水陽(yáng)江宣城段河勢(shì)演變分析

摘 要：隨著水陽(yáng)江水資源開發(fā)利用與節(jié)約保護(hù)的工作加強(qiáng)，水陽(yáng)江宣城段河勢(shì)演變歷史及變化趨勢(shì)越來(lái)越受到河道主管部門和規(guī)劃設(shè)計(jì)單位的重視。本文結(jié)合相關(guān)歷史文獻(xiàn)、宣城水文站河床深泓變化及上游來(lái)水來(lái)沙條件，對(duì)水陽(yáng)江宣城段的河勢(shì)演變進(jìn)行了歷史和現(xiàn)狀分析，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算成果，判定本段河道未來(lái)演變趨勢(shì)為主槽微沖，灘地微淤，河道平面形態(tài)和邊界條件相對(duì)穩(wěn)定，屬于穩(wěn)定河段，研究成果對(duì)水陽(yáng)江中游段河道治理和相關(guān)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了重要參考。

關(guān)鍵詞：水陽(yáng)江;宣城段;河勢(shì)演變分析;穩(wěn)定河段

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）13-0160-03

1河道歷史演變概況

水陽(yáng)江，中國(guó)長(zhǎng)江南岸一級(jí)支流，發(fā)源于皖浙交界的天目山麓，流經(jīng)浙江于潛和安徽寧國(guó)、宣州、蕪湖、當(dāng)涂及江蘇高淳，上游有東津、中津、西津3條主要支流，東津河，俗稱東河，歷史上又有“東溪”“杭水”之稱，在河瀝溪鎮(zhèn)潘村渡村高家場(chǎng)以北與西津河匯合始稱水陽(yáng)江。西津河，俗稱西河，歷史上有“西溪”“徽水”之稱?！短藉居钣洝份d：“杭水，一名東溪，一名句溪，一名龍溪，一名黃池水，一名水陽(yáng)江。自浙江于潛縣流入府境寧國(guó)縣界為杭水，又北流為東溪，又北流入宣城縣界為句溪，又北流為龍溪，又西北流合青弋江為水陽(yáng)江，出府境至當(dāng)涂縣界入大江。” 水陽(yáng)江流域面積10385km2，干流長(zhǎng)273km。水陽(yáng)江最大的支流為右岸郎川河，流域面積2526 km2，郎川河直接與南漪湖相通，經(jīng)湖泊調(diào)蓄后，通過(guò)北山河在新河莊與水陽(yáng)江相匯;此外，支流還有華陽(yáng)河、宛溪河，流域面積分別為280 km2及330km2。

水陽(yáng)江流域?qū)巼?guó)以上河段為山區(qū)河流，河床狹窄，河道坡度大，明清以來(lái)人口增長(zhǎng)迅速，而河道上游山區(qū)耕地面積有限，人地矛盾日顯尖銳。山區(qū)百姓為了謀生，燒山伐林，辟地墾荒，帶來(lái)嚴(yán)重的水土流失。隨著明清以來(lái)上游山區(qū)嚴(yán)重的環(huán)境破壞，泥石流現(xiàn)象顯著增加;并引起流域內(nèi)河道的全面淤塞。上游的東津河、西津河在清朝嘉慶、道光年間都能通行船只，可以上通寧國(guó)縣、績(jī)溪縣，下達(dá)蕪湖縣，但到太平天國(guó)兵災(zāi)以后，由于河道不修，逐漸淤塞。

水陽(yáng)江流域中下游水網(wǎng)交錯(cuò)，圩口密集，宣城地區(qū)圩口分布在水陽(yáng)江兩岸和南漪湖周圍。大多為建國(guó)前圈筑，最早的筑于東吳赤烏年間，歷代都曾圍墾、修補(bǔ)。建國(guó)后經(jīng)不斷治理、修筑加固和聯(lián)圩并圩，形成現(xiàn)在的河湖水網(wǎng)區(qū)圩群。

水陽(yáng)江河道自古就有，下游河段由于歷代的圍墾聯(lián)圩，致使河道受到束縛，形成現(xiàn)狀。因此，水陽(yáng)江的歷史演變同河道兩側(cè)的圩口形成過(guò)程密切相關(guān)，河道基本上是由圍湖筑堤、聯(lián)圩并圩等人類活動(dòng)逐漸形成的。

