三八滩汊道近期演变及发展趋势分析.docx

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1、三八滩汊道近期演变与发展趋势分析熊超 彭玉明 陆玉琴(长江水利委员会荆江水文水资源勘测局，湖北，荆州，)摘要：三八滩位于长江荆江沙市河弯段的中部，近年来，三八滩演变剧烈，主体逐渐萎缩，同时，上下游河势发生较大调整，枯水期碍航现象时而出现，引起社会各界的广泛关注。本文结合沙市河弯近期主流线、洲滩、汊道与冲淤等变化特点，分析了三八滩变化的主要因素，预估三八滩的演变趋势。关键词：三八滩；近期演变；发展趋势 *基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2003CB415205）作者简介：熊超，男，长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局工程师，主要从事河道勘测、河床演变等方面的研究工作。河道概

2、况沙市河弯为长江上荆江河段一微弯分汊河段，距葛洲坝水利枢纽约140km，上起陈家湾（荆），下至观音寺（荆），全长约33km。河道平面形态呈两头窄中间宽的藕节状，两头较窄处宽约1000m，中间（荆附近）最宽处达2500m。河段上下深槽交错，中间放宽段水流扩散。河段内有三八滩、金城洲两洲滩。沙市河弯进口段左岸（沙市城区上游图 沙市河弯平面图15km）有沮漳河入汇，右岸有虎渡河分流入洞庭湖。分流口门太平口建有荆江分洪闸北闸。河段左岸建有荆江大堤保护江汉平原，右岸建有荆南长江干堤。年，沮漳河口由沙市改道至沙市上游15km处。见图。三八滩位于长江荆江沙市河弯段中部荆至荆断面之间。年以前尚未出现，年以前为

3、散乱的江心滩，三八滩年代前称为新窖金洲，年代初期滩顶高程（吴淞冻结）达38m，故称三八滩。近年来，三八滩演变剧烈，特别是年后，主体已经消失，上下游河势随之发生了较大调整，三八滩段地处防洪险要位置，其变化引起了社会广泛关注。分析三八滩的近期演变与趋势，对于该段的堤防安全、航道维护、城市防洪具有重要参考作用。主流线周期性押运三八滩位于长江荆江沙市河弯段，沙市河弯河道变化，带动了三八滩的一系列变化。主流线的周期性押运为沙市河弯一个显著的变化特点。太平口过渡段（荆荆）为一长顺直过渡段，长约28km。河段内有太平口江心洲，高水为潜洲，中低水露出水面，分水流为左右两泓，历年来主流在左泓。年沮漳河改道至马羊

4、洲尾后，主流向马羊洲对河下游右岸摆动，逐渐贴右岸而行。年后，右泓成为太平口过渡段的主航道。上过渡段比较稳定，至下过渡段受太平口边滩的影响，在荆断面附近开始摆动，摆幅在270m内。三八滩分汊段（荆荆）多年以来，主泓由于弯道水流的作用，深泓由上游陈家湾逐渐过渡到弯道凹岸，走左汊。随着年后上游过渡段主泓的摆动，三八滩逐渐冲刷萎缩与右汊的扩展左移，发展到年后主泓走右汊。本段年内主支汊易位频繁，如2002年3月18日查勘时，主航道走右汊，而3月21日，主航道又摆到左汊。汊道左线流路稳定，右线槽位则左右移动不稳定。金城洲分汊段（荆荆），年以前，主泓基本贴左岸运行，多数年份金城洲与右岸边滩相连，右槽以倒套形

5、式出现；年至年，枯水期呈分汊河型，南北两汊相互争流，个别年份如年一度出现左槽航宽不足航道走右的情形；年以来，主泓以左泓为主。由于沙市弯顶段河道宽浅，河道水流分散，主流不集中惯性较小而易摆动。从而为洲滩的形成提供了条件。洲滩汊道不稳定 洲滩形态变化三八滩位置在荆荆之间平面变化见图、图。图为沙市河弯三八滩汊道年平面变化，35m等高线变化主要表现为纵向萎缩，横向略有扩展。图为年至年平面变化，年代至年代，江心洲逐渐发育，年代以来，洲体逐渐冲刷萎缩，尤其是年大水后，洲头与南侧继续冲刷萎缩，但滩顶高程在增高（见表）。自年起，三八滩高滩（35m以上部分）急剧冲刷缩小，至年，南泓已发展为中泓主流，并流经原三八

6、滩中脊部位，滩体冲刷过半，于左侧新发育低滩，至年，随着主泓的南移，太平口边滩尾部的冲刷，滩体向北扩展，并开始变的散乱。年35m等高线面积已很小，年后三八滩35m等高线消失。可见三八滩的演变经历产生发展逐渐萎缩的过程。表 沙市河弯段三八滩洲滩形态特征值统计表 年份性质等高线面积()最大洲长()最大洲宽()洲顶高程()心滩心滩心滩心滩心滩图 三八滩年平面变化 图 三八滩年平面变化 汊道变化沙市河弯三八滩以心滩形式存在，只有在中低水位时才表现为汊道汊道特征。三八滩汊道，多数年份左汊分流比大于右汊分流比，左汊为主汊；当枯季流量小于5000m3时，右汊分流比大于左汊分流比而成为主汊。一般来说，左汊分沙比

