三峽水庫運(yùn)行對(duì)長(zhǎng)江下游龍?zhí)端篮哟惭葑兊挠绊?/h1>
2021-12-30 06:16:52楊小亭尚倩倩
中國農(nóng)村水利水電 2021年12期
楊小亭，許 慧，尚倩倩
（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏林芝 860001；2.南京水利科學(xué)研究院，南京 210024）
0 引 言
長(zhǎng)江下游江面寬闊，以分汊河型為主，不同分汊段之間多有節(jié)點(diǎn)或單一段控制，單一段的存在對(duì)上下游河道的演變傳遞起關(guān)鍵作用。研究單一段的河床演變以及其在上下游演變中的作用，科學(xué)地分析河道變遷發(fā)展的規(guī)律，對(duì)于合理地開發(fā)、利用及開展河道整治等都具有重要作用。
長(zhǎng)江下游共有6個(gè)單一段，目前均呈單一彎道型，但這些單一段在歷史上也是有江心洲的，后由于支汊的淤萎或人工堵塞發(fā)生并岸而形成了單一型［1］。龍?zhí)端朗瞧渲幸粋€(gè)典型的單一彎道段，上下分別連接八卦洲水道、儀征水道兩個(gè)分汊河段。水道內(nèi)有龍?zhí)陡蹍^(qū)，是長(zhǎng)江干流重要的航運(yùn)中心和港口轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)之一［2］。該水道為I 級(jí)航道，目前航道維護(hù)尺度為12.5 m×500 m×1 200 m（水深×寬度×彎曲半徑）［3-5］。
龍?zhí)端篮哟惭葑冞^程具有明顯的階段性，三峽蓄水前經(jīng)歷了自然演變到受人工干預(yù)的演變；三峽蓄水后，受三峽水庫攔蓄影響，下泄沙量大幅度減少，局部出現(xiàn)新的調(diào)整趨勢(shì)。鑒于三峽工程運(yùn)行對(duì)中下游河段影響的長(zhǎng)期性，有必要分析研究三峽蓄水后水道河床演變特點(diǎn)，明晰三峽水庫運(yùn)行對(duì)水道河床演變的影響。
由于龍?zhí)端牢挥陂L(zhǎng)江下游南京河段，沿江經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，岸線利用程度高，河道功能多樣，因此相關(guān)研究多從工程對(duì)河道演變、防洪、航運(yùn)等方面的影響進(jìn)行探討。相關(guān)研究［1，2，6-16］都表明了龍?zhí)端雷o(hù)岸等河道整治工程在維持河勢(shì)穩(wěn)定中的重要作用，朱宇馳等［6］分不同歷史階段對(duì)南京河段的沖淤分布和特性進(jìn)行了分析，認(rèn)為1986年前后是南京段（包括龍?zhí)端溃_淤轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)；李義天等［12］研究了下游河勢(shì)對(duì)上游河勢(shì)調(diào)整的響應(yīng)方式，認(rèn)為在自然演變條件下，龍?zhí)端朗苌嫌魏觿?shì)變化進(jìn)而發(fā)生趨勢(shì)性沖淤。吳威等［9］重點(diǎn)分析了興隆洲心灘段的演變，從河岸穩(wěn)定、深泓變化、心灘發(fā)展以及堤防安全等方面綜合判定了興隆洲心灘局部錨地疏浚對(duì)河勢(shì)和防洪的影響；王華等［2］評(píng)估了龍?zhí)陡鄹蹍^(qū)工程群建設(shè)對(duì)長(zhǎng)江行洪的影響，認(rèn)為港區(qū)建設(shè)造成水位略有壅高，但一定程度上加固了險(xiǎn)工段，增強(qiáng)了河槽對(duì)主流約束能力，有利于穩(wěn)定河勢(shì)。綜合來看，相關(guān)研究多集中在各種工程建設(shè)對(duì)水道演變和防洪等影響的方面，而關(guān)于三峽水庫運(yùn)行后下泄水沙變化對(duì)龍?zhí)端姥葑兊挠绊懛矫嫜芯縿t相對(duì)較少。