2河道近期演變分析

水陽(yáng)江寧國(guó)以上段，河道比降大，暴雨河水猛漲，久晴河道干涸斷流，沙灘外露，上段河道兩岸多無(wú)河堤。這一河段的河道變遷頻繁，民國(guó)26年（1937年）的故道在現(xiàn)河道的左側(cè)，中卅村、戴村、勞山、虎爪山和三里店等處仍遺留有故道的明顯痕跡，現(xiàn)劃為行洪區(qū)。[1]寧國(guó)至下游孫埠鎮(zhèn)段屬丘陵地帶，河道多急灣，因迎流頂沖，外灘崩坍嚴(yán)重，多處河段出現(xiàn)淤高，每次洪水都會(huì)使河床形態(tài)發(fā)生變化，這一地帶是水陽(yáng)江洪澇災(zāi)害多發(fā)地帶。宣城市區(qū)以下水陽(yáng)江河段，地勢(shì)低下，支流河湖縱橫交錯(cuò)，兩岸圩口密布，是安徽省水系最為紊亂復(fù)雜的水網(wǎng)地區(qū)。

水陽(yáng)江干流兩岸圩口經(jīng)建國(guó)后不斷治理、修筑加固堤防和聯(lián)圩并圩，所有堤埂普遍加高培厚，迎流頂沖堤段及險(xiǎn)埂險(xiǎn)段，基本做到砌石護(hù)坡或拋石固腳。1983年洪水后，對(duì)兩岸圩口進(jìn)行修筑加固，支流西津河上的港口灣水庫(kù)于2002年建成。目前，新河莊以上的圩口，堤頂高程均超過(guò)1983年洪水位1.0m～1.5m，新河莊以下圩口超過(guò)1954年洪水位1m～2m。

宣城水文站為水陽(yáng)江中上游控制性水文站，控制流域面積3410km2。水文測(cè)驗(yàn)斷面處河道中泓偏左岸，主河槽寬約150m，右側(cè)河灘地寬約300m，大水時(shí)由于上游彎道影響，兩岸水邊有回流現(xiàn)象。從圖1和圖2看出：1964年至今深泓沖刷深度達(dá)1.5m，邊灘淤積達(dá)0.4m～0.8m，表明55年來(lái)，宣城水文站大斷面主槽呈沖刷趨勢(shì)，兩側(cè)灘地變化較小，見圖1、圖2。

大斷面變化是河床演變最直觀的表現(xiàn)，不同年份實(shí)測(cè)大斷面對(duì)比可反映該斷面的橫向變形。橫斷面的變化是水流挾沙能力變化的結(jié)果。當(dāng)水流含沙量大于挾沙能力，泥沙淤積，斷面變小;當(dāng)水流含沙量小于挾沙能力，河道沖刷，斷面變大。

3宣城站水沙條件分析

宣城站多年平均徑流量為25.14億m3，多年平均流量為79.71m3/s。徑流量年際變化較大，最大為49.98億m3（1954年），最小為9.84億m3（1978年），相差5倍。年代平均值差別較小，在多年平均值上下浮動(dòng)。從總體上看，徑流量沒有明顯的增大或減小趨勢(shì)，見圖3、圖4。

港口灣水庫(kù)建庫(kù)前（1954年—2001年）宣城站多年平均含沙量為0.20kg/m3，多年平均懸移質(zhì)輸沙量為49.8萬(wàn)t;建庫(kù)后（2001年～2017年）宣城站多年平均含沙量為0.07kg/m3，多年平均輸沙量為16.8萬(wàn)t?？梢姡捎诟劭跒乘畮?kù)的蓄豐補(bǔ)枯以及上游水土保持工作的加強(qiáng)，改變了水陽(yáng)江中段的泥沙輸運(yùn)規(guī)律，年輸沙量減少趨勢(shì)明顯，見圖5、圖6。

4水陽(yáng)江河道穩(wěn)定性分析

河道穩(wěn)定性包括縱向和橫向兩個(gè)方面。采用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)水陽(yáng)江河道的縱向和橫向變形作進(jìn)一步分析。

