床可动性适中，纵断面基本稳定。