本文從龍?zhí)端姥葑冞^程出發(fā)，結(jié)合已有的研究成果，根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析河床沖淤、洲灘、橫斷面及河道穩(wěn)定性等方面的變化，分析三峽水庫運(yùn)行后水沙條件及其對(duì)河床演變的影響，預(yù)測(cè)河床演變趨勢(shì)。
1 河道概況
1.1 河道基本情況
龍?zhí)端牢挥谀暇┖佣文┒?，上承八卦洲水道，下接儀征水道，水道范圍從八卦洲尾（新生圩附近）至三江口，全長(zhǎng)約23 km。歷史上平面變形強(qiáng)烈，近代變遷主要是南沖北淤，依次經(jīng)歷了順直→彎道→汊道→單一彎道的演變過程［1，16］。
龍?zhí)端琅c八卦洲水道右汊平順銜接，而與八卦洲左汊成近90°交匯，平面形態(tài)呈反S 型。水道進(jìn)出口右岸分別有西壩、三江口兩個(gè)節(jié)點(diǎn)控制，彎道兩端河寬較窄，中段左岸有興隆洲和烏魚洲凸岸邊灘（圖1），河寬相對(duì)較大。河道深槽緊貼凹岸，整體水深條件優(yōu)良。
1.2 水沙條件變化
河道上游控制站有大通水文站，其間無大的分匯流，因此可采用大通站的水沙資料反映本河段的來水來沙情況。三峽蓄水前（1950-2002年）多年平均徑流量為9 052 億m3，多年平均輸沙量為4.27 億t；三峽蓄水后（2003-2019年）多年平均徑流量為8 633 億m3，多年平均輸沙量（2003-2019年）為1.32 億t，徑流量略有減少，而來沙量則銳減了68%。三峽工程采用汛后蓄水、汛前消落的調(diào)度方式，汛末退水加快，蓄水期長(zhǎng)江中下游流量減小，枯水期和消落期流量增大，由于長(zhǎng)江下游流量還受到漢江、洞庭湖、鄱陽湖等入?yún)R影響，因此，蓄水前后徑流變化不明顯，蓄水期徑流減少約3%［17-20］；相比于徑流，三峽水庫蓄水后輸沙量大幅減少，但年內(nèi)分配仍大體與徑流過程相對(duì)應(yīng)，主汛期7-9月輸沙量占全年的50%。
表1 大通站多年平均徑流量年內(nèi)分配表億m3Tab.1 distribution of annual average runoff at Datong station
2 河床演變特點(diǎn)
2.1 三峽蓄水前演變
三峽蓄水前，龍?zhí)端烙勺匀谎葑冎鸩睫D(zhuǎn)變?yōu)榘毒€受控下的演變，隨著人類活動(dòng)的增強(qiáng)，水道成為受工程控制較強(qiáng)的河道。主要特征表現(xiàn)為從順直水道演變成為彎曲水道，進(jìn)而發(fā)展成為分汊水道，興隆洲左汊堵汊后又成為單一的彎道（圖2）。
自然演變階段：19世紀(jì)中期-20世紀(jì)初，龍?zhí)端腊毒€相對(duì)順直，這一階段，上游八卦洲左汊為主汊，龍?zhí)端朗茏筱獬隽骱涂率狭Φ墓餐绊懀野侗劳?，左岸淤長(zhǎng)，逐漸向右彎曲發(fā)展，至1959年龍?zhí)端酪阎鸩桨l(fā)展為彎道。
岸線受控階段：之后在20 世紀(jì)60-70年代，隨著上游八卦洲左汊衰退右汊分流增加，上彎道（八卦洲尾～拐頭）左岸岸線崩塌、頂沖點(diǎn)大幅度下移，同時(shí)，右岸滋生烏龍山邊灘并迅速發(fā)展淤長(zhǎng)；而下彎道左淤右崩，其中以便民河口至龍?zhí)逗涌谝粠У淖冃巫畲?，使得百年前的右岸成為后來的左岸岸線，故20 世紀(jì)70年代開始在八卦洲右汊和西壩頭一帶陸續(xù)拋石護(hù)岸，同時(shí)對(duì)棲霞山至三江口也實(shí)施了護(hù)岸工程，整體上穩(wěn)定了八卦洲汊道和龍?zhí)渡舷聫澋赖暮觿?shì)；但隨著八卦洲右汊不斷發(fā)展，水流頂沖凸岸邊灘，使邊灘于1976年左右被切割，形成興隆洲汊道；興隆洲左汊分流在5%～6%，為穩(wěn)定河勢(shì)，1985年進(jìn)一步實(shí)施了封堵左汊工程，此后，興隆洲邊灘右緣被切割形成串溝，整體來看龍?zhí)秲砂稕_淤不大，深泓、斷面形態(tài)均趨穩(wěn)定，西壩頭和三江口兩處節(jié)點(diǎn)得以有效控制保護(hù)，已做護(hù)岸工程未遭特大洪水破壞，河勢(shì)基本穩(wěn)定［1，2，6-13］。
