长江下游支流入江段水文河势特征与治理对策研究

摘要：

皖河为长江安徽段最大支流，其入江段受上游来流与长江顶托的双重作用，河势复杂多变。针对皖河下游入江段特殊的水文情势，系统开展皖河与长江干流水位-流量关系研究，分析了近期水旱灾害情景；从河道平面形态、滩槽冲淤变化以及长江交汇口河道纵横向变化等方面，系统分析了皖河下游入江段的演变特征；通过建立二维水动力数学模型，研究了洪灾、旱灾形势下皖河下游入江段水流特性。结果表明：安庆站水位在10.40 m以上时，长江干流水位是影响皖河下游水位的主导因素，而安庆站水位低于10.40 m时，上游来流量成为影响皖河下游水位的主要因素；2008年以来皖河八里湖至入江口段河槽小幅冲刷，大面积滩地淤积，平均淤积厚度为1～2 m，局部厚度可达3～4 m，河段滩地总淤积量约0.58亿m3；枯水时皖河入江口江水倒灌，洪水受长江顶托和左右岸密集建筑物的约束，入江口存在低流速回流区域，导致回流区泥沙易落淤以及洪水宣泄不畅。在此基础上，研判该河段防洪抗旱、航运发展、水资源利用等方面的治理需求，提出了新建控制性水利枢纽、提高堤防等级以及开展航道疏浚工程等治理对策，以提高皖河流域航运与水旱灾害防御能力。

关" 键" 词：

河湖治理； 水文分析； 河道演变； 数学模型； 皖河下游； 长江支流

中图法分类号： TV147.3

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.01.003

收稿日期：2024-05-08；接受日期：2024-07-25

基金项目：

国家自然科学基金长江水科学研究联合基金项目（U2240224）；中央级公益性科研院所基本科研业务费项目（CKSF2023328/HL）；国家自然科学基金青年项目（52009008）；长江科学院创新团队资助项目（CKSF2023189/HL）；水利部重大科技项目（SKS-2022074）

作者简介：

陈羿名，男，助理工程师，博士研究生，研究方向为水力学及河流动力学。E-mail：chenyiming@mail.crsri.cn

通信作者：

栾华龙，男，高级工程师，博士，主要从事河湖演变与治理方面的研究工作。E-mail：luanhualong@126.com

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章编号：1001-4179（2025） 01-0014-08

引用本文：

陈羿名，胡呈维，何子灿，等.

长江下游支流入江段水文河势特征与治理对策研究

［J］.人民长江，2025，56（1）：14-21，30.

0" 引 言

长江是亚洲第一大河［1］，据统计沿途有超3 000条大小支流汇入长江，其中一级支流超700条［2］。众多支流形成了一张以长江干流为中心的水网，在流域防洪、排涝、灌溉、航运等方面发挥着巨大的作用。前人关于长江河道治理与水旱灾害防御的研究工作主要着眼于干流［3-4］。近年来随着国家水网重大工程成为水利高质量发展的工作重心，要求处理好“大动脉”（大江大河）与其“毛细血管”（支流）的关系［5］，长江支流的研究越来越得到重视，但相关研究主要集中在金沙江［6］、汉江［7］、赣江［8］等大型支流，针对流域面积在300 km2以下的中小支流的研究还非常有限。

皖河为长江安徽段最大的支流，然而目前关于皖河水旱灾害防御的研究仅局限于历史险情分析［9-10］和河道治理建议［11-12］，关于其水文、河势、水动力特征尚不明晰。尤其是皖河下游入江段，上承安徽省岳西、潜山、太湖及区间怀宁、皖河农场和望江等区域来水、来沙［13］，下接长江干流，其水位受上游来流与长江干流顶托的双重影响［14］，表现为“枯季一线、洪季一片”的特性，河势复杂多变。因此，本文以皖河下游入江段为例，通过水文资料分析、遥感影像分析、数学模型计算等多手段，研究该河段演变趋势和水旱灾害风险，研判其河道治理需求，并针对治理需求提出相应的治理对策。

