長江荊江河段灘槽演變與航道水深資源提升關(guān)系

楊云平,李 明,劉萬利,朱玉德,楊麗潔,余文鈞

(1. 交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所,天津 300456;2. 長江航道勘察設(shè)計院(武漢)有限公司,湖北 武漢 430040;3. 國家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心, 湖北 武漢 430040;4. 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點實驗室,天津 300072)

內(nèi)河航運在全球交通運輸體系中扮演著重要的角色[1]，每條河流航道潛力的挖掘均有承載能力制約條件，主要取決于河流深度、寬度、流速、冰凍事件持續(xù)時間等水文地貌條件[2]。長江素有“黃金水道”的美譽，航運發(fā)展直接影響流域經(jīng)濟社會的發(fā)展[3]，截至2021年長江干線航道貨運量超35億t/a，連續(xù)多年居全球內(nèi)河貨運量的首位。但是，長江中游荊江河段航道水深低于上游三峽水庫庫區(qū)及下游河段，航道水深不銜接影響長江黃金水道綜合效益的發(fā)揮。實施系統(tǒng)性航道工程是提升航道水深及改善通航條件的必要手段，但需充分認(rèn)識航道水深資源與河道灘槽演變的關(guān)系，制定合理可行的航道水深提升空間與潛力規(guī)劃。

長江中游荊江河段距三峽大壩約100 km，水沙條件受三峽水庫運行的影響最為直接且影響程度大。1955年以來，荊江河段徑流量變化較小[4- 6]，沙量受水土保持及梯級水庫建設(shè)等影響呈減少態(tài)勢，近20 a來減幅更為顯著[7]。2003年三峽大壩運行后，上荊江沖刷強度最大[8- 9]，下荊江至湖口河段逐漸由三峽大壩運行前“沖槽淤灘”轉(zhuǎn)為運行后“灘槽均沖”[10- 11]。同時，荊江河段也出現(xiàn)了多處崩岸、洲灘萎縮、分流比不穩(wěn)定[12- 16]等現(xiàn)象，下荊江急彎河段仍存在撇彎切灘現(xiàn)象[17]，影響航道條件的穩(wěn)定與提升。在壩下游河道沖刷基礎(chǔ)上[18- 19]，長江干線實施了系統(tǒng)性河勢控制及航道整治工程，三峽工程運行以來的航道水深較前提升了0.6～4.5 m[6]。2003年以來，長江中游河道沖刷已引起同流量枯水位下降[20- 21]，制約航道尺度提升。沙市河段已實施多期航道整治工程，其低灘仍處于沖刷態(tài)勢，太平口心灘及三八灘汊道仍出現(xiàn)主支汊交替現(xiàn)象[16]。此外，2010年、2016年及2020年長江中下游均發(fā)生了大洪水過程，已引起枝城—大埠街河段[22]、沙市河段[16,23]等灘段的礙航程度增大。已實施的荊江河段一期工程將最小通航水深提升為3.5～3.8 m，并發(fā)揮了較好的生態(tài)效果[24- 25]。已有研究重點關(guān)注了荊江河段河道沖淤過程、灘槽演變及礙航特點、航道治理等諸多方面；隨著流域經(jīng)濟社會發(fā)展，更需深刻認(rèn)識荊江河段航道水深資源提升與灘槽演變的聯(lián)動關(guān)系。依據(jù)長江航道局發(fā)布的2020—2021年航道維護尺度公告，三峽庫區(qū)最低維護水位為4.5 m，2021年武漢至安慶段最小維護水深實現(xiàn)了6 m貫通，且2021年12月城陵磯至武漢段也按照4.5 m進(jìn)行維護。因此，從長江干線航道水深的上下銜接及水深資源利用上看，荊江河段航道水深低于其上游及下游河段，針對4.5 m航道水深開展荊江河段航道尺度提升的研究十分必要。