龍?zhí)端赖难葑兪苌嫌伟素灾匏雷兓?、進(jìn)出口節(jié)點(diǎn)以及治理工程的共同控制作用。在自然狀態(tài)的演變過程中，龍?zhí)端郎舷聫澋赖臎_淤、岸灘的消長(zhǎng)變化，反映出上游八卦洲汊道演變向下游傳遞的響應(yīng)關(guān)系。但從演變過程來看，龍?zhí)端莱什粩嘞蛴覐澢l(fā)展的態(tài)勢(shì)，而其進(jìn)出口位置卻基本穩(wěn)定，主要是由于棲霞山、三江口、陡山節(jié)點(diǎn)的存在，抗沖性較好，使得水道進(jìn)出口變化不大。在岸灘受控階段，隨河道治理工程的實(shí)施并逐漸發(fā)揮作用，最終形成了人工和自然節(jié)點(diǎn)并存的多節(jié)點(diǎn)控制格局，八卦洲水道主支汊匯流后，水流頂沖西壩～拐頭一帶控導(dǎo)岸線，經(jīng)挑流作用后過渡至右岸，貼凹岸而下，經(jīng)三江口節(jié)點(diǎn)挑流進(jìn)入儀征水道。在治理工程的作用下，岸線邊界穩(wěn)定，而河道內(nèi)凸岸邊灘卻隨著八卦洲右汊的不斷發(fā)展，而被切割，形成興隆洲汊道，1976-1985年，龍?zhí)端澜杏信d隆洲，為分汊河型，但其在興隆洲左汊封堵工程后，又轉(zhuǎn)換為單一彎道。
綜上，三峽蓄水前的自然演變階段，龍?zhí)端肋吔绮环€(wěn)，河道擺動(dòng)幅度大，加之受上游八卦洲水道左右汊興衰交替的影響，主流不穩(wěn)，上下彎道的一側(cè)岸線和對(duì)岸邊灘均互為消長(zhǎng)；在控導(dǎo)工程和堵汊工程的作用下，岸線邊界穩(wěn)定，加之上游河道也趨于穩(wěn)定，龍?zhí)端阑痉€(wěn)定，河道變化主要體現(xiàn)在局部灘槽變化上。
2.2 三峽蓄水后演變
三峽水庫蓄水以來，長(zhǎng)江中下游來沙銳減，來水量以中小水年為主，與蓄水前相比，僅2005年、2010年、2012年水量較大，其余年份徑流量均較蓄水前有所減小，尤其2006年來水最少，比蓄水前多年平均徑流量減小了24%。水沙條件的變化，對(duì)龍?zhí)端赖暮哟惭葑儺a(chǎn)生一定影響。
龍?zhí)端勒w河勢(shì)保持穩(wěn)定，按目前的平面形狀和水流特性，水道可分為上彎道長(zhǎng)約5 km；過渡段（拐頭～石埠橋）長(zhǎng)約3 km；下彎道（石埠橋～三江口）長(zhǎng)約15 km（圖1）。左岸頂沖點(diǎn)基本穩(wěn)定在西壩～拐頭之間，局部崩窩逐年回淤，岸線及流線較為平順，后經(jīng)拐頭向右岸過渡，至石埠橋以下主流貼右岸而下，經(jīng)三江口節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下游儀征水道。
三峽水庫蓄水后，龍?zhí)端罌_淤變化較?。ū?），水道河床變化主要表現(xiàn)在深槽沖刷以及興隆洲串溝變化上（圖3～4）。從洲灘變化看，龍?zhí)端乐逓┢矫嫖恢没痉€(wěn)定，三峽蓄水初期興隆洲右緣上段沖刷，2005-2011年間，右緣累計(jì)沖刷后退約130 m，沖刷幅度為2 m 左右，2011年之后興隆洲邊緣沖淤幅度很小，年際間等高線左右擺動(dòng)距離基本在80 m以內(nèi)。從河床沖淤變化來看，上彎道和過渡段沖淤總量很小，略有淤積，但淤積部位主要集中在-20 m 以下的深槽部分；下彎段整體沖刷下切，沖刷部位也集中在-20 m高程以下的深槽部分，0～-20 m范圍內(nèi)有沖有淤，但幅度很小。從河道斷面變化來看，深槽斷面形態(tài)穩(wěn)定，有沖有淤，水道中上段相對(duì)穩(wěn)定，中下段局部有所沖深發(fā)展；上彎道、過渡段河相系數(shù)均在2 以內(nèi)（表3），且年際間基本不變，斷面穩(wěn)定性很好；下彎道河相系數(shù)在2～4 之間，該處為河寬較大的區(qū)域，左岸有劃子口邊灘和興隆洲的存在，河道水深較上下游淺，故河相系數(shù)略高，但年際間變幅很小，可以判斷該段河床雖存在局部沖淤變化的可能，但整體來看穩(wěn)定性較好。
