钱塘江干流衢江段江道河床演变分析

陈 刚，肖乃尧，何震洲，巫春涛

（1.浙江省钱塘江流域中心，浙江 杭州 310016；2.浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江 杭州 310016）

0 引 言

衢江是钱塘江上游的干流，主要流经浙江省衢州市和金华市，上起衢州市常山港、江山港合流的双港口，下迄兰溪市西南横山纳金华江接兰江，河道总长77 km，流域面积8 092 km2，平均比降3.1‰。衢江沿东北方向下泄，接纳了众多支流，呈羽状水系，其中较大的有右岸的乌溪江和灵山港，左岸的铜山源、芝溪，江心洲较多。衢江为山溪性河道，坡陡流急，河道落差较大，洪水暴涨暴落[1]。

2003年以来，衢江从上游往下游陆续建设了塔底、安仁铺、红船豆、小溪滩、游埠、姚家等6座航运枢纽，兼顾航运和发电，至2018年全部完成建设，其中上游4座在2016年之前建成，下游2座在2016年之后建成。2020年、2022年衢江在梅雨期遭受了大洪水，衢州站洪峰流量为1998年以来最大，大洪水对河床有明显的重塑作用。本文主要通过上述水文地形数据，分析近6年来江道冲淤、洪水位和过流能力的变化，着重分析枢纽建设和洪水对衢江江道的影响，为河道管理及防汛工作提供参考。

1 衢江江道断面基本情况

衢江江道在2016年之前无完整江道测量资料，2016年因修编《钱塘江流域防洪规划》需要，在衢江全河段布设了105个重要断面进行实测，有较完整的衢江江道断面资料。衢江测量断面布置见图1，断面布设在能够反映河势变化、突出保护对象、便于行洪能力动态分析、易于开展复测等处。2019年之后形成固定监测机制，2019年、2020年、2021年连续对105个重要断面开展断面监测。2022年，钱塘江流域中心结合数字孪生建设需要，对衢江全河段江道开展水陆全地形测量，水下采用多波束扫测，水陆交接边缘较浅区域采用单波束测量，实现全江道点云数据成果，实现水下地形数据10 cm以内的精度，图2为2022年衢江各段点云图。

图1 衢江测量断面分布图

图2 2022年衢江各段点云图

2 典型断面变化

研究河段典型断面冲淤变化见图3。各河段冲淤变化分析：

图3 江道断面变化图

2019—2021年衢江典型洪水：2020年，衢州站洪峰水位63.54 m，超警戒2.34 m，洪峰流量6 600 m3/s；2021年，衢州站洪峰水位63.51 m，超警戒2.31 m，洪峰流量6 870 m3/s，超警历时43 h。2022年的测量于汛前完成，故不纳入2022年洪水。

衢江大桥（柯城）—乌溪江汇入口段，2016—2022年，衢州水文站断面整体变化不明显，2016—2019年因为航道疏浚，江道降低，2020年较2019年有明显的回淤，因2020年衢江大洪水，2021年江道有所降低，2021年洪水影响较小，2022年局部存在轻微淤积，淤积幅度为0.50~1.00 m，2022年断面基本与2016年断面重合。衢州水文站附近其他断面2022年与2016年比较，变化不明显。塔底枢纽上游，2022年相较于2021年左右岸略有淤积，下游相较于2021年变化不大，但与2016年相比，2019、2020、2021、2022年整体从原来左高右低变为左低右高。

安仁铺枢纽—红船豆枢纽段，2022年相较于2021年，江道略有冲刷，冲刷深度0.10~0.20 m，相较于2016年冲刷深度0.20~0.30 m。虎头山大桥断面（龙游水文站），近5年来主槽变动不明显，但右边滩变化较大，为人工挖沙所致；2016—2019年因为航道疏浚，开挖了较大一块，2021年较2019、2020年有明显的回淤。

小溪滩枢纽—姚家枢纽段，2022年相较于2021年，断面基本一致；2021年相较于2020年，主槽略有冲刷，冲刷深度0.10~0.20 m，至姚家枢纽上下游基本稳定；相较于2016年，主槽断面局部有较大变动。小溪滩下游游埠、姚家为2016年后新建的两级枢纽，建成后的航道疏浚对河道有一定扰动，故2019年较2016年断面变动较大[1]，2019—2022年断面冲淤变化十分有限。