本研究以長江荊江河段為對象，采用1960—2020年水沙數(shù)據(jù)、2002—2020年實測河床地形等資料，分析河床沖淤量及強度、洲灘及汊道分流關(guān)系等變化特征，研究航道水深提升至4.5 m與河道水位、洲灘形態(tài)及汊道分流等關(guān)系。

1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)資料

1.1 研究區(qū)域及水文概況

荊江河段上起枝城水文站，下至城陵磯站(圖1(c))，以藕池口分界分為上荊江和下荊江(圖1(b))。荊江河段內(nèi)分布33個水道及33個邊心灘(圖1(a))，其中江心洲為12個(關(guān)洲、蘆家河、水陸洲、柳條洲、火箭洲、馬羊洲、太平口心灘、三八灘、南星洲、倒口窯、藕池口、烏龜洲)；邊灘為21個，其中，處于單一彎曲或順直河段的邊灘為15個(金城洲、九華寺、蛟子淵、新廠、陀陽樹、碾子灣、河口、季家咀、萊家鋪、丙寅洲、廣興洲、反咀、熊家洲、七弓嶺、觀音洲)，分汊河段的邊灘為6個(張家桃園、吳家渡、臘林洲、楊林磯、向家洲、新河口)。

圖1 研究河段位置及河勢條件Fig.1 Study reach position and river regime condition

1.2 數(shù)據(jù)資料及來源

收集1960—2020年枝城、沙市、監(jiān)利等水文站流量與輸沙率數(shù)據(jù)，分析荊江河段來水來沙條件變化；收集2002年10月—2020年10月荊江河段河道地形數(shù)據(jù)，分析河床沖淤量、沖淤強度、深泓線及洲灘形態(tài)等變化；收集2002—2020年荊江河段固定水尺的水位數(shù)據(jù)，分析河道枯水位、航道尺度變化；收集航道整治建筑物信息資料，包含建筑物位置、類型、尺寸及運行狀態(tài)等，分析航道整治工程對洲灘形態(tài)、汊道分流比等影響。以上數(shù)據(jù)來源為長江水利委員會水文局、長江航道測量中心和長江航道局等機構(gòu)。

2 荊江河段灘槽演變及汊道分流比變化

2.1 水沙條件變化

1960—2020年期間枝城站徑流量無趨勢性變化，2003—2020年較1960—2002年減幅為4.1%(圖2(a))。1960—2020年期間宜昌站輸沙量為減少態(tài)勢，2003—2020年較1960—2002年、1986—2002年減幅分別為91.5%和89.8%。2003—2008年、2009—2020年月均流量比例與1991—2002年進(jìn)行比較，7月、8月和10月為減少態(tài)勢，6月和11月變化不大，12月至次年1—5月為增大態(tài)勢(圖2(b))。

圖2 枝城站水沙條件變化Fig.2 Changes of water and sediment conditions in the Zhicheng station

圖3 荊江河段沖淤量及灘槽分布關(guān)系Fig.3 Amount of sediment scouring and distribution relationship of beach trough in the Jingjiang reach

2.2 河道沖淤及分布特征

2002年10月至2020年10月期間荊江河段枯水河槽、平灘河槽總沖刷量分別為11.18億m3和12.29億m3，枯水河槽沖刷量占平灘河槽沖刷量的90.97%，整體上為灘槽均沖態(tài)勢(圖3)。2002年10月至2009年10月、2009年10月至2020年10月期間上荊江枯水河槽沖刷量占平灘河槽沖刷量比例分別為90.5%和96.4%，下荊江比例分別為76.7%和94.3%。2002年10月至2009年10月、2009年10月至2020年10月期間上荊江平灘河槽沖刷量占荊江河段總沖刷量的比例分別為41.8%和69.1%，下荊江比例分別為58.2%和30.9%。平灘河槽沖刷強度上，2002年10月至2009年10月、2009年10月至2020年10月期間上荊江沖刷強度分別為0.27億m3/a和0.49億m3/a，下荊江分別為0.37億m3/a和0.22億m3/a，即上荊江沖刷強度增強，下荊江為減弱態(tài)勢。

