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长江中游戴家洲河段河床演变分析及趋势预测
刘 万利 ,李 旺生 2朱玉德 伍文俊 崔喜凤 2 一 , , , ,
(. 大学水 利水 电工程 系 水沙科 学与水 利水 电工 程 国家重 点实 验 室 , 1清华 北京 10 8 ; 00 4 2交通 运 输部天 津水 运 工程科 学研 究所 工程 泥沙 交通行 业 重点 实验 室 , 津 30 5 ; . 天 0 46
且 位 置变化 不 大 。 23 巴河边 滩发 育和 冲蚀 交替 .
19 年长江大水之前 , 98 巴河边滩存在发育和冲蚀 交 替现象 , 但发育一般不是很充分 , 即边滩 的宽度不大 , 但存 在 的年份较 冲蚀的年份要 多 , 最新 的地形测 图显示 , 巴河 边 滩几 乎 不存 在 。
长 江 中游 戴 家洲 河 段 位 于 湖北 省 境 内 , 长 江 中游 为
璺 追婆
巴河
重点浅滩分汊河段之一… 。 戴家洲主体形如一个长长的 上伸的弯月矗立江 中, 将水 道分为左右两汊 , 汊称圆 左 港, 右汊 称 直港 ( 1。 家 洲洲 头 及 巴河 边滩 的 消长 变 图 )戴
22 池湖 港心 滩基 本稳 定 .
池湖港心滩的滩脊多年来存在一定幅度的冲淤变化 , 冲淤变化的幅度约为 5m 心滩右汊变化 同滩脊不 。 同,9 4 20 年右汊呈 明显淤积趋势 ; 18~ 0 3 特别是 19 年的大洪水后 , 98 几乎是年年淤高 , 一定时段 内呈持续单 向淤积状态 ; 2 0 年 3 至 03 月右汊床面高程为航行基面上 4 , . m 滩槽连为一体 , 8 心滩成为边滩 , 右汊不复存 在; 此后 , 右汊有所冲刷 , 滩槽明显 ,06 20 年2 月测图显示 , m等深线贯通0 1 J 滩右汊冲淤变化应该 同上游沙 洲水道洪水主流取直关系密切 。 龙王矶 的矶头局部冲刷坑的存在也可佐证 , 这个局部 冲刷坑常年存在 , 但范 围变化 较 大 , 说 明池 湖港 心滩 部分 的过 流量是 变 化 的 , 该 时大 时小 , 流坐 弯时 小 、 这 应 主 主流 取直 时 大 。 由于 主流存在坐弯 , 因而池湖港心滩的右汊淤而不废 。 因此池湖港心滩虽有一定幅度 的冲淤变化 , 但它一直存在
由巴河 口附近 断 面 巴河 边 滩 0m线 宽 度 随 时 间变 化
年份
图 ( 3 可 见 ,9 4 9 8年 , 图 ) 18 19 巴河 边 滩 0m 线 的宽 度 较
图 3 巴河边滩附近断面 0m线宽度 随时 间变化图
F g3 h h n i gwi t fB h o n a i i i_ T e c a gn d h o a e p i t rw t t b h me
而戴圆进 口航道条件则较差。 戴直港 内,99 2 0 年 , 19 ~0 2 深泓多临戴家洲右缘的凹岸 , 航道水深较好 ; 而在巴 河边滩发育的后期 , 2 0 年 3 , 即 03 月 戴直出现三槽两滩 , 特别是寡妇矶对 冲的浅滩 , 水深不足 2m 严重碍 , 航; 同期 , 圆进 口航 道 水 深 不 足 、 道 弯 曲 ; 戴 航 即该 年 戴 直 港 内航 道 条 件 不 好 , 圆 进 口航 道 条 件 也 不 好 。 戴 20 年 3 , 03 月 在巴河边滩 的右侧 、 池湖港心滩的左侧偏下游 , 出现 了沙洲 , 顶部高程在… 2 该沙洲应该 1 m, 是 巴河边 滩上 部解 体 的残 留 。 因此我们认为 巴河边滩的存在与否取决于上游水流动力轴线的位置 ; 巴河边滩存在时 , 通常不利于戴 圆进 口航道条件 ; 当巴河边滩充分发育时 , 戴直水道人流条件较好 、 中枯水分流量较大 , 航道相对较好 ; 即巴 河边滩存在 , 戴家洲 的洲头 冲蚀后退 , 当然 , 戴家洲洲 头的冲淤变化不仅 同巴河边滩的存在有关 , 影响因素
B o rp y LU Wa—( 9 2 , l,s ca rfso. ig a h :I nl 17 )ma as it p esr i e o eo
水
道
港 口
第 3 卷第 4 2 期
的13 , . 倍 特丰水年和特枯水年出现年份不多 , 5 在统计期的 2 中, 4a 特殊水文年 出现年份不多 , 特丰水年有 2a 18 年和 19 年 )特枯水年有 1 (96 )中水年明显居多 ,5a (9 3 98 , 18 年 , a 2 中共 出现 1 , /。 6a 占23
薯
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 0 l 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 0 l 2
一Ⅲ £ 删 如 月 份
0 0 O 0 O O O 0 O 1 6 2 图 9 8 7口站多年平均月径流量和月输 沙量过程 2 汉 5 4 3 l O
戴家 洲洲头的进退和直港滩槽演变密切相关 ; 戴家洲直港浅滩位置 多变 且呈 洪淤枯冲规律。 结合 三峡水 利枢纽 的蓄水运用 , 对戴 家洲河段河床演变趋势进行 了预测。 关键 词 : 水来 沙 ; 来 河床演变 ; 趋势预测
中 图分 类 号 : V 17 U 6 7 T 4 : 1 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 5 84 ( 0 1 o — 2 9 0 10 — 4 32 1 )4 0 5 — 5
年后边 滩 基本 消 亡 。
19 年大洪水后 , 98 巴河边滩经历 了生成 、 发育和冲蚀 的过程 , 这个过程伴 随着该边滩不断下移而发展 ,
前 后历 时 5 6a20 - ,0 4年后 巴河 边滩 冲蚀 殆 尽 。 巴河 边滩 这个 时期 的存 在 , 直水 道 的进 口航 道 条件 均较 好 , 戴
较 为 复杂 。
24 戴 家洲 的洲 头不 断变 化 .