表2 龍?zhí)端篮哟矝_淤量統(tǒng)計(jì)表萬m3Tab.2 Statistical table of river bed erosion and deposition in Longtan waterway
表3 龍?zhí)端栏鞫魏酉嘞禂?shù)統(tǒng)計(jì)Tab.3 Statistics of regime coefficient in each section of Longtan waterway
總體來看，本水道受三峽水庫蓄水影響較大的部位位于興隆洲串溝。三峽蓄水初期槽淤灘沖，串溝有小幅淤積，但隨著清水下泄的持續(xù)作用，2011年之后串溝深槽呈緩慢沖刷發(fā)展態(tài)勢(shì)。從串溝變化和水沙條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系來看，大水年的作用較大，中小水年串溝變化不大。如2012年大水年作用后，串溝頭部小幅淤積，串溝中下段-10 m 線沖刷展寬了約130 m，最大沖幅3 m以上；隨后中小水年作用下，串溝頭部大水年產(chǎn)生的淤積又被沖刷，2013-2015年串溝頭部穩(wěn)定，串溝中下段有沖有淤也基本穩(wěn)定。
可見，三峽蓄水后本水道洲灘總體穩(wěn)定，龍?zhí)端谰S持單一彎道河型，局部灘槽發(fā)生調(diào)整，主要表現(xiàn)為興隆洲串溝和下彎道深槽沖刷。
2.3 水沙變化對(duì)河床演變影響
三峽蓄水前，龍?zhí)端捞幱谧匀谎葑冸A段時(shí)，邊界擺動(dòng)頻繁，水道不斷向右彎曲發(fā)展，后經(jīng)岸線守護(hù)和堵汊工程，龍?zhí)端婪€(wěn)定為單一彎道河型，龍?zhí)兜闹逓└窬衷?985年后基本穩(wěn)定，由于興隆洲邊灘較寬，在其右緣于1989年被水流切割形成串溝。
三峽水庫蓄水后來沙量銳減對(duì)本水道的影響主要有兩個(gè)方面：龍?zhí)端老聫澏沃逓┛傮w呈沖刷狀態(tài)，-20 m 以下深槽也呈逐步?jīng)_刷下切的態(tài)勢(shì)；另一方面，局部洲灘（如興隆洲串溝附近）受大水年份作用沖刷發(fā)展后，在一般水文年由于來沙量很小，被沖刷的部位難以恢復(fù)，河道變化相對(duì)緩慢。
3 河床演變趨勢(shì)
龍?zhí)端涝诳刂乒?jié)點(diǎn)、人工護(hù)岸和堵汊工程等的作用下，河道平面形態(tài)穩(wěn)定，局部洲灘仍會(huì)有所調(diào)整。結(jié)合三峽蓄水后水沙條件及演變規(guī)律預(yù)測(cè)其演變趨勢(shì)如下。
（1）三峽蓄水后，來沙量大幅減少使得烏龍山邊灘淤長(zhǎng)下延的可能性不大，上彎段和過渡段穩(wěn)定，主流擺動(dòng)幅度不大，龍?zhí)端赖恼w河勢(shì)穩(wěn)定有利于維持下游長(zhǎng)河段河勢(shì)的緩慢演變；
（2）未來隨著三峽工程清水下泄的長(zhǎng)期作用，興隆洲串溝和凹岸深槽仍會(huì)有所沖刷，興隆洲整體保持穩(wěn)定，但低灘仍有一定沖刷萎縮的空間；
（3）龍?zhí)端浪顥l件優(yōu)良。龍?zhí)端罏閱我粡澋?，河道斷面呈窄深V 型，深槽最深點(diǎn)高程接近-50 m，-10 m 水深最窄處位于拐頭附近，寬度接近800 m，故在河勢(shì)基本穩(wěn)定的前提下，未來龍?zhí)端缹⒈３謨?yōu)良的水深條件。
4 結(jié) 論
（1）三峽水庫蓄水后，長(zhǎng)江下游徑流量變化不大，但沙量銳減了68%，這一水沙條件變化對(duì)龍?zhí)端篮哟惭葑兊挠绊懼鸩斤@現(xiàn)。
（2）受前期護(hù)岸工程的影響，龍?zhí)端篮拥腊毒€邊界穩(wěn)定，三峽水庫蓄水后，由于來沙量較少，河床總體呈沖刷態(tài)勢(shì)，但灘槽沖淤調(diào)整較為緩慢，大水年對(duì)洲灘變化的作用較大，一般年份沖淤幅度很小。
（3）三峽水庫的長(zhǎng)期運(yùn)用，來沙量的大幅減小對(duì)河道演變的影響大于徑流變化的影響，河道來沙已不可能恢復(fù)到蓄水前的狀態(tài)，在來沙大幅減小的基本條件下，興隆洲串溝、下彎道深槽和興隆洲低灘未來仍會(huì)有一定幅度的沖刷，需要進(jìn)一步關(guān)注其變化趨勢(shì)。□