1" 研究河段概况

皖河下游入江段西起庆丰村，东至皖河入江口，全长约42 km，河道右岸自西向东依次建有同马大堤和广成圩堤；河道左岸自西向东依次分布七里湖、八里湖和石门湖，湖底高程约8～9 m，湖面面积为25.7 km2（水位12 m时）。湖区与皖河之间仅有一条隔埂（许家小圩），隔埂高程约11～12 m，枯水期时，湖区与皖河隔开，丰水期水位超过12 m时，河、湖水面连成一片，洪、枯季水边线见图1。七里湖、八里湖、石门湖流域内地表径流随皖河干流一起汇入长江。

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2" 皖河下游入江段水文情势

2.1" 皖河与长江干流水位-流量关系

皖河下游的水位主要受上游来流与长江干流顶托的双重影响。石牌水文站为皖河下游控制站，位于怀宁县石牌镇猫山村，安庆水位站为长江干流距皖河口最近的水位站，位于皖河口下游约4.4 km。本节收集了石牌站、安庆站1991～2022年逐日流量、水位资料，分析皖河与长江干流的水位-流量关系。

由图2～3可知，当安庆站水位高于10.40 m时，石牌站水位与安庆站水位有较强的相关性；反之，石牌站水位与安庆站水位相关性较弱，说明安庆站水位高于10.40 m时长江干流的顶托作用对皖河水位的影响较大。从图4来看，石牌站水位-流量关系总体难以拟合，主要是受长江干流顶托的影响。由图5可知，安庆站水位低于10.40 m时，长江干流顶托作用减弱，石牌站水位与流量的相关性较强。

以上分析可知，安庆站水位高于10.40 m时，长江干流会对皖河下游产生较强的顶托作用，即长江干流水位是影响皖河下游水位的主导因素；当安庆站水位低于10.40 m时，长江干流对石牌站水位的影响较小，上游来流量成为影响皖河下游水位的主要因素。

2.2" 近期水旱灾害分析

（1） 2020年洪水灾害。

皖河流域2020年遭遇洪水灾害，皖河下游河道较窄，遇洪水时河道易出现短时间内水位暴涨的情况，对防洪非常不利。图6为2020年安庆站和石牌站水位过程，在上游花凉亭水库的调蓄作用和下游七里湖、八里湖、石门湖的分蓄作用下，非汛期石牌站水位变化很小；自6月进入汛期后，受流域暴雨和长江干流的顶托作用，石牌站流量、水位暴涨，在水位上升阶段出现了3个洪峰，均表现出暴涨、暴跌的特点。7月6日石牌站流量达历史最高（4 750 m3/s），石牌站水位1 d内暴涨约2.5 m，并于7月7日达到洪峰水位（17.97 m）；安庆站水位达1924年建站以来历史第二高水位（16.51 m）。

（2） 2022年干旱灾害。

2022年7月开始，受持续高温少雨、上游来流少和长江低水位的共同影响，皖河流域出现了“汛期反枯”的现象。皖河上游部分支流出现断流的情况，图7为2022年石牌站和安庆站的水位变化过程，9月25日出现1954年有资料记录以来的最低水位（9.83 m）。安庆水位站2022年汛期（6～10月）平均水位较历史汛期平均水位低2.77 m，9月平均水位较同期历史平均水位低5.60 m。

3" 河道演变特征分析

3.1" 资料收集与处理

由于缺乏皖河历年的实测水下地形资料，本节收集1989～2022年皖河下游入江段的卫星遥感影像图共22张，并根据水位将遥感影像图分为枯水期和洪水期2组，影像信息见表1。通过MNDWI［15-16］方法提取历史遥感影像的水体边界，再根据其平面形态变化分析皖河下游入江段近期河道演变特征。

3.2" 河道演变特征

（1） 洪水期。

图8为皖河下游入江段1989～2021年洪水期水边线变化图。七里湖、八里湖北岸为怀宁县及大观区的圩口以及山口片的山丘高地；石门湖北岸地势高，并分布有土堤和丘陵岗地，西岸为山丘高地，东岸为环湖西路（现已满足防御1954年型洪水要求）；皖河干流南岸分布同马大堤和广成圩堤。受河湖边界堤防和山丘高地的控制作用，皖河下游入江段近期洪水期间河湖平面形态变化不大，除沿河（湖）分布的用于水产养殖的小圩口面积有逐年扩大的趋势外，皖河下游入江段的河道（湖泊）平面形态基本无变化。

