建闸后荆江分洪道华容河河床演变对防洪影响分析

蒋黎明 付菁

摘要：华容河原是长江中游荆江分泄水沙至洞庭湖的通道之一，1959年在长江及洞庭湖口门处分别建调弦口闸、六门闸进行控制，使华容河成为人工控制内河。目前，华容河仅汛期部分时段通流，其他时刻几乎断流。基于近60 a来5次实测河道地形资料，对华容河建闸控制以来的河床演变特征进行了分析及归纳。结果表明：华容河分流比由建闸前的2.43%锐减至0.06%，分沙比由建闸前的2.08%缩减为0.06%，几乎无分流分沙能力;建闸后河床普遍抬升约2.5 m，口门段河床抬升约8.0 m;河床平均束窄约35～50 m，最大束窄近100 m，导致华容河分洪能力大幅降低，当长江洪水遇洞庭湖洪水顶托时，华容河沿江堤防将遭遇洪水威胁。因此，应及时开展华容河河道疏浚、堤防加固等综合整治工程。

关键词：河床演变;分流比;分沙比;建闸控制;长江中游;华容河

中图法分类号：TV147文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.05.008

文章编号：1006 - 0081（2022）05 - 0049 - 04

0引 言

华容河原为分泄长江中游荆江南岸洪水进入洞庭湖的河道之一，河道全长60.8 km，流域面积1 679.8 km2。自湖北省石首市东约30 km的调关镇入口后，于湖南省华容县城以下分为南、北两支，两支汇合后于六门闸注入东洞庭湖[1]（图1），其分流口门称为调弦口，与松滋口、太平口、藕池口合称为“荆江四口”。历史上，调弦口分流比达2%～3%。1959年，为控制上游来水以围垦华容河下游的钱粮湖区，分别在长江口门、河口处建调弦口闸与六门闸，相应的设计流量为60 m3/s和200 m3/s，自此华容河成为人工控制内河。如今，华容河仅汛期部分时段通流，其他时刻几乎断流。华容县水资源状况开发利用分析表明：流域水资源时空分布不均，枯水期水资源量不足、调蓄能力有限、地下水储量有限、水环境不断恶化[2]是导致华容县季节性及水质型缺水的主要原因。众多学者对华容河运行调度及河道治理开展了广泛研究[3～4]，但受限于实测资料的缺乏，尚未对建闸后的河床演变特征给出定量研究成果。有研究提出松滋口建闸以“引江济湖”[5]，但尚需科学论证及实例支撑。

本文引用了1952，1980，2002，2008，2016年实测河道地形图及水文泥沙数据，均来自于长江水利委员会水文局。在此基础上，对华容河建闸以来的分流分沙变化、河床冲淤特征进行了分析，同时探讨了建闸后河床演变对华容河防洪形势的影响，为华容河综合治理奠定基础。

1 分流分沙变化

华容河水沙主要来自于长江干流，集中在5～10月。调弦口建闸前的1934～1958年有10 a实测资料，最大洪峰流量为1 970 m3（1935年7月7日），最大年径流量153.9亿m3（1954年），约占长江干流上游枝城站来水量的2%～3%;多年平均年径流量为115亿 m3，占枝城站来水量的2.5%左右。多年平均年输沙量为1 063万 t，占洞庭湖入湖总沙量的 5.88%，最大年分沙量为1 310万 t（1958年）[6]。表1为建闸前、后华容河分流、分沙情况。由于建闸后华容河无实测水流泥沙资料，参照调度规则，每年引水按85 d，引水流量按40 m3/s计，则每年引水量为2.94亿 m3，1960～1970年长江汛期含沙量约为1.1 kg/m3[7]，则调弦口每年引水分泄的沙量约为32.34万 t。对比调弦口建闸前、后分流、分沙变化比可见，分流比和分沙比皆出现大幅减小，分流比由建闸前2.43%减小为0.06%，分沙比由2.08%减小为0.06%。华容河分流分沙较长江干流来水来沙而言几乎可忽略不计，在枯水期基本断流。