楊小亭，許 慧，尚倩倩
（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏林芝 860001；2.南京水利科學(xué)研究院，南京 210024）
0 引 言
長(zhǎng)江下游江面寬闊，以分汊河型為主，不同分汊段之間多有節(jié)點(diǎn)或單一段控制，單一段的存在對(duì)上下游河道的演變傳遞起關(guān)鍵作用。研究單一段的河床演變以及其在上下游演變中的作用，科學(xué)地分析河道變遷發(fā)展的規(guī)律，對(duì)于合理地開發(fā)、利用及開展河道整治等都具有重要作用。
長(zhǎng)江下游共有6個(gè)單一段，目前均呈單一彎道型，但這些單一段在歷史上也是有江心洲的，后由于支汊的淤萎或人工堵塞發(fā)生并岸而形成了單一型［1］。龍?zhí)端朗瞧渲幸粋€(gè)典型的單一彎道段，上下分別連接八卦洲水道、儀征水道兩個(gè)分汊河段。水道內(nèi)有龍?zhí)陡蹍^(qū)，是長(zhǎng)江干流重要的航運(yùn)中心和港口轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)之一［2］。該水道為I 級(jí)航道，目前航道維護(hù)尺度為12.5 m×500 m×1 200 m（水深×寬度×彎曲半徑）［3-5］。
龍?zhí)端篮哟惭葑冞^程具有明顯的階段性，三峽蓄水前經(jīng)歷了自然演變到受人工干預(yù)的演變；三峽蓄水后，受三峽水庫攔蓄影響，下泄沙量大幅度減少，局部出現(xiàn)新的調(diào)整趨勢(shì)。鑒于三峽工程運(yùn)行對(duì)中下游河段影響的長(zhǎng)期性，有必要分析研究三峽蓄水后水道河床演變特點(diǎn)，明晰三峽水庫運(yùn)行對(duì)水道河床演變的影響。
由于龍?zhí)端牢挥陂L(zhǎng)江下游南京河段，沿江經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，岸線利用程度高，河道功能多樣，因此相關(guān)研究多從工程對(duì)河道演變、防洪、航運(yùn)等方面的影響進(jìn)行探討。相關(guān)研究［1，2，6-16］都表明了龍?zhí)端雷o(hù)岸等河道整治工程在維持河勢(shì)穩(wěn)定中的重要作用，朱宇馳等［6］分不同歷史階段對(duì)南京河段的沖淤分布和特性進(jìn)行了分析，認(rèn)為1986年前后是南京段（包括龍?zhí)端溃_淤轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)；李義天等［12］研究了下游河勢(shì)對(duì)上游河勢(shì)調(diào)整的響應(yīng)方式，認(rèn)為在自然演變條件下，龍?zhí)端朗苌嫌魏觿?shì)變化進(jìn)而發(fā)生趨勢(shì)性沖淤。吳威等［9］重點(diǎn)分析了興隆洲心灘段的演變，從河岸穩(wěn)定、深泓變化、心灘發(fā)展以及堤防安全等方面綜合判定了興隆洲心灘局部錨地疏浚對(duì)河勢(shì)和防洪的影響；王華等［2］評(píng)估了龍?zhí)陡鄹蹍^(qū)工程群建設(shè)對(duì)長(zhǎng)江行洪的影響，認(rèn)為港區(qū)建設(shè)造成水位略有壅高，但一定程度上加固了險(xiǎn)工段，增強(qiáng)了河槽對(duì)主流約束能力，有利于穩(wěn)定河勢(shì)。綜合來看，相關(guān)研究多集中在各種工程建設(shè)對(duì)水道演變和防洪等影響的方面，而關(guān)于三峽水庫運(yùn)行后下泄水沙變化對(duì)龍?zhí)端姥葑兊挠绊懛矫嫜芯縿t相對(duì)較少。
本文從龍?zhí)端姥葑冞^程出發(fā)，結(jié)合已有的研究成果，根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析河床沖淤、洲灘、橫斷面及河道穩(wěn)定性等方面的變化，分析三峽水庫運(yùn)行后水沙條件及其對(duì)河床演變的影響，預(yù)測(cè)河床演變趨勢(shì)。