（2） 枯水期。

图9为皖河下游入江段1989～2021年枯水期水边线变化图，其平面形态演变特征表现为河段整体走向变化不大，局部河道形态发生了一些调整。1989～1993年皖河闸附近河道束窄，左岸向右偏移约110 m，1989年皖河闸附近存在一心滩，由于河道束窄和左岸右偏，心滩消失。1989～2002年枯水期水边线平面形态较为复杂，河段多处出现局部小型“S”形弯道；2002～2004年河道整体束窄，河道局部小型“S”形弯大量消失，河道整体平面形态更为顺直；2017～2022年叶家滩处“S”形弯道曲率增大。皖河入江口至入江口上游2 km范围的河段在2007～2013年河道展宽，曲率增大，右岸不断左移，最大偏移幅度达75 m，2013年后皖河口趋于稳定。

3.3" 深槽沿程变化

根据2022年汛前对皖河下游入江段的地质勘探成果，绘制了皖河狮子山至入江口段最深点沿程高程变化（图10），可见皖河八里湖河段最深点高程变化不大，河道平均比降约0.072‰。由于石门湖航道疏浚工程的开展，石门湖航道至入江口河段最深点高程下降较快，从2.8 m下降至0 m，在入江口陡降至-5.5 m 汇入长江，该段河道平均比降约0.963‰，约为八里湖河段的13.5倍。

3.4" 滩地冲淤变化

查阅2008年和2022年皖河八里湖至入江口段实测地形资料可知，期间滩地整体发生了较大幅度的淤积，平均淤积厚度约1～2 m，局部淤积厚度可达3～4 m（图11）。根据体积差值法估算，2008～2022年皖河八里湖至入江口河段滩地的淤积量约为0.58亿m3。

图12绘制了皖河下游入江段典型断面的冲淤变化情况（断面位置见图11）。断面1深槽发生冲刷，最深点冲刷深约2 m，左岸受圩堤的控制作用变化不大，右岸滩地有冲有淤，幅度为冲深1.2 m至淤高1.5 m。断面2最深点的平面位置和高程基本没有变化，深槽整体向右岸偏移约40 m，左岸滩地淤高约1.3 m，右岸滩地冲刷约0.8 m。断面3最深点的平面位置和高程基本没有变化，河床边坡放缓。受石门湖航道疏浚工程的影响。断面4深槽明显下切，最深点下切幅度约3 m，河床左右岸边坡变化不大，以小幅度淤积为主。

4" 数学模型计算

4.1" 模型建立

为了研究皖河下游入江段季节性河湖形态转换，分析洪灾、旱灾形势下皖河下游入江段水流特性，建立了二维水动力数学模型。模型范围涵盖长江干流安庆河段（吉阳矶至钱江咀）以及皖河下游入江段，其中长江干流安庆段全长约57 km，皖河下游入江段全长约18.5 km。模型采用非结构化三角网格（图13），计算地形采用长江干流2021年3月地形及皖河下游入江段2022年8月地形。

4.2" 计算工况

为研究皖河下游入江段的行洪、通航、入汇情况以及极端洪旱灾害下水流状态，模型选取研究河段多年平均流量、2020年极端洪水及2022年旱灾特枯流量共3组工况进行水流计算与分析（表2）。

4.3" 计算成果分析

在多年平均流量下，皖河下游入江段水流归槽，呈“一线”状态（图14），水面高程约8.2 m，水深2～8 m，石门湖水面高程约8.0 m，水深1～5 m，石门湖湖区与皖河间因隔埂而分开，仅靠主槽宽约40 m的石门湖航道相联通。石门湖航道以上河段水流流速为0.1～0.5 m/s，流速相对较大，而石门湖航道以下河段流速较小，普遍小于0.1 m/s。石门湖航道处流速可达0.5 m/s，这是由皖河下游入江段来流受长江水倒灌，快速涌入石门湖航道导致的。在皖河入江口处，皖河来流呈近90°入汇长江，但因为流量较小（120 m3/s），在皖河入江口处形成面积不足0.04 km2的小回流。

在2020年极端洪水情景下，皖河下游入江段及石门湖水面高程达16.7 m（图15），许家小圩圩埂被淹没，长江、皖河、石门湖水面连成一片，江河湖不分。皖河下游入江段主槽内水深普遍在11～16 m之间，主槽外的水深则在7～10 m范围内。皖河下游入江段水流流速普遍在0.2～0.8 m/s范围内。石门湖区流速偏小，石门湖航道下段水流流速约为0.3～0.4 m/s，石门湖湖心流速则不足0.1 m/s。在皖河入江口处形成了多处较大回流，回流总面积约为1.3 km2，中心流速不足0.2 m/s。