2.3 航道洲灘邊界變化

2020年與2002年比較，江心洲和邊灘總面積減少約18.3%，其中，江心洲減幅為9.4%，邊灘減幅為24.9%。分汊河段邊灘或江心洲演變劃分為4種類型(圖4)：減小趨勢、先增大后減小、先減小后增大、增大趨勢。面積減小趨勢的江心洲為蘆家河、火箭洲、馬羊洲，邊灘為金城洲、蛟子淵、新廠、陀陽樹、調(diào)關(guān)、廣興洲、反咀、七弓嶺及觀音洲，其中火箭洲、馬羊洲未實施航道整治工程，受上游清水下泄影響面積為減少態(tài)勢；蘆家河江心洲及金城洲、蛟子淵、新廠、陀陽樹、調(diào)關(guān)、廣興洲、反咀等邊灘在航道整治工程實施后仍為減少態(tài)勢，原因在于處于近壩段受清水下泄的影響程度較大，其江心洲洲體及洲頭低灘面積呈減小態(tài)勢，但航道整治工程仍穩(wěn)定了灘槽格局。面積先減小后增大的江心洲為關(guān)洲、三八灘、倒口窯和烏龜洲，邊灘為張家桃園、吳家渡、向家洲和萊家鋪，江心洲及邊灘在河勢控制及航道整治工程實施后面積為增大態(tài)勢，即工程措施有效控制了江心洲及邊灘的萎縮態(tài)勢。面積先增大后減小的江心洲為柳條洲、水陸洲和太平口，邊灘為九華寺和臘林洲，這些灘體在航道整治工程實施后面積為增大態(tài)勢，但洲頭低灘仍存在一定的沖刷態(tài)勢，在航道尺度提升中需要實施提升江心洲完整性的航道工程。面積增大趨勢的江心洲有南星洲，馬家咀水道已實施了多期航道整治工程，工程有效保護了江心洲完整性。

圖4 荊江河段江心洲和邊灘面積變化Fig.4 Area changes of beach and central bar in the Jingjiang reach

2.4 枯水期汊道分流比變化

荊江河段內(nèi)自上而下分布有關(guān)洲、蘆家河、水陸洲、柳條洲、太平口心灘、三八灘、南星洲、倒口窯及烏龜洲等汊道，各汊道枯水期主汊道分流比變化見圖5。1984—2002年期間關(guān)洲汊道分流比變化較大，2002—2016年期間左汊分流比增加；2003—2017年期間關(guān)洲右汊同流量分流比較1984—2002年期間為整體減少態(tài)勢，荊江河段一期航道整治工程實施后的2017年關(guān)洲左汊分流比較2012年提升10.1%。2003—2014年期間蘆家河左汊分流比為減少態(tài)勢，2008—2016年期間蘆家河左汊同流量分流比較2003—2007年期間為減少態(tài)勢；荊江河段一期航道整治工程實施后，2016年蘆家河左汊分流比較2014年提升10.9%。2007年以來，水陸洲右汊分流比為增加態(tài)勢，至2019年3月水陸洲左汊枯水期不過流。2003—2010年期間柳條洲汊道分流關(guān)系較為穩(wěn)定，左汊和右汊分流關(guān)系為3∶7；2011—2014年期間柳條洲右汊分流比為增加態(tài)勢，2014—2019年期間柳條洲左汊河床沖刷顯著，右汊分流比減少約25%。近60 a以來，沙市河段太平口和三八灘汊道均發(fā)生過枯水期主支汊交替，其中，太平口心灘汊道在2004—2006年期間完成了汊道交替過程，2006年以來南槽為主汊；三八灘汊道段于1978—1980年、1999—2000年、2010—2011年發(fā)生過枯水期汊道交替；2010—2017年期間太平口心灘北槽同流量分流比較2001—2009年期間顯著減少，三八灘南汊為中洪水期增加及枯水期減少態(tài)勢。2000—2011年期間南星洲汊道分流比變化較大，2002—2007年期間右汊分流比先增加后減少，在航道整治工程實施后右汊分流比顯著增加。倒口窯汊道分流比變化較小，在航道整治工程實施后左汊分流比增加并接近100%。1970年以來烏龜洲汊道于1977—1979年和1990—1993年完成了2次汊道交替過程，1994年以來烏龜洲右汊分流比為持續(xù)增加態(tài)勢，2003—2017年期間烏龜洲右汊同流量汊道分流比較1994—2002年為增大態(tài)勢，表明航道整治工程發(fā)揮了較好效果。