1 河道概況
1.1 河道基本情況
龍?zhí)端牢挥谀暇┖佣文┒?，上承八卦洲水道，下接儀征水道，水道范圍從八卦洲尾（新生圩附近）至三江口，全長(zhǎng)約23 km。歷史上平面變形強(qiáng)烈，近代變遷主要是南沖北淤，依次經(jīng)歷了順直→彎道→汊道→單一彎道的演變過程［1，16］。
龍?zhí)端琅c八卦洲水道右汊平順銜接，而與八卦洲左汊成近90°交匯，平面形態(tài)呈反S 型。水道進(jìn)出口右岸分別有西壩、三江口兩個(gè)節(jié)點(diǎn)控制，彎道兩端河寬較窄，中段左岸有興隆洲和烏魚洲凸岸邊灘（圖1），河寬相對(duì)較大。河道深槽緊貼凹岸，整體水深條件優(yōu)良。
1.2 水沙條件變化
河道上游控制站有大通水文站，其間無大的分匯流，因此可采用大通站的水沙資料反映本河段的來水來沙情況。三峽蓄水前（1950-2002年）多年平均徑流量為9 052 億m3，多年平均輸沙量為4.27 億t；三峽蓄水后（2003-2019年）多年平均徑流量為8 633 億m3，多年平均輸沙量（2003-2019年）為1.32 億t，徑流量略有減少，而來沙量則銳減了68%。三峽工程采用汛后蓄水、汛前消落的調(diào)度方式，汛末退水加快，蓄水期長(zhǎng)江中下游流量減小，枯水期和消落期流量增大，由于長(zhǎng)江下游流量還受到漢江、洞庭湖、鄱陽湖等入?yún)R影響，因此，蓄水前后徑流變化不明顯，蓄水期徑流減少約3%［17-20］；相比于徑流，三峽水庫蓄水后輸沙量大幅減少，但年內(nèi)分配仍大體與徑流過程相對(duì)應(yīng)，主汛期7-9月輸沙量占全年的50%。
表1 大通站多年平均徑流量年內(nèi)分配表億m3Tab.1 distribution of annual average runoff at Datong station
2 河床演變特點(diǎn)
2.1 三峽蓄水前演變
三峽蓄水前，龍?zhí)端烙勺匀谎葑冎鸩睫D(zhuǎn)變?yōu)榘毒€受控下的演變，隨著人類活動(dòng)的增強(qiáng)，水道成為受工程控制較強(qiáng)的河道。主要特征表現(xiàn)為從順直水道演變成為彎曲水道，進(jìn)而發(fā)展成為分汊水道，興隆洲左汊堵汊后又成為單一的彎道（圖2）。
自然演變階段：19世紀(jì)中期-20世紀(jì)初，龍?zhí)端腊毒€相對(duì)順直，這一階段，上游八卦洲左汊為主汊，龍?zhí)端朗茏筱獬隽骱涂率狭Φ墓餐绊懀野侗劳?，左岸淤長(zhǎng)，逐漸向右彎曲發(fā)展，至1959年龍?zhí)端酪阎鸩桨l(fā)展為彎道。
岸線受控階段：之后在20 世紀(jì)60-70年代，隨著上游八卦洲左汊衰退右汊分流增加，上彎道（八卦洲尾～拐頭）左岸岸線崩塌、頂沖點(diǎn)大幅度下移，同時(shí)，右岸滋生烏龍山邊灘并迅速發(fā)展淤長(zhǎng)；而下彎道左淤右崩，其中以便民河口至龍?zhí)逗涌谝粠У淖冃巫畲?，使得百年前的右岸成為后來的左岸岸線，故20 世紀(jì)70年代開始在八卦洲右汊和西壩頭一帶陸續(xù)拋石護(hù)岸，同時(shí)對(duì)棲霞山至三江口也實(shí)施了護(hù)岸工程，整體上穩(wěn)定了八卦洲汊道和龍?zhí)渡舷聫澋赖暮觿?shì)；但隨著八卦洲右汊不斷發(fā)展，水流頂沖凸岸邊灘，使邊灘于1976年左右被切割，形成興隆洲汊道；興隆洲左汊分流在5%～6%，為穩(wěn)定河勢(shì)，1985年進(jìn)一步實(shí)施了封堵左汊工程，此后，興隆洲邊灘右緣被切割形成串溝，整體來看龍?zhí)秲砂稕_淤不大，深泓、斷面形態(tài)均趨穩(wěn)定，西壩頭和三江口兩處節(jié)點(diǎn)得以有效控制保護(hù)，已做護(hù)岸工程未遭特大洪水破壞，河勢(shì)基本穩(wěn)定［1，2，6-13］。