在2022年极端干旱情景下，皖河下游入江段流量不足20 m3/s，除了进口及入江口附近外，皖河下游入江段基本呈断流状态，仅局部坑洼处尚存水体（图16）。进口段及入江口段水深约0.2～2.0 m，局部坑洼处最大可接近3 m，前者是因为皖河上游流域来水量决定，后者则为长江水倒灌导致。皖河下游入江段石门湖航道处流速接近于0 m/s，而皖河入江口处因长江水倒灌，水流流速约为0.2 m/s。

5" 治理需求及对策探讨

5.1" 治理需求

（1） 皖河下游入江段河道泥沙淤积，泄洪不畅。

皖河大观区河段河宽较窄，地形平坦，河床落差小，水流平缓，弯道多。且根据河道演变分析结果，2008～2022年皖河八里湖至入江口段大面积滩地出现淤积，平均淤积厚度为1～2 m，局部厚度可达3～4 m，河段滩地总淤积量约0.58亿m3。汛期遇较大洪水时，河道易出现短时间内水位暴涨的情况，防洪排涝能力偏弱。皖河口右岸受广成圩堤限制，左岸受安庆市西郊阻水建筑物限制，长江高水位时在皖河口会产生大的回流。根据数学模型计算结果，在2020年极端洪水情景下，皖河口处高水漫滩，受长江顶托作用以及左右岸密集的束水建筑物约束，皖河口处产生面积约1.3 km2的回流区域，回流中心处流速不足0.2 m/s，洪水宣泄不畅，这是皖河段形成洪涝灾害的重要因素。

（2） 石门湖航道枯水期水深不足，航运受限。

石门湖航道作为长江一级支流航道，受上游径流来沙和长江水位顶托的双重影响，容易形成淤积。石门湖湖区段中高水位为湖，低水位为河，受上游来沙影响，加之长江顶托导致流速降缓，处于淤积状态，尤其枯水期水深不足，在2022年特枯水年洪水期水深仅为0.2～2.0 m，严重影响通航效率。

（3） 近期发生流域极端干旱事件，水资源短缺。

2022年长江流域出现极为罕见的“汛期反枯”的现象，安庆水位站2022年汛期（6～10月）平均水位较历史汛期平均水位低2.77 m，9月平均水位较同期历史平均水位低5.60 m。长江水位偏低加剧了皖河的旱情，皖河上游部分支流出现断流的情况。石牌站9月25日出现1954年有资料记录以来的最低水位9.83 m。受长江水位持续走低影响，皖河上游来流被长江大量“带走”，使得皖河入江段部分干支流出现间歇性断流，沿线工农业用水严重短缺，季节性水资源短缺问题突出。

5.2" 治理对策

针对皖河下游入江段在防汛抗旱、航运发展、水资源利用等方面的问题，提出以下治理对策：

（1） 实施综合治理工程保障防洪安全。

针对防洪方面存在的问题，皖河下游入江段防洪宜采取“蓄、堤、疏”等综合治理工程措施：① “蓄”，充分发挥现有大、中型水库的拦、滞洪作用，如有合适的建库条件则考虑新建具有一定防洪控制作用的综合利用水库，有效地拦蓄洪水、削减洪峰；② “堤”，提高广成圩防洪标准，减轻汛期防汛任务，需对同马大堤及广成圩部分堤段进行除险加固，解决堤防的防洪安全问题；③ “疏”，对皖河下游入江段严重束水河段进行疏浚，并对局部弯道归顺流路，恢复和提高河道的泄洪能力。

（2） 建设水利枢纽提高航运及水旱灾害防御能力。

针对皖河水资源时空分布不均及已建工程调控能力不足，导致局部地区和部分时段缺水，以及针对皖河入江段河床逐渐淤高、影响通航效率等问题，皖河口可考虑建设由节制闸和抽水站组成的控制性水利枢纽。枯水期可关闭节制闸防止上游来水被长江“带走”，抬高皖河入江段水位，并通过抽水站从长江抽水补充水资源缺口；汛期开闸放水，将皖河洪水及流域内涝排向长江。通过科学合理调控洪枯水期与长江的关系，可大大改善皖河下游通航条件，提升流域水旱灾害防御能力。