圖5 荊江河段汊道分流比變化Fig.5 Distributary ratio variations of branching in the Jingjiang reach

三峽工程運行后至航道整治工程實施前，2003—2014年關(guān)洲右汊分流比減少，對應(yīng)左汊分流比增大；2003—2014年蘆家河左汊分流比減少，對應(yīng)右汊分流比增加；2003—2010年柳條洲右汊分流比減少，對應(yīng)左汊分流比增加；2004—2017年南星洲左汊分流比增加，對應(yīng)右汊分流比減少；2007—2012年水陸洲右汊、2001—2009年倒口窯左汊及2003—2007年烏龜洲右汊分流比均為增加態(tài)勢。上述汊道分流比增加的汊道具有水流流程較短的共同點，即三峽工程運行后至航道整治工程實施前水流流程短的汊道分流比為增加態(tài)勢。在航道整治工程實施后，2014年以來關(guān)洲汊道右汊和蘆家河左汊、2012年以來水陸洲右汊和柳條洲左汊、2007年以來南星洲右汊、2009年以來倒口窯左汊、2007年以來烏龜洲右汊分流比均為增加態(tài)勢，表明航道整治工程較好地穩(wěn)定和提升了枯水期主航道的分流比。但是，沙市河段太平口心灘汊道為順直型，三八灘為微彎分汊，其上下游灘群之間演變聯(lián)動關(guān)系強[15- 16]，同時受連續(xù)多期航道整治工程、荊州長江大橋、河道采砂活動等綜合影響[16]，枯水期汊道交替頻繁，未表現(xiàn)出水流流程短的汊道分流比增加的特征。

3 灘槽演變與航道水深資源提升關(guān)系研究

3.1 航道尺度核查

2020年10月、2009年10月與2002年10月上荊江以整體沖刷為主，下荊江沖淤交替且以沖刷為主(圖6,高程為黃?；?；2020年10月與2002年10月比較，荊江河段深泓平均沖深2.97 m，最大沖刷深度為20.10 m，位置在調(diào)關(guān)水道。在河床沖刷的同時一般會伴隨枯水位下降[5,11]，但出現(xiàn)的河床粗化也會減緩枯水位下降速率[5,11]。在荊江河段內(nèi)河床沖刷過程中粗化程度不同，在上荊江河床沖刷引起的水位下降值大于河床阻力增加引起的水位壅高值[11]，即設(shè)計最低通航水位低于航行基準(zhǔn)面，會使得上荊江礙航程度增加；下荊江河床沖刷引起的水位下降值小于河床阻力增加引起的水位壅高值，使得下荊江設(shè)計最低通航水位高于航行基準(zhǔn)面，有利于航道水深的提升。

以2020年10月實測河道地形，統(tǒng)計航道水深組成(圖7)，結(jié)果表明：以200 m航寬設(shè)計航槽進(jìn)行統(tǒng)計，荊江河段內(nèi)最小水深不足4.5 m的水道為關(guān)洲、蘆家河、枝江等14個，其余19個水道最小水深均大于4.5 m；荊江河段內(nèi)4.5 m等深線寬度不足200 m的水道為枝城、關(guān)洲、蘆家河等13個，其余20個水道4.5 m等深線寬度均大于200 m；以航道尺度4.5 m×200 m進(jìn)行統(tǒng)計，不滿足4.5 m×200 m的長度為18.4 km，水道個數(shù)為16個，分布在關(guān)洲、蘆家河、枝江等水道，礙航長度占荊江河段總長度的5.3%。

