長江上游廣陽壩水道河床演變分析

向新宇

摘 要：根據(jù)多年的測圖資料，對比分析廣陽壩河段的沖淤變化、深泓線變化、等水深線變化和灘險演變，得出山峽水庫蓄水后對廣陽壩河段河床演變的影響。結(jié)果表明，三峽成庫后，該河段細顆粒泥沙累積性淤積趨勢不明顯，航槽中基本無累積性淤積。基于航道通航條件研究與灘險演變的研究成果，提出了相應(yīng)的整治措施，為廣陽壩河道今后的整治工程提供了參考。

關(guān)鍵詞：廣陽壩 河床演變 航道整治

1.河道概況

廣陽壩水道位于長江上游朝天門至涪陵河段，航道里程642-635km。該段河道為一彎曲、分汊、放寬河段，河段內(nèi)淺灘、礁石密布、相互制約，航道條件十分復(fù)雜。整體呈東南→東北走向，位于變動回水區(qū)中段，河道條件較為復(fù)雜，寬谷窄深河段分布其間，順直和彎曲河段交替出現(xiàn)，河段上接銅鑼峽峽谷河段，有蜘蛛磧、長葉磧等磧壩，也有廣陽壩等江心洲。三峽水庫蓄水后，該河段主要表現(xiàn)為淺灘和礁石礙航，蓄水后曾對水葬等礁石實施了炸礁工程，改善了工程河段的航道條件，但目前仍存在重點淺灘河段礙航問題，礙航時段主要集中在水庫消落期，此時航道維護困難，容易出現(xiàn)海損事故，通航條件較差。

通過航道核查，按擬建設(shè)的航道標準（4.5m×150m×1000m），該河段內(nèi)存在多處礙航灘險需要進行整治。由于廣陽壩水道處于銅鑼峽下游，峽谷、放寬、分汊、彎曲等多種形態(tài)組合，使得河道平面形態(tài)十分復(fù)雜;而三峽變動回水條件，使得該河段的水沙運動規(guī)律相比天然情況發(fā)生較大變化，灘險演變與礙航特性不易把握，整治難度較大。

2.河道總體沖淤變化

對比2007年1月和2017年7月的地形測圖資料可見，該河段整體表現(xiàn)為沖刷，局部有沖有淤，部分區(qū)域沖刷變化明顯。主要淤積區(qū)域位于河道右側(cè)和中間局部位置，里程636.1-636.9km處主航槽右側(cè)有明顯淤積，最大淤積厚度達約5m;主要沖刷區(qū)位于腰子磧、飛蛾磧、大壩子、長葉磧等附近，里程634.1-634.7km處河道左岸和里程636.9-637.5km處主航槽右岸有明顯沖刷，最大沖深超過10m，與人工采砂活動有關(guān)。

剔除人工采砂影響外，廣陽壩河段整體保持穩(wěn)定，自然情況下的河床沖淤演變幅度較小，局部有沖有淤，航槽沖淤變化一般在2m以下;深泓線平面位置變化不明顯，其縱剖面高程上下擺動幅度不大。

2012年之后河道采砂現(xiàn)象十分明顯，且因采砂量大，造成局部河床灘面破壞，形成大尺度的采砂坑，深度可達20米;而局部堆砂又在河岸與河灘上形成大尺度的堆積體，總體上改變河床地貌形態(tài)。

3.深泓線年際變化分析

根據(jù)該灘深泓平面位置年際變化可見，其深泓平面位置穩(wěn)定，多年來平面擺動不大，多年來走向基本吻合，從上段銅鑼峽出口沿河心向下，至野土地處，受左岸蘆席磧所阻，深泓線略偏向左岸，至廟角處，受下段左岸飛蛾磧調(diào)流，深泓逐漸過渡到右岸，然后由上段靠右的水葬逐步向左岸南沱子過渡，受右岸長葉磧磧翅阻擊，從南沱子到鷂子巖（630km）長2km河段的深泓線一直靠左，在彎道頂端魚嘴處深泓略向左擺動，平均每年擺動10m左右，下段深泓沿河心經(jīng)過重慶魚嘴長江大橋。

此外，各條深泓線相互交織，擺動方向左右不定，應(yīng)與來水來沙條件有關(guān)。除局部河段外，深泓線總體基本無大的擺動，最大擺動幅度約150m左右。深泓擺動幅度超過100m的部位有大豬牙（里程639.8km）、豬兒石（里程639.2km）、門閂子處深槽（里程633km），這些地方深泓擺動大可能與近年來附近磧壩采砂嚴重、破壞原有水流條件使得河床形態(tài)變化有關(guān)。