龍?zhí)端赖难葑兪苌嫌伟素灾匏雷兓?、進(jìn)出口節(jié)點(diǎn)以及治理工程的共同控制作用。在自然狀態(tài)的演變過程中，龍?zhí)端郎舷聫澋赖臎_淤、岸灘的消長(zhǎng)變化，反映出上游八卦洲汊道演變向下游傳遞的響應(yīng)關(guān)系。但從演變過程來看，龍?zhí)端莱什粩嘞蛴覐澢l(fā)展的態(tài)勢(shì)，而其進(jìn)出口位置卻基本穩(wěn)定，主要是由于棲霞山、三江口、陡山節(jié)點(diǎn)的存在，抗沖性較好，使得水道進(jìn)出口變化不大。在岸灘受控階段，隨河道治理工程的實(shí)施并逐漸發(fā)揮作用，最終形成了人工和自然節(jié)點(diǎn)并存的多節(jié)點(diǎn)控制格局，八卦洲水道主支汊匯流后，水流頂沖西壩～拐頭一帶控導(dǎo)岸線，經(jīng)挑流作用后過渡至右岸，貼凹岸而下，經(jīng)三江口節(jié)點(diǎn)挑流進(jìn)入儀征水道。在治理工程的作用下，岸線邊界穩(wěn)定，而河道內(nèi)凸岸邊灘卻隨著八卦洲右汊的不斷發(fā)展，而被切割，形成興隆洲汊道，1976-1985年，龍?zhí)端澜杏信d隆洲，為分汊河型，但其在興隆洲左汊封堵工程后，又轉(zhuǎn)換為單一彎道。
綜上，三峽蓄水前的自然演變階段，龍?zhí)端肋吔绮环€(wěn)，河道擺動(dòng)幅度大，加之受上游八卦洲水道左右汊興衰交替的影響，主流不穩(wěn)，上下彎道的一側(cè)岸線和對(duì)岸邊灘均互為消長(zhǎng)；在控導(dǎo)工程和堵汊工程的作用下，岸線邊界穩(wěn)定，加之上游河道也趨于穩(wěn)定，龍?zhí)端阑痉€(wěn)定，河道變化主要體現(xiàn)在局部灘槽變化上。
2.2 三峽蓄水后演變
三峽水庫蓄水以來，長(zhǎng)江中下游來沙銳減，來水量以中小水年為主，與蓄水前相比，僅2005年、2010年、2012年水量較大，其余年份徑流量均較蓄水前有所減小，尤其2006年來水最少，比蓄水前多年平均徑流量減小了24%。水沙條件的變化，對(duì)龍?zhí)端赖暮哟惭葑儺a(chǎn)生一定影響。
龍?zhí)端勒w河勢(shì)保持穩(wěn)定，按目前的平面形狀和水流特性，水道可分為上彎道長(zhǎng)約5 km；過渡段（拐頭～石埠橋）長(zhǎng)約3 km；下彎道（石埠橋～三江口）長(zhǎng)約15 km（圖1）。左岸頂沖點(diǎn)基本穩(wěn)定在西壩～拐頭之間，局部崩窩逐年回淤，岸線及流線較為平順，后經(jīng)拐頭向右岸過渡，至石埠橋以下主流貼右岸而下，經(jīng)三江口節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下游儀征水道。
三峽水庫蓄水后，龍?zhí)端罌_淤變化較?。ū?），水道河床變化主要表現(xiàn)在深槽沖刷以及興隆洲串溝變化上（圖3～4）。從洲灘變化看，龍?zhí)端乐逓┢矫嫖恢没痉€(wěn)定，三峽蓄水初期興隆洲右緣上段沖刷，2005-2011年間，右緣累計(jì)沖刷后退約130 m，沖刷幅度為2 m 左右，2011年之后興隆洲邊緣沖淤幅度很小，年際間等高線左右擺動(dòng)距離基本在80 m以內(nèi)。從河床沖淤變化來看，上彎道和過渡段沖淤總量很小，略有淤積，但淤積部位主要集中在-20 m 以下的深槽部分；下彎段整體沖刷下切，沖刷部位也集中在-20 m高程以下的深槽部分，0～-20 m范圍內(nèi)有沖有淤，但幅度很小。從河道斷面變化來看，深槽斷面形態(tài)穩(wěn)定，有沖有淤，水道中上段相對(duì)穩(wěn)定，中下段局部有所沖深發(fā)展；上彎道、過渡段河相系數(shù)均在2 以內(nèi)（表3），且年際間基本不變，斷面穩(wěn)定性很好；下彎道河相系數(shù)在2～4 之間，該處為河寬較大的區(qū)域，左岸有劃子口邊灘和興隆洲的存在，河道水深較上下游淺，故河相系數(shù)略高，但年際間變幅很小，可以判斷該段河床雖存在局部沖淤變化的可能，但整體來看穩(wěn)定性較好。
