1959～2021年長(zhǎng)江中游龍坪河段新洲汊道河道演變分析

摘要：長(zhǎng)江中游龍坪河段下段屬于典型的鵝頭型分汊河道，為了掌握該河段近期演變規(guī)律，重點(diǎn)分析了1959～2021年河段新洲汊道深泓、洲灘、重要斷面及分流比的變化。結(jié)果表明：三峽水庫(kù)蓄水后，該河段上游水沙情形及邊界狀況未發(fā)生重大改變，新洲汊道仍將保持現(xiàn)有左支右主的河勢(shì)；新洲汊道左、右汊分流比逐漸趨于穩(wěn)定，僅在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)。研究結(jié)果可為長(zhǎng)江中游河道的防洪安全、河道綜合整治、水資源配置以及治河工程規(guī)劃提供參考。

關(guān)鍵詞：河道演變； 深泓； 分流比； 新洲汊道； 長(zhǎng)江中游

中圖法分類號(hào)：TV143

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.11.007

文章編號(hào)：1006-0081（2024）11-0044-04

0 引 言

汊道分流變化規(guī)律及斷面特性演變分析是河道演變及沖淤變化規(guī)律研究的基礎(chǔ)，可為河道防洪安全、綜合整治、水資源配置以及治河工程規(guī)劃提供參考。龍坪新洲汊道位于長(zhǎng)江干流中游河段，屬鵝頭型分汊河段。多年來，學(xué)者對(duì)龍坪河段河勢(shì)變化進(jìn)行了分析研究，吳忠明等［1］根據(jù)2008年前的實(shí)測(cè)地形資料，對(duì)龍坪河段河勢(shì)變化進(jìn)行了分析，但其研究河段較長(zhǎng)，未對(duì)新洲汊道重點(diǎn)分析，且分析所采用資料年限較久遠(yuǎn)，未能反映河道近期變化的最新特點(diǎn)。劉中惠［2］依據(jù)長(zhǎng)江中下游典型鵝頭型汊道這一形態(tài)特征，匯總分析了包括龍坪河段在內(nèi)的8個(gè)汊道的演變，闡述了鵝頭型汊道形成的原因及個(gè)別河段的整治方案，但對(duì)于龍坪河段近期河勢(shì)演變未深入分析。本文根據(jù)三峽水庫(kù)蓄水前（1959～2001年）和蓄水后（2006～2021年）龍坪新洲汊道水文、河道資料，對(duì)龍坪新洲汊道河段河勢(shì)變化及左右汊分流比變化規(guī)律等進(jìn)行分析，為準(zhǔn)確把握龍坪河段的河勢(shì)變化提供參考。

1 研究區(qū)域概況

龍坪河段位于長(zhǎng)江干流中段，屬鵝頭型雙分汊河段，上起碼頭鎮(zhèn)下至大樹下，長(zhǎng)約32 km。該河段內(nèi)主要分汊河段為新洲汊道，汊道為鵝頭型彎道，將水流分成左、右兩汊，右汊為主汊，左汊為支汊［3］。河段左岸屬湖北省武穴市和黃梅縣，右岸屬江西省瑞昌縣。本文采用2018，2023年新洲分流實(shí)測(cè)水文資料，分別在新洲洲頭、洲尾及左、右汊各布設(shè)1個(gè)斷面，見圖1。斷面測(cè)量岸上部分由RTK或全站儀測(cè)量，水下采用RTK與測(cè)深儀配合導(dǎo)航軟件施測(cè)；流量測(cè)驗(yàn)采用ADCP施測(cè)。