圖7 荊江河段航道尺度核查Fig.7 Verifivcation of waterway conditions in the Jingjiang reach

3.2 航道礙航特性與河道演變的關(guān)系

3.2.1 水位不均衡下降引起的礙航問題

以2003—2020年荊江河段水尺資料為基礎(chǔ)，沿程流量均選6 000 m3/s，計算該流量對應(yīng)的各水尺水位(圖8(a)、8(b))，結(jié)果表明：2003—2009年荊江河段各水尺的水位降幅為0.06～0.53 m，宜昌至枝城河段、枝江以下河段水位降幅高于枝城至枝江河段；2009—2020年荊江河段各水尺水位降幅為0.27～2.66 m，昌門溪至石首段降幅較大，宜昌至昌門溪河段、下荊江降幅相對較小。從深泓線變化上看，2003—2020年上荊江深泓平均下切深度為2.97 m，水位平均降幅為1.21 m，水位平均下降值低于深泓下切值，航道水深相對增加。2009—2020年與2003—2009年的年均水位降幅進(jìn)行比較，宜昌至枝城河段年均水位降幅為減小態(tài)勢，上荊江降幅顯著增大，下荊江降幅為減小態(tài)勢。從水位降幅與河槽沖刷關(guān)系上，昌門溪附近、曹家河至吳家渡區(qū)域4.5 m等深線貫通，但寬度不足200 m，李家渡至張家桃園區(qū)域、七星臺區(qū)域的4.5 m等深線處于斷開狀態(tài)(圖8(c))。以水位下降區(qū)域顯著的昌門溪至大埠街河段為對象，2009—2020年水位平均下降2.21 m，對應(yīng)深泓平均下切1.61 m，水位下降值大于深泓下切值，即水位下降值與深泓下切深度不同步是昌門溪至大埠街河段出現(xiàn)礙航的主要原因之一。

圖8 砂卵石河段水位變幅及航道條件核查Fig.8 Verification of water level variation and channel condition in the sandy cobble reach

3.2.2 彎曲河段邊灘形態(tài)不穩(wěn)定引起的礙航問題

荊江河段內(nèi)彎曲河段為急彎形態(tài)(圖9)，如調(diào)關(guān)—萊家鋪(河道長度為22.5 km)、鹽船套—城陵磯(河道長度為45.1 km)，其彎曲率分別為2.55和2.65。2012—2020年急彎段河床沖淤分布特征與2002—2012年[26]均為“凸岸側(cè)邊灘沖刷、凹岸側(cè)河槽淤積”。影響因素方面，受水庫調(diào)度影響，下荊江流量年內(nèi)過程重分配使得水動力軸線作用歷時在凸岸、凹岸不均勻性增強，表現(xiàn)為凸岸邊灘位于主流區(qū)的持續(xù)天數(shù)相對于凹岸側(cè)深槽為延長態(tài)勢，加大了邊灘沖刷動力[22,27]。調(diào)關(guān)—萊家鋪河段4.5 m等深線貫通，但彎曲半徑減小引起船舶通航風(fēng)險增加。鹽船套—城陵磯河段由4個連續(xù)急彎水道組成，近年來反咀水道彎曲半徑為1 030 m，礙航特征為彎曲半徑不足；熊家洲水道、尺八口水道、八仙洲水道、觀音洲水道的最小彎曲半徑為750 m，且受洞庭湖出流頂托影響[28]，礙航特性為彎曲半徑不足及水深不足4.5 m。

圖9 彎曲河段沖淤分布及水深變化Fig.9 Distribution of scouring and silting and variation of water depth in the curved reach