6" 结 论

为了研究长江支流的河道治理与水旱灾害防御需求，以皖河下游入江段为例，研究该河段河道演变特征，研判其河道治理需求，并提出相应的治理对策，主要得到了以下结论：

（1） 皖河下游的水位主要受上游来流与长江干流顶托的双重影响：当安庆站水位达10.40 m以上时，长江干流会对皖河下游产生较强的顶托作用，即长江干流水位是影响皖河下游水位的主导因素；当安庆站水位低于10.40 m时，长江干流对皖河入江段水位的影响较小，上游来流量成为影响皖河下游水位的主要因素。

（2） 近期河段整体平面形态和深泓走向稳定，仅部分河段发生局部变化，且近5 a无明显变化；1981～2006年皖河入江口平面位置持续朝西南方向移动，2006～2022年入江口平面位置变化不大，受三峡水库修建后长江干流不断冲刷以及航道疏浚的影响，皖河入江口河床大幅下切。

（3） 2008～2022年皖河八里湖至入江口段枯水河槽出现小幅冲刷，大面积滩地出现淤积，平均淤积厚度为1～2 m，局部厚度可达3～4 m，河段滩地总淤积量约0.58亿m3。

（4） 受长江顶托作用以及左右岸密集的束水建筑物约束，皖河入江口存在低流速回流区域，导致回流区泥沙易落淤以及洪水宣泄不畅。

（5） 针对皖河下游入江段防汛抗旱、航运发展、水资源利用等方面的问题，建议采取新建控制性水利枢纽、提高堤防等级、开展航道疏浚工程等措施提升流域航运及水旱灾害防御能力。

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（编辑：胡旭东）

Study on hydrological and river regime characteristics of downstream Wanhe River

entering Changjiang River section and control countermeasures

CHEN Yiming1，2，HU Chengwei1，2，HE Zican1，2，LUAN Hualong1，2，QIAN Zhaoxia3，LIN Musong1，2

（1.River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；

2.Key Laboratory of River and Lake Regulation and Flood Control in the middle and lower Reaches of the Changjiang River of Ministry of Water Resources，Wuhan 430010，China；

3.Anqing Water Resources Planning Management Office，Anqing 246003，China）

Abstract：

The Wanhe River is the largest tributary to Changjiang River Anhui Province section.Its estuary section is affected by both the upstream inflow and the backwater of the Changjiang River，so the river regime is complex and changeable.In view of the special hydrological situation of the section，the water level-flow relationship between the Wanhe River and the Changjiang River was systematically studied，and the recent flood and drought disaster scenarios were analyzed.The evolution characteristics of this section were systematically analyzed from the aspects of river plane shape，erosion and deposition variation of beaches and channels，vertical and horizontal variation of the confluence waters.By establishing a two-dimensional hydrodynamic mathematical model，the flow characteristics of this section under flood and drought conditions were also studied.The results show that when the water level of Anqing Station is above 10.40 m，the water level of the Yangtze River is the dominant factor affecting the water level of the Wanhe River estuary section.While the water level of Anqing Station is lower than 10.40 m，the upstream inflow becomes the major affecting factor.Since 2008，the channel from Balihu to the estuary of the Wanhe River has been slightly scoured，and a large area of beach has been silted up，with average siltation thickness of 1～2 m and up to 3～4 m in local areas，and the total siltation of the beach is about 58 million m3.During the low flow periods，the water from the Wanhe River tributary into the Changjiang River estuary is poured backward.While during the flood periods，constrained by the backwater effect of the Changjiang River and the dense buildings on the left and right banks，there is a low-velocity recirculation zone in the estuary，which leads to sediment deposition in the recirculation zone and poor flood discharge ability.On this basis，the regulation needs of flood control and drought resistance，shipping development and water resources utilization in this river section are studied and argued.The regulation countermeasures such as building new water conservancy projects，improving dike grade and carrying out channel dredging are put forward to improve the shipping and flood-drought disaster prevention ability of Wanhe River Basin.

Key words：

river and lake regulation； hydrological analysis； river channel evolution； mathematical model； downstream Wanhe River； Changjiang River tributary