2 河床冲淤特性变化

2.1 調弦口闸前地形演变分析

分流口门河底高程关乎分流能力大小。图2为1952～2016年调弦口闸前等高线演变情况。由图2可见，1952～1980年，29.0 m等高线区域大幅减小，闸前发生大量淤积，闸前河道河底高程均高于闸底板高程（24.5 m）。1980～2002年，闸前总体表现为淤积，从29.0 m等高线的发展来看，1980年29.0 m等高线所围区域较大，2002年已无29.0 m等高线，最低高程接近31.0 m，至此，调弦口闸已基本无引流能力。2002～2008年，受到长江干流冲刷影响，闸前地形有所冲刷，29.0 m等高线区域有所扩展。2011～2013年，华容河实施了疏浚工程[8]，闸前口门段高程普遍降低3.5 m，25.0 m等高线在2016年基本扩展至1980年29.0 m等高线的范围。

2.2 河道深泓纵剖面变化分析

河道深泓纵剖面反映河段整体过流能力[9]。图3为1952，2016年华容河沿程深泓纵剖面的变化。因历史原因，1952年调弦口闸下游约19 km河道无水下高程数据，故左支统计范围从万庾镇至六门闸，右支从华容县至磨盘洲。由图3可见，1952～2016年，华容河深泓高程普遍抬升，幅度沿程递减，其中，左支平均抬升约2.4 m，最大抬升达14.3 m;右支平均抬升约2.5 m，最大抬升为4.5 m。

实测地形图中，1952年华容河河底高程为23.0～25.0 m，1959～1980年河床呈现明显淤高，主要淤积部位在上游，长达17 km，由河口延伸到伍田渡，调弦口闸外淤高至29.0 m以上，闸内河床高程29.5～30.0 m，河沟两侧的河床高程为33.0～34.0 m。综合分析可知，调弦口至何家垱（14.4 km）平均淤高2.30 m;何家垱至华容水位站（9.7 km）平均淤高0.23 m;华容水位站至六门闸（36.4 km）平均淤高0.10 m，淤积突出表现在上游河段。

2.3 典型断面冲淤变化分析

从典型断面冲淤变化可以直观呈现河床的形态变化[10]。图4为1952年和2016年华容河4个典型断面的河床变化情况。由图4可见，1952年和2016年4个典型断面均呈淤积形态，且淤积集中在河槽。其中，华1、华3主槽淤积厚度超过10 m。就空间分布而言，沿程淤积厚度逐渐变小，且河道明显束窄，一般束窄30～50 m，最大束窄近100 m。

3 建闸对华容河防洪形势分析

3.1 调弦口建闸对华容河影响

（1） 建闸后华容河来水来沙量锐减。河床的塑造需要相应的流量[11]。调弦口闸运行方式为：当长江河段监利水位达到36.00 m，预报将超过36.57 m时，扒口行洪;在监利站水位未达到36.00 m时，调弦口闸仅在汛期开闸引水。一般引水流量约为40 m3/s，与建闸前的年平均流量379 m3/s对比，该流量已失去塑造河床的能力。此外，每年华容河过水天数仅70～100 d，绝大多数时期处于断流状态，导致河道内植被发育，河床糙率加大，进而使河道的过流能力进一步减小。华容河城关河断面在建闸后束窄135 m，若参照1954年的水位及最大分流量，该断面仅能过流720 m3/s，过流能力衰减了50%。

（2） 建闸后华容河河道淤积抬升。建闸前华容河年平均流量约379 m3/s，建闸后约40 m3/s，流量呈倍数级衰减，使河道内平均流速不断减小，泥沙在河道沿程缓慢淤积。

华容河泥沙主要来源于上游长江来水，虽然建闸后华容河分沙比由2.08%下降至0.06%，但前述计算表明，汛期年均分沙总量仍达32.34万t，分沙量基本淤积在60.8 km的河道内。前述2.2节深泓纵剖面分析表明，建闸后华容河河道表现为单向淤积发展，河床普遍抬升约2.5 m，口门段河床抬升近8.0 m，河床束窄35～50 m，最大束窄近100 m。

按照调度规则，若荆江河段发生较大洪水，华容河需要实施开闸行洪，由于河床淤积抬升，分洪能力目前已大幅降低。

3.2 六门闸建闸对华容河影响分析

华容河承接流域（面积1 679.8 km2）暴雨，大量涝水、渍水经过华容河六门闸排入东洞庭湖。六门闸是针对1954年水情设计，过流量为200 m3/s，闸外设计水位为33.14 m。

随着江湖关系变化，闸外水位逐渐抬高，1998年最高水位达到34.26 m，比闸内最高水位高1.22 m。闸外洞庭湖水位抬高导致六门闸排水能力下降，闭闸增多。当洞庭湖洪水与长江洪水遭遇时，华容河的大量集水将失去出路，沿河堤防也将面临高洪水位的威胁。