3.2.3 汊道段洲灘及分流關(guān)系不穩(wěn)定引起的礙航問題

(1) 汊道內(nèi)無顯著邊灘發(fā)育的水道有關(guān)洲、蘆家河、水陸洲、柳條洲、火箭洲、馬羊洲、南星洲及倒口窯等。火箭洲和馬羊洲未實施航道整治工程，洲體灘面高且形態(tài)完整，面積略有減少，因枯水期主汊分流比高于80%，洲灘小幅沖刷對分流比影響較小，對應(yīng)4.5 m水深貫通。柳條洲、蘆家河心灘在實施航道整治工程后洲灘格局基本穩(wěn)定，面積和枯水期主汊分流比均為減少態(tài)勢，因進(jìn)口段展寬使得該區(qū)域出現(xiàn)4.5 m水深或是寬度不足。關(guān)洲心灘左汊實施護底工程后洲體面積為增加態(tài)勢，但枯水期主汊分流比仍為減小態(tài)勢，進(jìn)口段水動力減弱出現(xiàn)了4.5 m水深或?qū)挾炔蛔?。倒口窯心灘及南星洲在實施航道整治工程后的面積均為增大態(tài)勢，且有效控制了枯水期汊道分流關(guān)系，2020年10月地形條件下4.5 m等深線寬度不足200 m。以瓦口子—馬家咀河段為例(圖10)，金城洲邊灘上段航道整治工程區(qū)域為淤積態(tài)勢，下段為大幅沖刷，引起對岸側(cè)鹽卡—觀音寺區(qū)域淤積，4.5 m等深線的寬度不足200 m；受上游金城洲邊灘尾部沖刷的影響，馬家咀水道進(jìn)口為淤積態(tài)勢，南星洲左汊因護底工程的實施表現(xiàn)為淤積態(tài)勢，右汊為沖刷態(tài)勢；受航道整治工程的影響，南星洲面積增加、左汊淤積條件下使得馬家咀河段4.5 m水深航道條件較好。

圖10 分汊河段灘槽變化與航道條件的關(guān)系Fig.10 Relationship between the beach trough evolution and waterway conditions in the branching reaches

(2) 汊道內(nèi)存在多個邊灘及心灘，其洲灘之間演變的關(guān)聯(lián)性強，如沙市河段、監(jiān)利水道。沙市河段內(nèi)分布有太平口心灘、臘林洲邊灘、三八灘及楊林磯邊灘(部分年份出現(xiàn))，已實施了多期航道整治工程(三八灘、臘林洲邊灘)(圖11)。2001—2020年期間太平口心灘、三八灘汊道均發(fā)生了枯水期主支汊交替，與洲灘之間演變密不可分。以2001—2003年期間分流比及灘體形態(tài)為基礎(chǔ)，太平口心灘南槽分流比為41%，北槽約有25%的流量從太平口心灘尾部—三八灘頭部間的夾槽進(jìn)入三八灘南汊，這一時期三八灘南汊為主汊；2004—2006年期間臘林洲邊灘頭部沖刷尾部淤積，引起太平口心灘南槽分流比增加，受臘林洲邊灘形態(tài)影響，水流挑向三八灘北汊，在水流擺向三八灘北汊的過程中引起三八灘大幅沖刷。2007—2013年期間臘林洲邊灘頭部仍維持后退及尾部淤積態(tài)勢，這一時期太平口心灘萎縮，太平口心灘南槽繼續(xù)發(fā)展，平均分流比為59%，本時期約11%的徑流量經(jīng)太平口心灘尾部—三八灘頭部進(jìn)入三八灘北汊，完成了第一輪枯水期主支汊交替。2014—2020年期間因上一時期太平口心灘北槽分流減少引起水動力減弱，使得楊林磯邊灘發(fā)育顯著，因臘林洲邊灘守護使得頭部位置穩(wěn)定及尾部淤積，楊林磯邊灘淤漲及三八灘大幅萎縮，使得三八灘南汊分流比高于50%，完成了新一輪主支汊交替。監(jiān)利水道已實施多期河勢控制及航道整治工程，由于烏龜洲及新河口邊灘的聯(lián)動演變，使得汊道分流比不穩(wěn)定，引起烏龜洲右汊下深槽與下段大馬洲水道上深槽呈現(xiàn)錯開現(xiàn)象，使得交錯區(qū)域的水深不足4.5 m或航路不順。

