丁兵 姚仕明 渠庚
摘 要:長江中下游干流河道治理事關(guān)長江中下游區(qū)域的防洪安全和社會經(jīng)濟發(fā)展大局。在分析長江中下游干流河道自然屬性與社會屬性的基礎(chǔ)上,剖析了不同水位下河道治理與河道屬性的關(guān)系,探討了長江中下游干流河道洪中枯水統(tǒng)籌治理的思路,提出了“枯水期給水流以定路、中水期給水流以順路、洪水期給洪水以出路”的統(tǒng)籌治理目標。
關(guān)鍵詞:河道治理;河道屬性;洪中枯水統(tǒng)籌;長江中下游河道
中圖法分類號:TV85? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼:A
長江中下游地區(qū)是長江流域的精華地帶,在我國經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護中的戰(zhàn)略地位日益凸顯[1-2]。隨著城市化的推進以及人類對河流過度的索取,長江中下游干流河道(上起宜昌,下迄長江河口)出現(xiàn)洪澇頻繁、污染加劇、水生態(tài)調(diào)節(jié)能力失衡等一系列問題。在長江中下游河道功能保護與綜合性利用的過程中,應(yīng)當使長江中下游河道自然功能與社會功能相匹配,對河道的綜合性利用維持在河流自身調(diào)節(jié)能力限度范圍內(nèi),促進人與河流之間的和諧共生[3-5]。長江中下游河道自然功能、社會功能的保護和開發(fā)利用與不同水位下河床治理息息相關(guān)[6],迫切需要在長江中下游河道自然屬性和社會屬性的基礎(chǔ)上,研究洪、中、枯不同水位下干流河道統(tǒng)籌治理思路,為新形勢下長江中下游河道治理與保護提供技術(shù)支撐。
1 長江中下游干流河道屬性
河流系統(tǒng)一般都具有兩種屬性:一種是河流的自然屬性,包括河流的自然形態(tài)、邊界組成和物質(zhì)通量等;另一種是河流的社會屬性,一般包括防洪、航運、岸灘利用、人文景觀塑造等。河流孕育了人類文明,反映了河流自然屬性與社會屬性之間的密切關(guān)系[3-4]。
1.1 自然屬性
長江中下游干流河道從宜昌至長江口,長度約
1 893 km。其中宜昌至湖口為長江中游,長約955 km;湖口以下為下游,長約938 km。沿江兩岸匯入的支流,北岸主要有沮漳河、漢江、華陽河、皖河、巢湖水系、滁河、淮河入江水道等;南岸主要有清江、洞庭湖水系、鄱陽湖水系、青弋江、水陽江、太湖水系等[1]。長江下游干流河道水深江闊,水位變幅較小,其中大通以下長約600 km河段受潮汐影響。由于獨特的自然條件和人類活動影響作用,長江中下游干流河道有其不同于其他河流的自然特性。
(1)水多沙少和水沙異源特性。三峽蓄水以前,宜昌站、大通站多年平均徑流量分別為4 455億m3 和9 051億m3,多年平均輸沙量分別為4.92億t和4.21億t。三峽蓄水運用后的2003—2020年,宜昌站、大通站多年平均徑流量分別為4 092億m3和8 597億m3,多年平均輸沙量僅為0.36億t和1.34億t,平均含沙量僅為0.09 kg/m3和0.16 kg/m3。相較而言,尼羅河、亞馬遜河、密西西比河、黃河多年平均含沙量分別為1.6 kg/m3、0.22 kg/m3、0.53 kg/m3、37.8 kg/m3。長江中下游干流河道水沙異源性表現(xiàn)在兩個方面:一是受水庫調(diào)節(jié)影響,三峽水庫蓄水運用后長江干流最大和最小流量出現(xiàn)的頻率減少,中間和次小流量頻率增加,洪水過程坦化,導(dǎo)致中下游進口水沙過程不同步;二是中下游進口水沙近似“清水下泄”,漢江、洞庭湖、鄱陽湖等入?yún)R支流水沙差異化較大。
