華能湖南岳州電廠取水口河段河床演變分析

賀筱貞

摘 要：本文對華能湖南岳州電廠進(jìn)行取水口河段河床演變分析，根據(jù)本河段的邊界條件以及歷史資料探索該河段的演變規(guī)律及發(fā)展趨勢，為電廠取水工程設(shè)計及方案優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，論證電廠取水口方案在技術(shù)上的可靠性及經(jīng)濟上的合理性。

關(guān)鍵詞：泥沙;沖淤;演變

1.工程概述

擬建電廠取水口就位于湘江洪道尾閭段，岳陽縣鹿角鎮(zhèn)境內(nèi)。湘江株洲～城陵磯281km為Ⅱ級及以上航道。其中濠河口以下長113km，具湖區(qū)河道洪水成湖、枯水成河特點。

電廠擬采用循環(huán)供水系統(tǒng)，岸邊式泵房，取水水源考慮為東洞庭湖，位于東洞庭湖右岸的鹿角碼頭附近。

在取水口下游鹿角碼頭處規(guī)劃了鹿角錨地。該錨地位于岳陽縣鹿角鎮(zhèn)湘江洪道右岸，錨地水域長度480m，寬度150m。工程河段規(guī)劃有陡沙坡采區(qū)，位于岳陽縣內(nèi)鹿角鎮(zhèn)沙洲左汊，采區(qū)范圍長度3345m，寬度366m。由于取水口位于陡沙坡右汊的湘江洪道上，規(guī)劃采砂區(qū)對取水口影響不大。但是無序采砂的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，難以計數(shù)的挖砂船在河道內(nèi)肆意采挖，使得陡沙坡右側(cè)邊灘大幅度下切。

2、來水來沙特征

2.1? 泥沙

洞庭湖泥沙主要由湘、資、沅、澧四水和松滋口、太平口、藕池口三口分流組成。

根據(jù)各控制站1956～2008年實測泥沙資料統(tǒng)計，湘、資、沅、澧水多年平均輸沙量分別為0.0925、0.0175、0.0979、0.054億t。三水來沙主要集中在4～8月，輸沙量占全年的88.6%。淞滋口、太平口、藕池河多年平均輸沙量分別為0.4213、0.17、0.4867億t，淞滋口和藕池口輸沙量較大。三口輸沙量呈逐漸減少趨勢。三峽工程蓄水運用前，三口多年平均（1955～2002年）輸沙量為1.2億t，而三峽工程蓄水運用后，2003～2008年三口多年平均輸沙量僅為0.1352億t。三口輸沙量的減少是入湖泥沙減少的主要原因。

2.2 東洞庭湖沉積地貌過程

從二十世紀(jì)初至中葉，四口大量泥沙南下入湖，西北部的三角洲，在向南發(fā)展的過程中，受水流交匯的影響，轉(zhuǎn)向正北后又折向東北。隨著堤垸的修建，東洞庭湖西部的注滋河不斷向東延伸，當(dāng)南洞庭湖出流入東洞庭湖時，受到湘、資二水的頂托，出流只能走左邊，湘水、資水靠右邊，匯合后又遇草尾河出流的頂托，草尾河的水流靠左邊下行入東洞庭湖。在此交匯處，水面廣闊，流速減緩，大量泥沙沉積下來，形成武崗、柴下、漂尾等沙洲。

河口汊道和沙咀發(fā)育的年代，可將東洞庭湖的淤積過程分為四個不同階段。第一階段是草尾河淤積期，時期相當(dāng)于十九世紀(jì)中葉，藕池口決口以后，注滋口河三角洲尚屬于開始形成階段，大通湖被圍成湖灣。第二階段是湖子口河淤積期，年代相當(dāng)于十九世紀(jì)末及二十世紀(jì)初，注滋口河三角洲和漂尾洲的延伸將大通湖淤積成內(nèi)湖形式。第三階段是1914年至1955年期間，注滋口河分成良心堡河及隆慶河兩汊注入東洞庭湖，漂尾洲延伸進(jìn)入東洞庭湖中部，使漉湖形成湖灣。第四階段為1955年以后的注滋口河淤積期，由于中洲垸的圍墾，加快了漂尾洲的淤積速度。

2.3 水動力特征

湘江尾閭鹿角-城陵磯河段，是湘江注入東洞庭湖、匯入長江的尾閭段。該區(qū)段兼具有入湖河口及支流河口兩種不同類型的特征。由于本河段洪枯水期水動力相差懸殊，加之除右岸部分區(qū)段分布巖岸階地外，邊界組成多屬抗沖性很差的湖州蘆灘，因而，這里是湘江河道縱向沖淤變形最為明顯的地段。

本河段河面開闊、水流擴散，既有湘江南來的河道水流，也有東洞庭湖西來的漫灘水流，且受長江北來頂托水的影響，水動力結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