通过对比分析，衢江江道2022年相较于2016年基本变化不大，江道整体稳定，只有局部滩地稍有变化，游埠、姚家枢纽建成后的航道疏浚对河道有一定扰动，历年洪水并未对江道造成大的变化，也未改变江道稳定的趋势。近1年衢江水文站处局部轻微淤积，淤积深度0.50~1.00 m，塔底枢纽上游左岸略有淤积，其他河段轻微冲刷，整体没有变化。

3 江道容积变化

结合2016年、2019年江道断面测量成果及2022多波束扫测成果资料[2]，分析2016年以来的江道容积变化（见图4）。容积由各断面警戒水位以下计算汇总得到，各断面警戒水位根据水文站水位进行内插得到，各水文站断面警戒水位：衢州站为61.20 m、樟树潭站为57.70 m、龙游站为42.70 m、洋港站为35.00 m。

图4 衢江各区间警戒水位以下江道容积图

由表1可知，双港口—衢州水文站段江道容积年度变化较小，容积较为稳定，3年间（2016—2019年）变动幅度10万m3，比例在2%以下，呈现先增加后减少状态；衢州水文站—龙游水位站段江道容积逐年增加，增长幅度较小，每3年变动幅度在300万m3以下，比例在2.5%左右；龙游水位站—洋港水位站段江道容积逐年增加，增长幅度较小，前3年变动幅度301万m3，比例在4%左右，后3年基本无变化；洋港水位站—横山大桥段江道容积逐年增加，增长幅度较小，前3年基本无变化，后3年变动幅度108万m3，比例在1.5%以下；总体而言，衢江段江道容积较为稳定，呈逐年微量增加状态，平均每年增加0.58%。

4 江道洪水位变化

衢江江道2022年相较于2016年基本变化不大。2021年钱塘江干流洪水主要位于常山港，衢江整体没有出现量级洪水，江道断面变化不大，故采用2021年复核洪水位。选用20 a一遇洪水作为分析方案，分别计算2016年断面现状工况（防洪规划现状）和2021年断面现状工况下的水位，并进行差值计算。结果可知，水位变动与断面变动基本一致，断面疏深处水位略有下降，断面淤积处水位略有抬升，但因为整体断面变动不大，与2016年相比，水位变幅均不超过0.05 m[3]。2021年测量断面和钱塘江流域规划采用的2016年断面的沿程水位见表2。

表2 衢江干流及主要支流现状工况2016—2021年洪水成果对比表 单位： m

5 过流能力分析

安全泄量以堤防设计水位为标准，计算断面的过流能力；充分考虑各断面的水位—流量关系，结合上下游非恒定流计算，得出衢江重要断面的安全泄量。因堤防高程和河道断面与2016年变化不大，断面允许流量亦相差不大。成果见表3。根据衢州水文数据的统计分析得出水位—流量关系为：Y=7/108X2+0.001 5X+56.717（X为流量，m³/s；Y为水位，m）。

表3 断面允许流量分析表

6 结 论

1）2016—2022年，衢江段江道容积较为稳定，呈逐年微量增加状态，警戒水位以下平均每年平均增加0.58%。大洪水不改变衢江江道总体变化趋势。2016年姚家和游埠枢纽建成后洋港水位站—横山大桥容积变化不明显，衢江航运枢纽的建设对江道的影响总体不大。

2）2016—2022年，衢江段断面整体情况变化不大，局部有变化。塔底枢纽上游整体从原来左高右低变为右高左低；虎头山大桥断面（龙游水文站），主槽变动不明显，但右边滩变化较大，航道疏浚开挖后，2021年有明显的回淤；小溪滩枢纽—姚家枢纽段主槽断面局部有较大变动；小溪滩下游游埠、姚家为2016年以后新建的两级枢纽，建成后的航道疏浚对河道有一定扰动，故2019年较2016年断面变动较大，2019—2022年断面冲淤变化不大，显示枢纽建成后江道较为稳定。

3）水位变动与断面变动基本一致，2016—2022年衢江段断面整体情况变化不大，故洪水位变动不大。