(2)河型眾多且河勢復(fù)雜多變。長江中下游河道流經(jīng)廣闊的沖積平原,造就了多變的河流形態(tài)。通過對長江中下游干支流河道河型的調(diào)查,可將長江中下游干流河道平面形態(tài)分為四種基本類型:順直微彎型、彎曲型、蜿蜒型和分汊型[7],典型的蜿蜒型河道主要分布在長江中游下荊江河段。長江中下游分汊型河段占據(jù)主要地位,分汊河段可細分為順直分汊型,彎曲分汊型和鵝頭分汊型三類[8]。不同河型的河道演變特性差異較大。理想狀態(tài)下,順直河段,中水河槽順直,邊灘成犬牙交錯狀分布,并在洪水期向下游平移;彎曲河段中水河槽具有彎曲外形,深槽緊靠凹岸,邊灘依附凸岸,凹岸沖刷,凸岸淤漲;分汊河段,中水河槽分汊,一般為雙汊,也有多汊,各汊道周期性交替消長。但是天然條件下,眾多因素共同作用與交互,長江中下游河道演變異常復(fù)雜,主流擺動幅度大、崩岸頻繁、主支汊易位時有發(fā)生,河勢穩(wěn)定性差,尤其是下荊江蜿蜒型河道演變更為劇烈。2003年三峽工程蓄水運用后,改變了長江中下游的水沙條件,下泄水流挾沙能力處于嚴重次飽和狀態(tài),長江中下游干流河床發(fā)生長時期、長距離、大幅度沖刷調(diào)整,迎流頂沖段岸坡普遍變陡,崩岸強度將明顯加劇,部分河段的河勢發(fā)生變化,引起新的崩岸和汊道分流形勢的變化,更是加劇了其復(fù)雜性和不確定性。
(3)獨特且重要的生態(tài)基因?qū)殠臁iL江中下游河道及沿岸地區(qū)擁有獨特且豐富的生態(tài)系統(tǒng),河道范圍共有4 300多種水生生物,其中有170多種為長江特有的種類,不僅有中華鱘、長江江豚和長江鱘等珍稀動物,還有銀杉、水杉等珍稀植物,是我國珍稀瀕危野生動植物寶庫集中區(qū)。受人類開發(fā)的影響,長江中下游河道生態(tài)環(huán)境惡化,水生生物資源呈現(xiàn)急劇衰退趨勢,長江生物完整性指數(shù)到了最差的“無魚”等級。在近年來的持續(xù)禁漁和保護下,珍稀瀕危物種的自然棲息生境得到一定的恢復(fù)。
1.2 社會屬性
長江中下游河道的社會屬性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:首先是防洪,這是河流社會屬性的首要方面;其次是河流資源的綜合性利用,包括通航、供水、岸灘利用、休閑娛樂等功能,特別是經(jīng)過漫長的歷史沉淀,長江中下游河道擁有大量的歷史文化遺跡。
(1)防洪。防洪仍然是長江治理開發(fā)與保護的首要任務(wù)[9]。長江中下游沿江地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)達、人口稠密,但也是洪水災(zāi)害最嚴重、最頻繁的地區(qū)。隨著沿江各區(qū)域城市經(jīng)濟帶的逐步形成,產(chǎn)業(yè)加速向沿江集聚,沿江人口、經(jīng)濟所占比重與日俱增,如發(fā)生洪澇災(zāi)害,造成的損失將比以前更大。三峽等干支流水庫運用后,長江中下游河道來沙大幅減少,河道發(fā)生劇烈的長程沖刷,局部河段河勢變化,導(dǎo)致原有防護工程發(fā)生破壞,同時出現(xiàn)新的險工險段,威脅堤岸穩(wěn)定與防洪安全。據(jù)崩岸巡查的不完全統(tǒng)計,2003—2020年,中下游干流河道發(fā)生崩岸多達1010處,總長度達729.6 km(見表1)。
表1 2003—2020年長江中下游干流河道崩岸情況統(tǒng)計[10-12]
不同時段 崩岸長度/km 崩岸處數(shù)
總數(shù) 平均 總數(shù) 平均
2003—2006 310.9 77.7 319 80
2007—2008 40.4 20.2 81 41
2009—2019 358.2 32.6 566 51
2020 20.1 20.1 44 44
2003—2020 729.6 40.5 1 010 56
(2)航運。長江干線航道是我國唯一貫穿東、中、西部地區(qū)的水路運輸大通道,長江中下游干線航道自宜昌至長江口,連接武漢、南京、上海等大型城市,是貨運量位居全球內(nèi)河第一的黃金水道,承擔了沿江地區(qū)83%的煤炭、85%鐵礦石和85%的外貿(mào)貨物運輸。2021年長江干線港口完成貨物吞吐量超35億t,對長江經(jīng)濟帶建設(shè)起到了重要的支撐作用。