4.1縱向穩(wěn)定分析

河床的縱向穩(wěn)定程度與否，決定于水流對(duì)組成河床泥沙的作用情況，水流較急，床沙較細(xì)則河床縱向不穩(wěn)定;如果水流較緩，床沙較粗則河床縱向穩(wěn)定。其穩(wěn)定程度可以用河底泥沙抵抗運(yùn)動(dòng)的摩阻力與水流對(duì)泥沙顆粒的作用力之間的比值關(guān)系來(lái)表示，計(jì)算公式如下：φh=d/Jh? ? （1）

式中：φh為縱向穩(wěn)定系數(shù);d為床沙平均粒徑，mm;J為比降，‰;h為平灘水深，m。

縱向穩(wěn)定系數(shù)愈大，表明泥沙運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度愈弱，河床因泥沙運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的變形愈小，河床縱向愈穩(wěn)定;反之，縱向穩(wěn)定系數(shù)愈小，則泥沙運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度愈強(qiáng)，河床愈不穩(wěn)定。

4.2橫向穩(wěn)定分析

河床的橫向穩(wěn)定程度與河岸的抗沖能力密切相關(guān)，河岸土抗沖能力愈強(qiáng)，則河岸愈穩(wěn)定，河床橫向也就愈穩(wěn)定;其次，河床橫向穩(wěn)定與造床流量和平灘河寬有密切關(guān)系，在河岸抗沖能力相同的情況下，平灘流量越小或平灘寬度愈大，則洪水切灘越困難，河岸因此愈穩(wěn)定，河床橫向也愈穩(wěn)定，計(jì)算公式如下：

φb =B/J^0.5/Q? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中：φb為橫向穩(wěn)定系數(shù);B為平灘河寬，m;J為比降，‰;Q為平灘流量，m3/s。

水陽(yáng)江宣城段河床平均粒徑約3.0mm左右，河段比降為0.25‰，平灘水深為3.45m，平灘流量386m3/s，平灘河寬285m。據(jù)此計(jì)算得縱向穩(wěn)定系數(shù)φh為3.47，橫向穩(wěn)定系數(shù)φb為1.48。根據(jù)《橋渡水文》各類河段的穩(wěn)定程度判定標(biāo)準(zhǔn)，水陽(yáng)江宣城段河道縱向、橫向都是穩(wěn)定的[2]。

5結(jié)語(yǔ)

隨著水陽(yáng)江兩岸圩口堤防的修筑和加固，使洪水逐步甚至完全歸槽，有利于河勢(shì)控制和河道發(fā)育。上游港口灣水庫(kù)的削峰沉沙，使水陽(yáng)江宣城段輸沙量和含沙量比建庫(kù)前明顯減少。根據(jù)河道深泓變化圖和河道來(lái)水來(lái)沙條件分析，本段河道演變趨勢(shì)是主槽微沖，灘地微淤，河道平面形態(tài)和邊界條件相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算成果和相關(guān)判定標(biāo)準(zhǔn)，水陽(yáng)江宣城段河道縱向、橫向都是穩(wěn)定的。

參考文獻(xiàn)

[1] 武漢水利電力學(xué)院.河床演變與整治[M].北京：水利電力出版社，1990.

[2] 鐵道部第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院.橋渡水文[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1999.

Abstract：With the strengthening of the development and utilization of water resources and conservation and protection of the Shuiyang River， the river regime evolution history and change trend of the Xuancheng section of the Shuiyang River have attracted more and more attention from the river department and planning and design units.In this paper， combined with relevant historical documents， changes in the depth of the river bed at Xuancheng Hydrological Station and conditions of incoming water and sediment from upstream， this paper analyzes the history and current situation of the river regime evolution of the Xuancheng section of the Shuiyang River， combined with the calculation results of the empirical formula to determine this section of the river.In the future， the trend of evolution will be mainly the slight washing of the trough， the slight siltation of the beach， and the relatively stable plane shape and boundary conditions of the river channel， which is a stable reach.The research results provide an important reference for river improvement and related project planning and design in the middle reaches of the Shuiyang River.

Key words：Shuiyang river;Xuancheng section;river regime evolution analysis;stable river section

收稿日期：2020-06-05

作者簡(jiǎn)介：張清電（1962—），男，安徽宣城人，大專，工程師，從事水文測(cè)驗(yàn)、整編和預(yù)報(bào)工作。