2 龍坪新洲的形成

宋代以前，長(zhǎng)江龍坪河段主流分為左、右兩汊，右汊走向與目前河道走向基本相同。左汊自盤塘入流，經(jīng)多處湖泊出望江以東的雷江與右泓匯合而下。到了南宋至明清時(shí)期，左汊逐漸淤塞，長(zhǎng)江流路集中，左岸留下大量湖泊。右汊逐漸發(fā)展，形成現(xiàn)在的河道主槽。近一千多年來南泓（右汊）的變遷總趨勢(shì)是河槽不斷地南移，現(xiàn)已緊靠山丘、磯頭。1842年，武穴以下已形成新洲鵝頭型汊道，同時(shí)在新洲洲頭的江中形成一水下潛洲（鴨兒洲）。近百年來，由于右岸有多處山磯控制，限制了新洲右汊河道向右發(fā)展，而左岸主要由沖積性砂質(zhì)土壤組成，抗沖能力較差，導(dǎo)致河道不斷向左彎曲，彎頂下移，新洲洲體也相應(yīng)向左擴(kuò)展下延，但龍坪河段河道形式變化不大［4］，鵝頭彎分汊形態(tài)基本保持不變，百余年前的河道走勢(shì)與如今大致相同。

3 近期演變分析

3.1 深泓平面變化

水流動(dòng)力軸線對(duì)河槽的影響主要由河道中深泓線來體現(xiàn)［5］。套繪1959～2021年深泓平面變化見圖2。水流經(jīng)葫蘆山、城子鎮(zhèn)進(jìn)入新洲右汊，經(jīng)五里廟、龍坪貼岸下行進(jìn)入新洲左汊［6］。左右汊深泓出新洲彎道段在新洲洲尾匯流。水流進(jìn)入新洲主汊（右汊）后，深泓線平面位置變化較為穩(wěn)定，最大擺動(dòng)幅度約200 m。左汊深泓線平面位置變化較大，尤其是口門附近。1970～2007年，深泓右擺約700 m；2013～2016年，深泓左擺約600 m；2016～2021年，深泓右擺約700 m。龍坪以上河段1986～2001年深泓線呈現(xiàn)向右擺動(dòng)的趨勢(shì)，平均擺幅約550 m?？傮w來看，左汊深泓線平面變幅較大，右汊深泓線平面變幅較??；水流在新洲洲尾下游大樹下匯合后進(jìn)入九江河段。

3.2 深泓縱向變化

新洲汊道河道深泓高程沿程沖淤交替，縱向河底呈鋸齒狀變化。碼頭鎮(zhèn)至葫蘆山段為新洲分汊過渡帶，由于主流進(jìn)入新洲右汊，右汊口門附近深泓高程沿程逐漸降低，降低幅度接近20 m。而新洲左汊與右汊變化相反，深泓高程沿程逐漸抬高，變幅略小于右汊；主流進(jìn)入右汊后，葫蘆山至赤湖段深泓高程沖淤幅度較大，歷年最大變幅達(dá)23 m；主流出新洲右汊后，深泓高程較為穩(wěn)定?？傮w來看，新洲河段深泓縱向歷年呈沖淤交替變化。一般而言，單一河段深泓高程歷年變化幅度較小，分汊段尤其是分汊過渡帶，受洲灘消長(zhǎng)變化影響，歷年深泓高程沖淤變化較大。新洲汊道深泓縱向變化見圖3。

3.3 洲灘變化

新洲為龍坪河段較大的江心洲。根據(jù)實(shí)測(cè)資料套繪1959～2021年10 m等高線變化圖，分析歷年新洲的變化趨勢(shì)。新洲洲灘特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

隨著上游來水來沙的不同，新洲洲體歷年有沖有淤，洲灘呈現(xiàn)周期性沖淤變化，尤其是洲頭以及洲體左緣沖淤變化較為明顯，洲尾及洲右緣多年變幅相對(duì)較小。盡管洲體面積變化較為頻繁，而總體變幅有限，洲體面積多年變幅在15％以內(nèi)。而且，三峽水庫(kù)蓄水后，洲體變化更為平緩，尤其是近幾年來，洲體處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.4 左、右汊斷面形態(tài)變化