(3)岸灘利用。長江中下游岸線的開發(fā)利用與防洪、河勢、供水以及水生態(tài)、水環(huán)境保護密切相關(guān),需要兼顧不同部門的管理要求,合理利用、有效保護好岸線資源,才可滿足長江經(jīng)濟帶建設(shè)的綜合性功能要求。截至2013年末,長江中下游已利用岸線總長度為1 713.1 km,利用率為20.6%。從岸線利用格局來看,港口碼頭岸線利用最多,占已利用岸線的53.2%;取排水口次之,占已利用岸線的16.4%;跨(穿)江設(shè)施占7.2%;生態(tài)景觀利用占3.3%;其他方式占19.9%,總體呈現(xiàn)為生產(chǎn)生活岸線居多、生態(tài)岸線偏少的利用格局。長江干流岸線利用率與經(jīng)濟社會發(fā)展水平密切相關(guān),從上游至下游岸線利用率呈增加態(tài)勢,其中中游和下游的岸線利用率分別約為23.1%和28.0%,并明顯呈現(xiàn)集中在城市江段的特征。
(4)生態(tài)景觀與歷史人文。一首《臨江仙》道盡了長江的歷史人文風(fēng)流。長江中下游河道,串聯(lián)起沿岸瑰麗奇絕的自然風(fēng)光,孕育出經(jīng)濟繁榮的商業(yè)重鎮(zhèn),造就了江南水鄉(xiāng)的千年文脈。長江人文景觀的典故數(shù)不勝數(shù),有“北通巫峽,南極瀟湘”的浩浩蕩蕩的洞庭水,有“亂石穿空,驚濤拍岸,卷起千堆雪”的赤壁磯頭,有“晴川歷歷漢陽樹,芳草萋萋鸚鵡洲”的黃鶴樓,有李白《望天門山》的浩浩長江水在天門山壯美的拐彎。
2 不同水位下河道治理與河道屬性的關(guān)系
河勢是在一定的水沙條件、河床邊界條件和侵蝕基準面條件等諸多因素的相互作用下,構(gòu)成一定的水流運動和河床平面形態(tài)相對關(guān)系的綜合態(tài)勢[13]。從自然屬性來看,河勢包括兩個方面,一方面為水沙等物質(zhì)通量,這是促使河床演化再造的主導(dǎo)性因子;另一方面為河床形態(tài),是河流造床作用產(chǎn)生的河道輪廓,是約束河道水流的因素。水沙運動與河道形態(tài)相適應(yīng)則為優(yōu)良的河勢,而水沙運動和河道形態(tài)不相適應(yīng)則為不優(yōu)良的河勢。河勢需要服務(wù)的社會屬性包括三個方面的內(nèi)容:一是防洪功能,主要是河流能夠充分輸送河道內(nèi)的洪水和攜帶的泥沙,這是河流自然屬性與洪水的水沙輸移與河道形態(tài)相適應(yīng),并滿足兩岸防洪要求;二是河流的航運功能,表現(xiàn)為河勢自然屬性與中枯水的水沙輸移與河道形態(tài)相適應(yīng),并滿足航運需求;三是為了滿足人們對河流的綜合利用需求,包括取水、涉水工程安全運用、生態(tài)環(huán)境、人文景觀等。因此,優(yōu)良河勢應(yīng)當包含兩方面:一是河勢平順且穩(wěn)定性好,二是河勢與沿岸社會功能布局協(xié)調(diào)[13]。穩(wěn)定且優(yōu)良的河勢是防洪保安、航道安全、岸灘利用和水生態(tài)環(huán)境保護的基礎(chǔ),是多重目標實現(xiàn)所依賴的邊界條件。長江中下游干流河道治理應(yīng)基于優(yōu)良河勢塑造,調(diào)整河道水、沙、物質(zhì)與能量等通量和邊界形態(tài)等自然屬性,進而實現(xiàn)多目標協(xié)同治理。