3长江 航道 局 , . 武汉 4 0 1 ) 3 0 0
摘 要: 戴家洲河段来水来 沙特点分析表明 , 本河 段具 有明显的平原河流特征 , 流易受地形影响 , 水 河段
年际间来水来沙存在较大 的变化 , 来沙 以流域产沙为主 , 河段 内造床起主导作用的是悬移质泥沙运动 。 河 段演变特点 主要表现为 : 洪水河势基本稳定而 中低水滩地则冲淤变化不定 ; 池湖港心滩基本稳定 ; 巴河边 滩发 育和冲蚀交替 ; 家洲洲头不断变化 ; 戴 直港直水道和微弯水道特征不断转化交替 ; 巴河边滩的消长 、
月 份
F g2 i. An u l v r g n h y r n f a u t n n h y s d me t i h r e o e Ha k u h d oo i tt n n a e a e mo t l u o mo n d mo t l e i n s a g ft n o y r lg c s i a a d c h ao
21 年 8 0 1 月
刘万利 , 等
长江中游戴家洲河段河床演变分析及趋势预测
21 6
窄 (9 1 0m线 完全 消失 )且 变化 不 大 , 19 年 , 均在 10m左 右变 动 ;9 8年长 江 大洪 水后 巴河边 滩开 始 发育 , 0 19
0m线逐渐展宽 ,至 20 年达到峰值 ( 8 ; 0 年以后边滩又逐渐消退 , m线的宽度逐渐缩窄 ,04 00 45 m)2 0 0 0 20
第 3 卷第 4期 2
21 年 8月 01
水
道
港 口
V0 .2 No4 1 3 .
Au .2 1 g 01
J u n l fW aer ya d Ha b r o r a t wa n r o o
长 中戴 洲 段 床 变 析趋 预 江 游 家 河 河 演 分 及 势 测
1 来 沙特征 . 2
根据对汉 口水文站多年平均月径流量和月输沙量过程分析 ( 2 :1 河段枯水含沙量很小 , 图 )( ) 而洪水含 沙量则较大 ; 沙量较水量更为集 中在汛期 , 7 如 月和 8 水量分别 占全年的 1. %、4 2 而沙量则分别 月, 4 5 1. %, 8 5 占全年 的 2 . %、 . %; 2 2 1 6 沙量和水量月分布相似 , 9 99 水大时则沙多 , 悬移质来沙以流域产沙为主, 即形成径流 的降雨初期流域地表产沙量较大 ;2 对河段的泥沙资料 以及研究河段的水动力条件进行分析 , () 结果表明 : 河段的河床变形主要 由悬移质泥沙冲淤产生的, 推移质沙量不大。 虽推移质沙量远小于悬移质沙量 , 但在中 枯水期的河床变形 中, 推移质泥沙却起着十分重要 的作用 , 特别是对于枯水期 的浅滩 冲刷推移质泥沙的作 用将可能大于悬移质 。 总体而言对本河段造床起主导作用的是悬移质。
2 戴家洲河段演变分 析
河床演变分析是实施河道工程问题研究 的最基础 、 最重要的工作 ] 5, 对于 冲积性河流而言, 浅滩的演变 依 附 于大 的河 床 变 化 , 与边 滩 的 消长 、 动关 系 尤其 密 切 , 移 边滩 和浅滩 的演 变往 往是 互 动 的 。 文分 析 了研 本 究河段中来水来沙、 各滩体相互间的变化关系 、 影响因素等 , 对该河段河床演变特性总结如下。 21 洪水 河势 基本 稳定 而 中低 水滩 地则 冲淤 变化 不定 . 戴家洲河段两侧均建有完整 的防洪大堤 , 大堤至主槽 间存在宽窄不一 的河漫滩 , 但一般宽度不大 , 且部 分高滩滩岸设置了护岸工程 , 因此洪水河宽的拓展受到限制 , 河段基本河势稳定。
河床演变 的动力特征 , 预测洲滩的演变趋势 , 为戴家洲河 段治 理提 供科 学依 据 [ ] 。
图 1戴 家洲河段河势 图
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1 河 段 水 沙 条 件
1 来水特 征 . 1
戴家洲河段具有明显的平原河流特征 , 水流易受地形影响 , 径流主要与上游来水和流域降水有关 , 根据 对上 游 汉 口水 文站 、 石水 位 站 多年 观测 资料 统计 分析 , 黄 来水 特 征 表现 为 :1 ( )河段 年 际 间来 水量 存 在较 大 的变 化 , 但较 一般 河 流变化 要小 ; 内 4 6月 为涨 水期 ,- 为 洪水 期 ,~ 2月 为退水 期 , 年 13月则 为 年 ~ 7 9月 91 次 ~