在龍坪新洲洲頭、洲中、洲尾各取一個(gè)斷面，其中，洲中分為左、右汊兩個(gè)斷面，斷面布置見圖1，各斷面歷年變化見圖4。

洲頭斷面 CY1 和洲尾斷面 CY4 均為復(fù)式斷面，呈“W”型，其左側(cè)斷面變化與左汊斷面 CY2 變化一致，右側(cè)斷面變化與右汊斷面CY3 變化相一致。CY2斷面位于新洲左汊，即支汊，斷面呈偏“V”形，主槽偏左，斷面受洲灘變化影響較大。斷面右側(cè)，即靠近新洲左緣一側(cè)灘地沖淤變化較大，而斷面左側(cè)岸坡較為穩(wěn)定，斷面總體呈淤積狀態(tài)。CY3斷面位于新洲右汊，即主汊，呈“U”形，主槽居中。斷面歷年呈現(xiàn)沖淤交替變化，總體略有沖刷。

受水流作用，新洲河段斷面均有不同程度的沖淤交替變化。單一河段斷面兩岸邊界條件較好，河床沖淤變化較小，斷面形態(tài)基本穩(wěn)定。分汊河段斷面河床沖淤變化相對(duì)較大，表現(xiàn)為沖槽淤灘或沖灘淤槽等交替變化，歷年斷面形態(tài)變化相對(duì)較大。

4 分流比分析

新洲將長(zhǎng)江干流龍坪河段分為左右兩汊，長(zhǎng)期以來，此河段保持著右汊為主汊，左汊為支汊的穩(wěn)定格局。近年來，左汊略有衰退，右汊略有發(fā)展。根據(jù)2018，2023年實(shí)測(cè)水文資料統(tǒng)計(jì)，新洲左汊分流比為5.0%～7.4％，右汊分流比為92.6%～95.0％，而2005年的左、右汊分流比分別為13.5％和86.5％，2008年左、右汊分流比分別為11.7％和88.3％。洲灘左汊分流比逐年有所減小，右汊分流比相應(yīng)增大。隨著時(shí)間的推移，新洲汊道左、右汊分流比逐漸趨于穩(wěn)定。

5 三峽工程對(duì)河段河勢(shì)變化的影響

三峽水庫(kù)工程運(yùn)行后，由于來水來沙情況變化，長(zhǎng)江中下游河段經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)間沖刷慢慢平衡到重新回淤的進(jìn)程［7-8］。新洲河段 2005～2023 年分流比變化不大，總體略有沖刷。在三峽工程運(yùn)行后，該河段深泓、斷面、10 m洲線、分流比均無(wú)突變發(fā)生。因此，三峽工程運(yùn)行后，新洲河段河道形態(tài)未發(fā)生大改變，仍將保持當(dāng)前穩(wěn)定的分汊型式。

6 整治工程對(duì)河段河勢(shì)的影響

新洲河段河道形態(tài)較為穩(wěn)定，根據(jù)《長(zhǎng)江中下游干流河道治理規(guī)劃報(bào)告》（2016 年修訂），河道治理以維持河勢(shì)現(xiàn)狀為目的，采取河勢(shì)調(diào)控方案，控制主流線走向。2009年的武穴水道航道整治工程通過整治建筑物減少漫灘水流［9］，增加南槽（右岸）進(jìn)口流量、流速，減少淤積，有效穩(wěn)定了河段邊界條件，新洲左、右汊分流、分沙比基本趨于穩(wěn)定，相關(guān)河道整治工程對(duì)河勢(shì)的穩(wěn)定起到了積極的作用［10］。

7 結(jié) 論

（1） 在上游來水來沙及邊界條件不發(fā)生重大改變的情況下，新洲河段仍將保持現(xiàn)有河勢(shì)。該河段左岸為沖積平原，抗沖能力較差，右岸沿程有低山、磯頭和階地控制，邊界條件有利于鵝頭彎汊道的形成和發(fā)展。在上游不發(fā)生大的河勢(shì)變化情況下，該段鵝頭彎分汊形態(tài)將保持相對(duì)穩(wěn)定。