長江中下游治理的定位是維持和改善河勢、保障防洪安全和泄洪通暢、保障黃金水道建設(shè)和運行、促進岸灘資源保護與高效利用、修復(fù)水生態(tài)與水環(huán)境、塑造歷史人文景觀等。構(gòu)建泄洪通暢、堤防穩(wěn)固的泄洪通道主要與洪水位有關(guān);構(gòu)建灘槽穩(wěn)定、枯水通暢的黃金航道和生物棲息、和諧自然的生態(tài)通道主要與枯水位有關(guān);構(gòu)建岸線穩(wěn)定、高效利用的經(jīng)濟廊道,歷史底蘊、人文畫卷的文化通道則以中水位為主。因此長江中下游河道治理表現(xiàn)出鮮明的水位特征,從河流的河床邊界來看,可以把河道治理分為洪水河床、中水河床和枯水河床治理。
3 ?長江中下游干流河道洪中枯水統(tǒng)籌治理
長江中下游干流河道治理的發(fā)展,貫穿著由洪水河床治理,到中水河床治理,直到枯水河床治理的演進過程。以修筑堤防為主的洪水河床治理,體現(xiàn)了自古以來人民群眾生存、繁衍和發(fā)展的安全性需求。新中國成立后,人們在延續(xù)洪水河床治理的基礎(chǔ)上,逐步認識到河道崩岸防治與河勢控制在綜合利用水資源造福人類社會過程中的重要意義,并開展了大量的中水治理實踐,修建了規(guī)模宏大的控制河勢的護岸工程[14]。半個多世紀以來,以航道治理為主的枯水河床治理也得到了很大的發(fā)展,特別是近20年來,大規(guī)模的長江“黃金水道”建設(shè)實踐取得重要進展。而三峽工程等控制性水庫群建設(shè)導(dǎo)致的水沙變化以及長江大保護的新形勢對長江河道洪中枯水統(tǒng)籌治理提出了更高的要求。
3.1 洪中枯統(tǒng)籌治理總體思路
從物質(zhì)通量方面看,三峽工程攔截了大量的泥沙在庫區(qū),“清水下泄”現(xiàn)象比較明顯,大通站輸沙量明顯減少。研究表明,以最新調(diào)度規(guī)程為基礎(chǔ),并考慮汛期沙峰調(diào)度和中小洪水調(diào)度,壩下游宜昌至大通河段年均沖刷量僅能減少3%。因此,長江中下游干流河道的治理,應(yīng)當突出治水,兼顧治沙與生態(tài);主要考慮上游來水來沙、支流與湖泊季節(jié)性吞吐與連通、洪水期可能的分蓄洪區(qū)分流等。
從治理對象方面看,應(yīng)當以長江河道內(nèi)堤防、洲灘、汊道、深槽等為主要對象,塑造合理的洪中枯多級斷面形態(tài)??菟诮o水流以定路??菟诹髁枯^小,大通站多年平均枯水流量僅14 000 m3/s,水流如果過于分散,將會對航運、沿岸涉水工程運用、生態(tài)環(huán)境等造成影響,因此需要穩(wěn)定枯水深槽,形成固定枯水流路,并為中水河床治理提供基礎(chǔ)。中水期給水流以順路。中水期河床治理涉及的河床地貌是河漫灘與江心洲和心灘與邊灘,治理的目的是對河漫灘和江心洲形成的河床形態(tài)予以穩(wěn)定或調(diào)整,對邊灘和心灘構(gòu)成的河床根據(jù)需要實施有關(guān)的措施,理順水流流路,以滿足國民經(jīng)濟各部門對河流開發(fā)、利用與保護的需要。洪水期給洪水以出路。洪水期利用河道堤防束水,洲灘、汊道、深槽等泄水,支流、湖泊、分蓄洪區(qū)分水;充分利用洲灘、汊道、深槽槽蓄量,支流、湖泊、分蓄洪區(qū)調(diào)蓄量來蓄泄洪水。
3.2 洪水治理
三峽水庫蓄水后清水下泄導(dǎo)致局部河段堤腳高灘沖刷、崩岸頻發(fā),同時,近年來大洪水呈現(xiàn)干流水位高、高水位持續(xù)時間長等常態(tài)化特征。洪水河床治理,需要在流域綜合規(guī)劃、防洪規(guī)劃和治理規(guī)劃的指導(dǎo)下,統(tǒng)籌考慮高灘沖刷治理、崩岸防治、蓄滯洪區(qū)治理、堤防提檔升級與生態(tài)化改造等多方面因素,提升新時期長江中下游干流河道泄洪能力和堤防保障能力。
(1)提升河道泄洪能力。三峽等控制性水庫蓄水運用后,長江中下游河道沿程各站同流量的水位呈下降趨勢,河道槽蓄量呈增加趨勢,河道蓄泄能力增強,河道安全泄量增大。目前,河道泄洪能力提升方面,主要是統(tǒng)籌考慮洲灘民垸在防洪中的作用與保護,加大長江中下游部分洲灘的過流能力。湖口以上的分汊河道,洲灘承擔的過洪量相對較小,主要是處理洪水河床山體卡口的拓寬問題,并考慮分蓄洪區(qū)分泄洪量;長江中下游湖口以下洲灘過流量較大,需對汊道段的河漫灘與江心洲利用做必要的限制,對現(xiàn)有節(jié)點處的民堤堤距的束窄作較強的限制,必要時應(yīng)刨除某些節(jié)點處影響較大的民堤[6]。在大洪水的情況下,按照“蓄泄兼籌,以泄為主”的方針,洲灘民垸先于分蓄洪區(qū)運用。另外,加強長江故道水系與受阻隔湖泊水系的連通能力也是需要考慮的方面。