圖11 沙市河段灘體演變與汊道分流比的關(guān)系Fig.11 Relationship between beach evolution and branch distributary ratio in the Shashi reach

在航道治理技術(shù)上，2014年2月地形條件下長江中下游武漢至安慶段航道尺度不滿足6.0 m×200 m的礙航長度占全河段長度的13.49%[6]，通過2018—2020年系統(tǒng)治理并于2021年實施了6 m水深貫通；荊江河段已實施了一期系統(tǒng)性工程，治理目標(biāo)水深為3.5 m，隨著工程效果發(fā)揮，2018年以來最低維護水深為3.5～3.8 m[11]；長江南京以下12.5 m深水航道、長江口北槽和南槽航道整治工程等竣工，為長江河段系統(tǒng)治理積累了成熟技術(shù)與寶貴經(jīng)驗。因此，在航道治理技術(shù)上實現(xiàn)荊江河段4.5 m水深貫通是可行的。同時，荊江河段實施以4.5 m為目標(biāo)的航道尺度也面臨生態(tài)修復(fù)、環(huán)境保護等外部環(huán)境限制。在長江干線系統(tǒng)治理過程中，研發(fā)了四面體框架、扭王字塊、W型壩體、魚槽磚、D和X型排體、植草固灘結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)，跟蹤監(jiān)測表明已建工程產(chǎn)生了較好的生態(tài)效果[25]。2018—2019年近壩段砂卵石河段同流量枯水位下降幅度較2003—2018年顯著減小[22]，為航道疏浚措施的實施提供了有利基礎(chǔ)；同時，三峽水庫枯季下泄最低流量為增加態(tài)勢，流量補償作用增加了砂卵石河段枯水期水位，為提升航道水深提供了有利條件。雖然砂卵石河段存在“坡陡流急”現(xiàn)象，但從技術(shù)、外部環(huán)境條件等方面考慮，關(guān)洲水道、蘆家河水道仍具有航道尺度提升基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

本研究以長江荊江河段為對象，通過1960—2020年水沙條件、灘槽演變、汊道分流與航道水深資源提升等關(guān)系研究，取得的主要結(jié)論為：

(1)三峽工程運行后，荊江河段以枯水河槽沖刷為主，約占平灘河槽總沖刷量的90.97%，為航道尺度提升提供了有利條件；江心洲和邊灘總面積減少約18.3%，其中江心洲、邊灘面積減幅分別為9.4%和24.9%，不利于航道邊界穩(wěn)定。

(2)荊江砂卵石河段表現(xiàn)為水位下降值高于河床下切值，航道水深出現(xiàn)不足；彎曲河段表現(xiàn)為凸岸側(cè)沖刷及凹岸側(cè)淤積，使得彎曲半徑不足，不利于船舶通航安全；分汊河段內(nèi)邊灘和心灘面積萎縮且聯(lián)動演變關(guān)系強，使得枯水期汊道分流比不穩(wěn)定，并出現(xiàn)了枯水期主汊和支汊交替。

(3)現(xiàn)狀地形條件下(2020年10月)，荊江河段不滿足4.5 m×200 m航道尺度的礙航總長度占全河段5.3%，航道水深資源提升受河道沖淤、邊心灘形態(tài)調(diào)整及汊道分流關(guān)系等影響，但在技術(shù)上具備航道水深資源進(jìn)一步提升基礎(chǔ)。