（2） 三峽工程建成后，由于水沙條件的改變，清水下泄，使壩下游河段來水來沙條件發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)期的重新調(diào)整。一段時(shí)期內(nèi)，新洲河段河床可能發(fā)生沖刷。受兩岸節(jié)點(diǎn)以及防洪工程等邊界條件制約，該河段河型將維持較長(zhǎng)時(shí)間，總體河勢(shì)格局不會(huì)發(fā)生大的變化。

（3） 新洲河段左、右汊分流比與時(shí)間有關(guān)，2005～2008年左、右汊分流比年變化率為0.69％；2018～2023年左、右汊分流比年變化率為0.51％。隨著2009年武穴水道航道整治工程的完成，新洲河段左、右汊分流比逐漸趨于穩(wěn)定，僅在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 吳忠明，邵永生，黃海炯.長(zhǎng)江武穴段近期河床演變分析［R］.武漢：長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)局，2013.

［2］ 劉中惠.長(zhǎng)江中下游鵝頭型汊道演變及治理 ［J］.人民長(zhǎng)江，1993，24（12）：31-37.

［3］ 李彪，黃召彪，涂琳.長(zhǎng)江中游新洲—九江河段河床演變分析及整治方案研究［J］.中國(guó)港灣建設(shè)，2014，（1）：39-44.

［4］ 孫元元，毛北平，陽(yáng)立群，等.天興洲河段河勢(shì)近期演變及分流分沙比分析［J］.人民長(zhǎng)江，2012，43（增1）：80-82.

［5］ 尹志，盧靖，王濂，等.鐵板洲河段河勢(shì)近期演變及分流分沙分析［J］.價(jià)值工程，2017，38（28）：196-200.

［6］ 羅紅雨，曹雙，方波，等.三峽工程蓄水以來九江-湖口河段河道沖淤分析［J］.科技風(fēng)，2019（8）：216-217.

［7］ 孫元元，毛北平，夏薇，等.三峽水庫(kù)蓄水后長(zhǎng)江江湖匯流段河道演變分析［J］.長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，30（2）：1-5.

［8］ 盧靖，許朝勇.興隆水利樞紐壩下游河段河床演變分析［J］.水利水電快報(bào)，2018，39（10）：46-50，60.

［9］ 尹志，郭含，呂宜衛(wèi)，等.三峽工程運(yùn)行后武漢河段河槽形態(tài)變化特性研究［J］.人民長(zhǎng)江，2021，52（7）：1-8，33.

［10］ 史常樂，錢嘉偉，王炎良.長(zhǎng)江下游鎮(zhèn)揚(yáng)河段和暢洲汊道階段演變特性分析［J］.水利水電快報(bào)，2022，43（4）：46-53.

（編輯：李 慧）

Evolution analysis of Xinzhou Channel in Longping River Section of middle reaches of Yangtze River from 1959 to 2021

QU Lanlan ，CHEN Yajian ，WANG Li

（Middle Changjiang River Bureau of Hydrology and Water Resources Survey，Bureau of Hydrology of Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430014，China）

Abstract：

The lower section of Longping River in the middle reaches of Yangtze River is a typical goose head type bifurcated river channel.To understand the recent evolution of this river section，we analyzed the deep channel，sandbar，important section and diversion ratio of Xinzhou Channel in the reach from 1959 to 2021.The results showed that after the impoundment of Three Gorges Reservoir，the flow and sediment conditions and boundary conditions in the upstream of the river reach had not changed significantly，and Xinzhou Channel can maintain the existing partten with right branch as mainstream and left branch as tributary.The diversion ratio of the left and right branches of Xinzhou Channel gradually stabilized，showing an fluctuations within a certain range.The research results can provide a reference for flood control safety，comprehensive river improvement，water resource allocation，and river control engineering planning of the middle reaches of Yangtze River.

Key words：

channel evolution； thalweg； diversion ratio； Xinzhou Channel； middle reaches of Yangtze River