(2)提升堤防保障能力。三峽水庫蓄水運用后,堤防安全保障能力有所提升,但是考慮三峽下游來沙大幅減少因素,需從穩(wěn)定高水位下的河漫灘、治理險工段與崩岸、生態(tài)化改造提升堤防能力等方面開展綜合治理。大洪水會導(dǎo)致險工段等區(qū)域發(fā)生崩岸,同時在特定條件下漫灘水流會導(dǎo)致河漫灘出現(xiàn)嚴重沖刷。需要深入研究具體河段大洪水條件下的河勢問題,分析河漫灘及灘岸附近的流速、流向。對于水流直接頂沖的堤段,除直接加強堤坡的抗沖防護之外,還要在堤坡坡腳之外一定范圍內(nèi)的灘面上進行防護;對于窄灘堤段,灘面均要做平鋪的防護工程,并與堤面護坡和河岸護坡相銜接,特別是灘面過流流速較大的地段,灘面的鋪護還應(yīng)加強;對于彎頂段,尤其是蜿蜒型河段的彎頂段,由于河道形態(tài)曲率半徑小,強烈的環(huán)流可能產(chǎn)生強烈的淘刷,需實施重點防護;對于堤外灘面較窄和堤岸合一的險工段,更要加強防護。
3.3 中水治理
中水河槽能主導(dǎo)整個河道的演變過程,對洪水河床及枯水河床的演變及治理有決定性的影響。中水治理應(yīng)從中水河床內(nèi)邊灘與心灘控制、單一河道及分汊河道多目標調(diào)控、生態(tài)化岸坡防護和人文景觀塑造等方面綜合考慮,充分運用河床演變基本規(guī)律,提出綜合性治理方案。
(1)穩(wěn)定中水河床內(nèi)邊灘與心灘。當中水河床邊灘遭到?jīng)_刷或邊灘位移可能帶來不利影響甚至影響河勢的穩(wěn)定時,需要采取護灘或固灘措施防止邊灘的沖刷和位移,在維護河勢穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,為洪、枯水河床治理提供過渡條件。對于較為穩(wěn)定的心灘,在河道治理中應(yīng)重視其形態(tài)的作用;對于河槽中灘面高程較低,處于沖淤交替、演變較為頻繁的心灘,應(yīng)加強觀測,根據(jù)其演變趨勢和影響,研究是否采取相應(yīng)的治理措施。處于邊灘部位的心灘,可以考慮因勢利導(dǎo),采取緩流促淤工程使心灘并入邊灘;對于江心洲邊緣邊灘部位的心灘和被切割的洲頭心灘,一般宜采取緩流的促淤工程措施使其成為穩(wěn)定的邊灘形態(tài)。
(2)單一河道及分汊河道多目標調(diào)控。對于蜿蜒型和彎曲型河段,可通過裁彎等河勢控制工程改造成為較穩(wěn)定的微彎型河道。對于分汊型河段,應(yīng)區(qū)別對待,分別考慮穩(wěn)定主、支汊分流比現(xiàn)狀、調(diào)整主支汊分流比、減小汊道數(shù)量等三種情況。調(diào)整汊道數(shù)量及分流比時,應(yīng)綜合考慮改善河勢、防洪、航道、岸線利用和水生態(tài)環(huán)境等因素。采取生態(tài)型導(dǎo)流壩、鎖壩、護底等工程來調(diào)控汊道的分流是比較有效的中水河床治理思路。
(3)維持河勢穩(wěn)定的生態(tài)化岸坡防護?;陂L江中下游河道來沙銳減的長期態(tài)勢,需要提出切實的岸坡防護方案,維持岸線的穩(wěn)定性,避免岸坡崩塌對河勢、防洪等產(chǎn)生不利影響。在岸坡防護的同時,應(yīng)結(jié)合長江生態(tài)環(huán)境保護的要求,采用生態(tài)型防護措施,促進水、沙、土之間的通量交換與連通。
