陳 斌,鄔年華,周蘇芬
(江西省水利科學研究院,江西 南昌 330029)
贛江自南昌以下進入尾閭地區(qū),干流在南昌市的揚子洲分東西兩河共四汊入鄱陽湖。東河于礁嘰頭分汊為中支和南支,中支經(jīng)南新、大口湖在朱港入湖,河長43 km,南支經(jīng)葉樓、滁槎,在三江口同撫河、信江西支交匯后入湖,河長56 km;西河在樵舍附近分汊為北支和西支,北支僅在中洪水分流,枯水過流少,西支經(jīng)樵舍、昌邑于吳城入鄱陽湖,是贛江入湖達長江的主要通道,出江航程比取道東河近48 km,其模型水系模型示意圖如圖1所示。
圖1 贛江水系模型示意圖
贛江尾閭河段水系比較復雜,其分流比直接影響贛江尾閭河道的防洪、取水用水、航道規(guī)劃與整治等,而影響分流比的因素有多種,一般來說流量、水位、過水面積、流速、流向、分流角、汊道比降等因數(shù)均與分流比有關[1],例如,唐立模[2]等分析了贛江流量、水位、口門入流條件和汊道下泄能力等因素與分流比間的對應關系;李福田[3]等在河演分析的基礎上探討了河道整治工程對東西河分流比的影響;陳雄波[4]等研究了地形變化對分流比的影響;陳界仁[5]等選取了斷面過水面積和水力比降兩個主要因素,分析了其對贛江下游東西河分流比的影響。本文采用物理模型試驗,通過調(diào)節(jié)外洲流量來分析研究其對下游各支流分流比的影響規(guī)律,為贛江河段分流比影響的相關研究提供一定的借鑒。
模型范圍為上起外洲水文站,主支下至鐵河口,北支下至官港河口,中支下至沙汊河口下游,南支下至三江口,全長約54 km、寬36 km,采用尾門控制模型水位。模型水平比尺1∶300,垂直比尺1∶80,幾何變率3.75。
根據(jù)實驗條件和目的,本文通過調(diào)節(jié)外洲流量變化來研究其對贛江尾閭各支流分流比的影響,每級流量工況下的各支流入湖水位設定成不受鄱陽湖水位影響,即尾門控制均采用全開形式,流量工況如表1所示。
表1 流量工況
東西河分流比隨外洲流量的變化規(guī)律如圖2所示,從圖中可知,隨著外洲流量的增加,東河分流比增大,西河分流比減小,且東西河分流比受影響程度隨著外洲流量的增加逐漸減?。划斖庵蘖髁啃∮?7 300 m3/s左右時,西河分流比大于東河分流比;外洲流量大于17 300 m3/s時,東河分流比大于西河分流比;當外洲流量在17 300 m3/s附近時,東西河分流比基本相同,各為50%;而當遭遇百年一遇洪水(外洲流量為25 600 m3/s)時,西河分流比約為48%,東河為52%。
圖2 東河分流比隨外洲流量變化
圖3為贛江尾閭各支流的分流比隨外洲流量的變化情況,顯然北支、中支和南支的分流比都隨著外洲流量的增加而增大,西河則相反,且流量越大,影響越不明顯,分流比的分布也隨著外洲流量的增大逐漸趨于穩(wěn)定;各級外洲流量下,贛江尾閭各支流的分流比為西支、中支、南支、北支依次減小,說明當贛江尾閭入湖水位不受鄱陽湖水位影響時,西支為主要入湖通道,而北支過流最少。此外,試驗結果顯示,當外洲流量為3 000 m3/s左右時,北支分流比為0,表明外洲流量小于3 000 m3/s時,北支近于斷流,而中支在外洲流量小于1 000 m3/s左右時斷流。
圖3 各支流分流比隨外洲流量變化
圖4和圖5分別為東、西河支流流量占其總流量的比例分布情況。從圖4中可知,對于東河,當外洲流量約小于1 000 m3/s時,中支趨于斷流,此時東河流量均從南支進入鄱陽湖;當外洲流量在1 000 m3/s~4 000 m3/s區(qū)間時,中支流量占東河流量比例隨著流量增加而增大,南支則相反,且在流量約為3 000 m3/s時,中支和南支流量達到平衡,各占50%;當外洲流量大于4 000 m3/s時,中支流量所占比例均大于南支流量,且中支流量所占比例隨著外洲流量的增加線性減小,南支則線性增大。
圖4 中支和南支流量占東河流量比例
圖5為西支和北支流量占西河總流量的比例分布情況。對于西河,西支流量占西河流量的比例在76%~100%區(qū)間,而北支所占比例為0~24%,在各級外洲流量下,西支流量均遠多于北支流量,表明在西河中,西支為主要的入湖通道。其中,在流量約小于3 000 m3/s時,北支近于斷流,北支流量所占西河流量比例為0,西支為100%,此時西河流量均由西支進入鄱陽湖;而當外洲流量大于3 000 m3/s時,西支流量比例隨著流量增加線性減小,而北支則線性增大。
圖5 西、北支流量占西河流量比例
外洲流量是影響贛江尾閭多級分汊河道分流比的重要因子,本文通過模型試驗分析研究了外洲流量對贛江尾閭多級分汊河道分流比的影響規(guī)律。結果表明,隨著外洲流量的增加,北支、中支、南支和東河分流比增大,而西支和西河分流比減小,且流量越大,影響越不明顯;對于東河,當外洲流量約在1 000 m3/s~4 000 m3/s時,中支流量占東河流量比例隨著流量增加而增大,南支則減小,當外洲流量大于4 000 m3/s時規(guī)律相反;對于西河,在各級外洲流量下,西支流量均遠多于北支流量,在外洲流量大于3 000 m3/s時,西支流量比例隨著流量增加線性減小,而北支則線性增大。
[1] 謝鑒衡.河床演變及整治[M].北京:水利水電出版社,1997.
[2] 唐立模,肖洋,周洪都,等.贛江東西河分流比影響因素研究[J].水利水運工程學報,2011(04):64~68.
[3] 李福田.贛江下游多支汊河道整治工程對分流比的影響[J].河海大學學報,1990(05):85~92.
[4] 陳雄波,唐洪武,林軍.贛江南昌段東西河分流處河床演變與航道整治[J].人民長江,2002(04):10~12+48.
[5] 陳界仁,張婧,羅春,等.贛江下游東西河分流比變化分析[J].人民長江,2010(06):40~42+47.