表2 龍?zhí)端篮哟矝_淤量統(tǒng)計(jì)表萬m3Tab.2 Statistical table of river bed erosion and deposition in Longtan waterway
表3 龍?zhí)端栏鞫魏酉嘞禂?shù)統(tǒng)計(jì)Tab.3 Statistics of regime coefficient in each section of Longtan waterway
總體來看，本水道受三峽水庫蓄水影響較大的部位位于興隆洲串溝。三峽蓄水初期槽淤灘沖，串溝有小幅淤積，但隨著清水下泄的持續(xù)作用，2011年之后串溝深槽呈緩慢沖刷發(fā)展態(tài)勢(shì)。從串溝變化和水沙條件的對(duì)應(yīng)關(guān)系來看，大水年的作用較大，中小水年串溝變化不大。如2012年大水年作用后，串溝頭部小幅淤積，串溝中下段-10 m 線沖刷展寬了約130 m，最大沖幅3 m以上；隨后中小水年作用下，串溝頭部大水年產(chǎn)生的淤積又被沖刷，2013-2015年串溝頭部穩(wěn)定，串溝中下段有沖有淤也基本穩(wěn)定。
可見，三峽蓄水后本水道洲灘總體穩(wěn)定，龍?zhí)端谰S持單一彎道河型，局部灘槽發(fā)生調(diào)整，主要表現(xiàn)為興隆洲串溝和下彎道深槽沖刷。
2.3 水沙變化對(duì)河床演變影響
三峽蓄水前，龍?zhí)端捞幱谧匀谎葑冸A段時(shí)，邊界擺動(dòng)頻繁，水道不斷向右彎曲發(fā)展，后經(jīng)岸線守護(hù)和堵汊工程，龍?zhí)端婪€(wěn)定為單一彎道河型，龍?zhí)兜闹逓└窬衷?985年后基本穩(wěn)定，由于興隆洲邊灘較寬，在其右緣于1989年被水流切割形成串溝。
三峽水庫蓄水后來沙量銳減對(duì)本水道的影響主要有兩個(gè)方面：龍?zhí)端老聫澏沃逓┛傮w呈沖刷狀態(tài)，-20 m 以下深槽也呈逐步?jīng)_刷下切的態(tài)勢(shì)；另一方面，局部洲灘（如興隆洲串溝附近）受大水年份作用沖刷發(fā)展后，在一般水文年由于來沙量很小，被沖刷的部位難以恢復(fù)，河道變化相對(duì)緩慢。
3 河床演變趨勢(shì)
龍?zhí)端涝诳刂乒?jié)點(diǎn)、人工護(hù)岸和堵汊工程等的作用下，河道平面形態(tài)穩(wěn)定，局部洲灘仍會(huì)有所調(diào)整。結(jié)合三峽蓄水后水沙條件及演變規(guī)律預(yù)測(cè)其演變趨勢(shì)如下。
（1）三峽蓄水后，來沙量大幅減少使得烏龍山邊灘淤長(zhǎng)下延的可能性不大，上彎段和過渡段穩(wěn)定，主流擺動(dòng)幅度不大，龍?zhí)端赖恼w河勢(shì)穩(wěn)定有利于維持下游長(zhǎng)河段河勢(shì)的緩慢演變；
（2）未來隨著三峽工程清水下泄的長(zhǎng)期作用，興隆洲串溝和凹岸深槽仍會(huì)有所沖刷，興隆洲整體保持穩(wěn)定，但低灘仍有一定沖刷萎縮的空間；
（3）龍?zhí)端浪顥l件優(yōu)良。龍?zhí)端罏閱我粡澋?，河道斷面呈窄深V 型，深槽最深點(diǎn)高程接近-50 m，-10 m 水深最窄處位于拐頭附近，寬度接近800 m，故在河勢(shì)基本穩(wěn)定的前提下，未來龍?zhí)端缹⒈３謨?yōu)良的水深條件。
4 結(jié) 論
（1）三峽水庫蓄水后，長(zhǎng)江下游徑流量變化不大，但沙量銳減了68%，這一水沙條件變化對(duì)龍?zhí)端篮哟惭葑兊挠绊懼鸩斤@現(xiàn)。
（2）受前期護(hù)岸工程的影響，龍?zhí)端篮拥腊毒€邊界穩(wěn)定，三峽水庫蓄水后，由于來沙量較少，河床總體呈沖刷態(tài)勢(shì)，但灘槽沖淤調(diào)整較為緩慢，大水年對(duì)洲灘變化的作用較大，一般年份沖淤幅度很小。
（3）三峽水庫的長(zhǎng)期運(yùn)用，來沙量的大幅減小對(duì)河道演變的影響大于徑流變化的影響，河道來沙已不可能恢復(fù)到蓄水前的狀態(tài)，在來沙大幅減小的基本條件下，興隆洲串溝、下彎道深槽和興隆洲低灘未來仍會(huì)有一定幅度的沖刷，需要進(jìn)一步關(guān)注其變化趨勢(shì)。□