(4)兼顧人文景觀塑造。在穩(wěn)定河勢的基礎(chǔ)上,兼顧長江江湖連通關(guān)系、岸灘歷史遺址與典故打造長江歷史人文畫卷。通過江湖連通治理,重現(xiàn)范仲淹《岳陽樓記》所描述的“浩浩湯湯、橫無際涯”的江湖景觀,“沙鷗翔集、錦鱗游泳,岸芷汀蘭、郁郁青青”的美景;通過河道河勢調(diào)整,塑造人水和諧的岸灘綜合休閑景觀廊道。漢口新江灘在建成之前,各種建筑物雜亂無序,既影響汛期河道行洪,又嚴重損害環(huán)境景觀。為了充分實現(xiàn)城市濱水區(qū)的綜合功能,提出了保障防洪和環(huán)境功能的多級灘地疏挖結(jié)合綜合整治關(guān)鍵技術(shù),既改善了防洪和環(huán)境條件,也穩(wěn)定了通航條件。將“常受水患侵擾,直接影響武漢防汛”的險灘,改造成“兩江四堤八林帶,火樹銀花不夜天”“與沿江大道景觀相鄰,與黃鶴樓景區(qū)相望,與長江百舸爭流相映”的漢口江灘美景,成為城市河段綜合治理的典范[13]。
3.4 枯水治理
枯水河槽是各種地貌的基礎(chǔ),枯水河槽不僅容納枯水期內(nèi)的水流泥沙運動,而且它還是洪水河床和中水河床的一部分,每個時段的水沙過程都有可能使枯水河槽發(fā)生不同強度和不同幅度的沖淤變化??菟卫響?yīng)統(tǒng)籌考慮航道、水資源配置工程、生態(tài)適應(yīng)性等方面的需求。
(1)穩(wěn)定和控導(dǎo)深槽和淺灘。深槽與淺灘是枯水河槽中的基本地貌單元。深槽和淺灘的不穩(wěn)定會帶來一系列的影響。首先是航道問題,深槽和淺灘位置不固定,航道多變,可能會給航行帶來困難;若淺灘移動至港口,則會造成港口的淤積,使船舶停靠困難。其次是對取水的影響,根據(jù)實測資料分析,三峽水庫實施蓄豐補枯后,枝城以下至沙市河段最枯三個月建庫后比建庫前流量增大20.0%~28.6%,枯水季節(jié)河道生態(tài)流量能得到保證;但受河道沖刷影響,枝城至沙市河段水位下降0.04~0.60 m,郝穴至石首河段水位下降0.16~0.58 m。在枯水位下降的背景下,若淺灘淤積到取水口附近,會造成取水困難,甚至無法取水。因此,穩(wěn)定深槽與淺灘是枯水治理的基本原則之一,主要措施是修建丁壩、護灘帶等。
(2)穩(wěn)定和調(diào)整分汊河道枯水分流。應(yīng)采用治理措施使汊道有利形態(tài)固定或穩(wěn)定下來,可分別在上游節(jié)點處、汊道入口處以及江心洲頭部及尾部修建工程。江心洲頭部一般采用魚骨壩工程來調(diào)整或穩(wěn)定枯水分流比。汊道內(nèi)部可通過修建順壩或?qū)Я鲏蝸碚{(diào)整水流,可通過疏?;虮频却胧﹣碚{(diào)整河床。江心洲尾部可修建導(dǎo)流順壩來調(diào)整流態(tài)。
(3)綜合考慮生態(tài)涵養(yǎng)需求。長江中下游干流河道涉及眾多的自然保護區(qū)和水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)等,枯水治理中,水生態(tài)保護的需求需要統(tǒng)籌兼顧。研究發(fā)現(xiàn),四大家魚等魚類更喜歡在彎曲、分汊和磯頭等具有特殊形態(tài)和水深較淺的淺灘附近的水流環(huán)境中產(chǎn)卵繁殖;豚類喜在緩水區(qū)、洲頭或洲尾活動,這些都是枯水治理需要考慮的重點部位。加強長江支汊、故道水系連通能力也是需要考慮的方面,需要在支汊及故道綜合考慮當?shù)厮镄枨?,設(shè)置相關(guān)水生態(tài)涵養(yǎng)區(qū),如馬鞍山河段的江心洲右汊、揚中河段太平洲右汊等,實現(xiàn)魚游蝦嬉、鋼鐵巨輪各有其道的和諧畫面。
4 結(jié)論
長江中下游干流河道擁有水多沙少且水沙異源、河勢復(fù)雜且多變、獨特的生態(tài)系統(tǒng)等自然屬性和防洪、航運、岸線利用、生態(tài)環(huán)境與人文景觀等社會屬性,需要調(diào)整河道水、沙、物質(zhì)等通量和邊界形態(tài)等自然屬性特征因子,進而實現(xiàn)多目標社會功能的發(fā)揮。構(gòu)建泄洪通暢、堤防穩(wěn)固的泄洪通道主要與洪水位有關(guān);構(gòu)建灘槽穩(wěn)定、枯水通暢的黃金航道,生物棲息、和諧自然的生態(tài)通道主要與枯水位有關(guān);構(gòu)建岸線穩(wěn)定、高效利用的經(jīng)濟廊道和歷史底蘊、人文畫卷的文化通道則以中水位為主。