3、河道近期演變及演變趨勢分析

3.1河道平面變化分析

該河段處于湘江進(jìn)入洞庭湖河段，屬于湘江洪道，河段具有洪水成湖、枯水成河的河湖兩相特性。洪水期，河面開闊，水流平緩，具有湖泊的特征?？菟?，洲灘處露，水流歸槽，河道微彎，具有河道的特征，本河段左岸為湖洲，右岸沿湖丘陵地形，有防洪大堤，岸線比較穩(wěn)定。

河段左岸自上而下分別為陡沙坡、纜子洲。近幾年來陡沙坡及右汊邊灘變化較大，整個洲尾及邊灘下切嚴(yán)重，導(dǎo)致河道加寬。電廠取水口位于陡沙坡右汊道，且右汊道為主航道，河段為微彎河段，枯水河寬約800m。

本河段歷史上平面形態(tài)是穩(wěn)定的，多年來河段略有縮窄、右偏的趨勢，這一趨勢越到下游越明顯。河段右岸岸線相當(dāng)穩(wěn)定， 15年來基本上沒有變化，左岸岸線及主槽多年緩慢向右偏移。

3.2河床沖淤變化分析

由于整個洞庭湖淤積的總趨勢是，長江來沙先經(jīng)湖盆西北部淤積，逐步向東南湖盆方向推進(jìn)。受其影響，本河段的局部演變，也是在洞庭湖演變的總趨勢下進(jìn)行的，左岸湖州逐年淤高右移，河槽深泓線向右擺動，而右岸受矮丘、堤防、臺地、城鎮(zhèn)以及雙龍磯、太平咀、月山等磯頭制約，限制了右岸岸線的右移，從而使河道變窄，河槽加深，形成了目前深泓偏向右岸的深槽河段。

在自然狀態(tài)下，本河段在一個水文年度內(nèi)不同時期，沖淤變化幅度大，邊灘沖淤變化幅度達(dá)3.0m，主槽2.0m左右，但總的結(jié)果是沖淤變化基本維持平衡。但是近幾年采砂的影響，河床地形發(fā)生了巨烈變化。

3.3河道演變趨勢分析

（1）取水口河段右側(cè)洪水岸線（包括防洪堤）基本穩(wěn)定，未見岸線后退或和向河中進(jìn)駐的現(xiàn)象，如不人為破壞，河勢能長期保持穩(wěn)定。

（2）自然條件下，水文年內(nèi)不同時期沖淤變化幅度很大，但年度內(nèi)總體上能保持沖淤平衡。

（3）受采砂影響，近年來，本河段河床變形很大，這種變化隨意性、偶然性很大，河床變化規(guī)律難于預(yù)測。

4、人類活動與工程河段間的影響

湘江工程的措施是因地制宜，疏浚與筑壩、炸礁相結(jié)合;固灘束流，規(guī)順中枯水流路;加強控制節(jié)點，集并散亂洲灘，減小洪枯水的偏離程度。不會使華能電廠河段河道產(chǎn)生大的變化，不會對取水口產(chǎn)生不利影響。長沙樞紐及岳陽樞紐的建設(shè)，將對取水口河段可能產(chǎn)生一定的影響。三峽水庫調(diào)節(jié)后枯水期下泄流量的增加對城陵磯河段枯水期水位略有抬高作用，從而對長沙樞紐壩下游通航略有好處。在未遇特大洪水的年份，對洪水影響很小，故對取水口河段的影響甚小。因此可不考慮三峽工程調(diào)節(jié)下泄流量的影響。采砂工程對取水口工程可能造成一定的影響，采砂后拋棄的廢棄物可能堵塞取水口，影響取水;采砂時也可能直接損壞到取水建筑物。有關(guān)部門督促采砂戶規(guī)范采砂。

5、問題與建議

（1）該河段采砂船亂采亂挖情況嚴(yán)重，導(dǎo)致河床嚴(yán)重下切，對上下游水力環(huán)境有所改變，這就需要督促采砂船應(yīng)在計劃采砂區(qū)內(nèi)施工，運砂船應(yīng)按航道海事部門核定的航線行駛。

（2）工程河段規(guī)劃有碼頭泊位，為了確保取水口設(shè)施和船舶航行的安全，應(yīng)增設(shè)必要的助航標(biāo)志。

（3）電廠取水口處的河床地形2008年至2012年變化較大， 為了取水安全，建議對取水口進(jìn)行定期觀測與清淤。

（4）湘江的河道工程對取水工程也不會造成大的不利影響。

6、結(jié)論

（1）河床演變結(jié)果表明，河槽變化的總趨勢以沖刷為主。

（2）該河段的河相關(guān)系較好，輸沙能力較強，具有較好的動力特性。

（3）華能岳州電廠的取水頭布置在深槽河段，航道條件比較好，河面寬闊，水流條件較好，但2008年以來取水口位置地形變化較大。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳林彬，龔倫承 《水運工程》， 1990.07.30發(fā)表《東洞庭湖區(qū)湘江航道的演變及治理》