综上所述，应及时开展华容河河道疏浚、堤防加固等治理工程。

4 结 论

（1） 建闸对调弦河分流分沙产生巨大影响。分流比由建闸前的2.43%减小至0.06%。分沙比由建闸前的2.08%减小为0.06%，汛期含沙量大，调弦河分流量小，流速过缓，造成泥沙量基本淤积在河道内。

（2） 建闸加速了华容河沿程淤积，淤积主要发生在建闸后短时期内，1980年代后淤积速度放缓。华容河深泓高程普遍抬升，平均抬升约2.5 m，靠近闸越近，淤积幅度越大，口门段最大抬升近8 m;河槽宽度普遍束窄30～50 m，最大束窄近100 m，部分河段几无河床形态。

（3） 建闸后华容河年平均流量由379  m3/s减少为40 m3/s，且每年绝大部分时间处于断流状态，河道过流能力大幅减弱，沿程河床淤积抬升，导致华容河整体分洪能力大幅降低。当长江洪水遇洞庭湖洪水顶托时，华容河水位将急剧抬升，沿江堤防遭遇洪水威胁。为了提高华容河区域防洪能力，应及时开展河道疏浚、堤防加固等综合整治工程。

参考文献：

[1] 卢金友，何广水. 长江中游下荆江调弦口治理方案探讨[J]. 长江科学院院，2009，26（3）：1-4.

[2] 顾自强，俞艳，高飞. 华容河流域水资源状况及其开发利用分析[J]. 安徽农业科学，2014，（36）：13007-13009.

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[4] 胡秋发. 华容河综合治理工程水文水利分析计算[J].人民长江，2009，40（14）：35-37.

[5] 童潜明.“引江济湖”解决洞庭湖季节性缺水研究[J]. 武陵学刊，2014，39（4）：22-25.

[6] 长江流域规划办公室. 长江中下游河道基本特征[R]. 武汉：长江流域规划办公室，1983.

[7] 刘卡波，丛振涛，栾震宇. 长江向洞庭湖分水演变规律研究[J]. 水力发电，2011，30（5）：16-19.

[8] 长江勘测规划设计研究有限责任公司. 洞庭湖区华容河综合治理工程可行性研究报告[R].  武汉：长江勘测规划设计研究有限责任公司，2011.

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[10] 沈健，孙苏里，李振林. 断面法计算河道冲淤量方法中断面间距探讨[J]. 人民珠江，2016，37（5）：60-62.

[11] 钱宁，张仁，周志德.  河床演变学[M].  北京： 科学出版社， 1987.

（编辑：李 慧）

Analysis on influence of riverbed evolution of Huarong River on flood control after construction of sluice

JIANG Liming，FU Jing

（Changjiang Water Resources and Hydropower Development Group Co.， Ltd.， Wuhan 430014， China）

Abstract： The Huarong River was one of the flood and sediment diversion passages of the Jingjiang River in the middle reaches of Yangtze River to Dongting Lake. In 1959， the Tiaoxiankou Sluice Gate and the Liumen Sluice Gate were built at the gates of Yangtze River and Dongting Lake， respectively， so the Huarong River became a inner river that can be artificially controlled. Nowadays， the Huarong River can only flow through for part of the flood season， and is cutoff for the rest of the year. On the basis of the analysis of the measured river topographic data in past 60 years， the characteristics of riverbed evolution since the construction of the controlling sluice gate were analyzed and summarized. The results showed that the flow diversion ratio of the Huarong River was sharply reduced to 0.06% from 2.43% before the construction of the sluice gate， and the sediment diversion ratio was reduced to 0.06% from 2.08%， lossing almost all diversion capacity; the riverbed rose about 2.5 m after the construction of the sluice gate， and at the mouth section， the riverbed rose about 8.0 m; the average shrinkage of the river width ranged from 35 m to 50 m， with the maximum shrinkage of 135 m. The flood diversion capacity of the Huarong River was greatly reduced. When the Yangtze River flood was backed by Dongting Lake flood， the safety of the Huarong River dike will be threatened. Therefore， it is necessary to carry out comprehensive treatment projects such as river dredging and dike reinforcement in time.

Key words： riverbed evolution; flow diversion ratio;sediment diversion ratio;sluice gate control; middle Yangtze River; Huarong River

收稿日期：2021-07-05

作者簡介：蒋黎明，男，工程师，主要从事水文河道等工程技术咨询研究工作。E-mail：153044039@qq.com