4.等水深線年際變化分析

年際間廣陽壩水道部分磧壩0m水深線發(fā)生較大變化。變化較大的地方主要有：飛蛾磧急劇萎縮、幾近消失，磧翅處的0m水深線在2006年5月至2017年11月期間由的緊鄰航道側(cè)后退約300m至左岸，磧面面積急劇減小;腰膛磧處的0m水深線向右岸移動約130m，磧面面積減小;蜘蛛磧和蘆席磧處0m線也向岸邊移動一定距離;大壩子邊灘平均向左岸移動約100m;長葉磧0m線向右岸移動約100m。這些變化與近年來人工采砂活動有關(guān)，造成河床灘面出現(xiàn)不同程度的破壞。

3.5m與4.5m水深線變化趨勢相同，局部變化較大，變化較大的地方有蜘蛛磧、蘆葦磧、腰膛磧、飛蛾磧（圖4-12）、大壩子和長葉磧，這幾處的等水深線向磧壩所在河岸方向移動，等水深線寬度變大。應(yīng)乃采砂導(dǎo)致這幾處磧壩河床下切所致。

5.整治方案試驗研究

5.1 整治思路

采用航槽偏左的思路，加大半截梁至蜘蛛磧的開挖區(qū)范圍及開挖深度，一方面拓寬半截梁至蜘蛛磧的可通航水域范圍，航槽偏向左岸適宜通航區(qū)域;另一方面擴寬枯水河槽有效過水面積，降低上下游的水位落差，從而降低礁石子河段的比降、流速，同時擴大左岸緩流區(qū)的寬度，增加可通航區(qū)域。

5.2 方案布置

5.2.1 航槽布置

順應(yīng)河勢，飛蛾磧處的規(guī)劃航槽偏左、微彎?？菟谥髁餮有南蛳铝?，受餓狗堆阻擋，偏左側(cè)直沖野騾子掃彎而下，在野土地以下左岸各水位期流急掃彎，經(jīng)左岸飛蛾磧遇阻，折向右岸虎扒子經(jīng)麻二梁偏右岸而下。設(shè)計規(guī)劃航槽寬度為150m，最小彎曲半徑1000m。

5.2.2 總平面布置

對規(guī)劃航槽內(nèi)的不滿足設(shè)計水深要求的淺區(qū)部位進行開挖，開挖上段左岸半截梁——蜘蛛磧磧翅——礁石子，增大左岸開挖范圍;減小右岸野土地、腰膛磧和蘆席磧磧翅。由于福平背以下至麻二梁一帶存在范圍較大且旋轉(zhuǎn)性較強的立軸漩渦，因此增大飛蛾磧開挖范圍，擬將飛蛾磧江心孤立的磧壩全部開挖至設(shè)計水位以下6m，通過疏浚飛蛾磧磧翅，船舶航線適當向左偏移，可有效擴大現(xiàn)行船舶適航區(qū)域。開挖基線與規(guī)劃航槽邊線間距按照20m控制。

5.3 方案后通航條件分析

方案實施后，廣陽壩河段的航道尺度得到明顯的改善，規(guī)劃航槽內(nèi)基本上消除了斜流泡漩等不良流態(tài)，在中枯水期通航條件良好。在廣陽壩進口段，滿足4.5m水深的河寬在242-376m之間，較方案前增加43-140m;在飛蛾磧段，滿足4.5m水深的河寬在246-613m之間，較方案前增加16-226m;礁石子至野土地河段消落期6m水位以下時規(guī)劃航槽航槽內(nèi)流態(tài)平順，航槽右側(cè)表面流速普遍在3.0m/s以上，但比降減緩，且左側(cè)區(qū)域開挖后可通航緩流區(qū)大幅增加。

總體來看，方案實施后，航槽流速總體更趨均勻，流態(tài)更加平順，全河段通航條件總體得到改善，全河段彎曲半徑增加至1000m以上，通航水力指標滿足5000噸級船舶自航上灘的要求，滿足4.5m航道的建設(shè)要求。

6.結(jié)語

長江上游朝天門至涪陵河段正開展4.5m水深航道整治工程前期研究工作，廣陽壩河段系典型的山區(qū)河流，大小礁石隨處可見，地形和水流條件十分復(fù)雜，應(yīng)重點研究該灘段的河床演變與水流特性。通過疏浚、炸礁等航道整治工程措施來改善水流條件、拓寬航槽、以滿足Ⅰ級航道的要求，為廣陽壩河道今后的整治提供了參考。

參考文獻：

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