基于優(yōu)良河勢與長江中下游干流河道自然屬性和社會屬性的關(guān)系,洪水河床治理可通過提升河道泄洪能力和堤防保障能力來開展;中水河床治理可通過穩(wěn)定邊灘心灘、單一及分汊河道多目標調(diào)控、生態(tài)化岸坡防護和人文景觀塑造等來實現(xiàn);枯水河床治理可通過調(diào)控灘槽格局與汊道枯水分流、涵養(yǎng)修復(fù)生態(tài)環(huán)境等來達到。通過“枯水期給水流以定路、中水期給水流以順路、洪水期給洪水以出路”來實現(xiàn)中下游干流河道洪、中、枯水位統(tǒng)籌治理的目標。
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Coordinative Regulation of Different Water Levels in Flood Season,Normal Season,and Dry Season in the Mainstream of Middle and Lower Changjiang River
DING Bing1,2,YAO Shiming1,2,QU Geng1,2
(1.Changjiang River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China;2. Key Laboratory of River and Lake Regulation and Flood Control in the Middle and Lower Reaches of the Changjiang River of Ministry of Water Resources,Wuhan 430010,China)
Abstract:Regulation of the mainstream of middle and lower Changjiang River is closely related to the flood control safety and social development of the region. Having analyzed the natural and social attributes of the mainstream of middle and lower Changjiang River,we examined the relationship between channel regulation and the attributes under different water levels. In the light of an idea of integrated and coordinative regulation,we put forward the control goal of “determining the route for water supply in dry season,following the route for water supply in flat season,and providing a way out for flood in flood season”.
Key words:river regulation;channel attributes;coordinative regulation of different water levels;middle and lower reaches of the Changjiang River