7、大于分流比，右汊分流比大于分沙比。左汊分沙比一般大于右汊分沙比。由此可见，中低水位下三八滩左汊过流能力有所削弱，右汊则有所增强。年时段平均右汊分流分沙比分别为和。年代后，随着三八滩滩头与南侧的不断冲刷萎缩，右汊进口冲深发育，年主泓走右，右汊由原来的支汊发展成为主汊。此时，三八滩左汊分流分沙比较往年有所减小，在沙市站实测流量时，左汊分流比在之间，分沙比在之间；右汊分流分沙比则较往年大幅增加，右汊分流比在之间，分沙比在之间。当沙市站流量小于5000m3时，右汊分流比在以上。从荆断面变化看，年后已发育成三汊之势，水流更加分散，对主槽的塑造带来不利因素，从而对航道造成碍航等负面影响。 河床冲淤变化特点

8、 河床冲淤变化根据荆江水文水资源勘测局河道测量成果，计算出沙市河段荆荆断面54km各时段各流量级下河床冲淤成果见表。相应流量级、50000m3下河段计算特征水位分别为、45.55m。表 沙市河段冲淤量计算成果表时段相应流量级()总量年均总量年均总量年均总量年均总量年均总量年均备注：“”为淤积，“”为冲刷；单位，104m3年至年期间，沙市河弯段有冲有淤，总体表现为冲淤基本平衡。自年至年河床总体上为持续冲刷，总冲刷量为亿，基本为低水河槽冲刷，中水位以上河槽淤积。从时段上看，年为下荆江系统裁弯期，受此影响，沙市河段呈现冲刷，冲刷量为亿；为下荆江系统裁弯后期，沙市河段依然呈现冲刷状态，总冲刷量为亿；

9、年受葛洲坝水利枢纽运用影响，沙市河段表现为冲槽淤滩，冲刷量为亿；年受上游来沙量的减少，荆江河段普遍冲刷，沙市河段的冲刷强度较大，总冲刷量为亿；年期间，沙市河段表现为冲槽淤滩；年期间，受三峡水库蓄水运用影响，沙市河段剧烈冲刷，总冲刷量为亿，冲刷主要位于枯水河槽。从年均冲刷量来看，以年期间的冲刷强度较大，年三峡水库蓄水运行初期冲刷强度最大。 河底高程变化图为沙市河弯段平均河底高程的年际变化。年为下荆江系统裁弯后期，年为葛洲坝水利枢纽运用期，年为年大水后期，从分时段看，沙市河弯段平均河底高程成降低趋势（见图）。年期间，受下荆江系统裁弯的影响，三八滩上部、金城洲受到冲刷，高程变低，位于三八滩与金城洲间

10、的过渡段河底高程略有抬高；年期间，三八滩上过渡段河底高程明显降低，金城洲段河底高程变化不大，三八滩与金城洲间的过渡段则发生淤积，河底高程抬高；年期间，沙市河弯整体受到冲刷，三八滩处于萎缩阶段，受大水影响，三八滩主体消失。图 沙市河段平均河底高程变化图 沙市河段加权平均河底高程变化受下荆江系统裁弯、葛洲坝水利工程运用、三峡水库蓄水运用等影响，河底高程呈现沿时程下降趋势，尤其以年与年两时段河底平均高程降低的速度加快。对于年与年河底高程降低加速，原因有二方面：一是受到年大水的影响，大水持续的时间长，同时荆江三口分流量减少，荆江下泄的流量增大，从而造成了沙市河段冲刷加剧；二是受三峡水库蓄水运用的影响，

11、水库将大量泥沙拦截在库区，下泄的沙量大幅减少，造成了坝下游河道的普遍冲刷。 河床演变因素分析受护岸等河势控制工程等影响，多年来，沙市河弯岸线基本稳定，但洲滩、汊道等局部河势调整较剧烈。三八滩汊道段滩槽大面积互换，主支汊移位频繁，心滩经历由产生到发展再到主体萎缩的过程。沙市河弯的河势调整，其主要原因认为有以下几个方面：（）受下荆江系统裁弯的影响。下荆江中洲子年月实施了人工裁弯，上车湾年月实施人工裁弯，年月沙滩子发生了自然裁弯。这些裁弯相继发生后，对荆江河道的演变产生了明显的影响。裁弯后，荆江河道比降增大，水流速度增大，裁弯上游发生朔源冲刷，同流量水位下降，荆江三口分流量减小，干流下泄流量增加。沙

12、市河弯距沙滩子、中洲子、上车湾裁弯处分别约121km、138km 和180km。受裁弯影响，沙市河弯年期间发生冲刷，三八滩汊道主泓位于南汊发展为年代初的南北两汊相互夺流现象，该时段主流有裁弯取值趋向，南汊逐渐扩展。从图与图看出，荆断面（位于三八滩头部）在年期间右深槽向南移动，荆断面（位于三八滩中下部）在年期间右深槽扩展，滩顶高程变低。图 沙市河弯荆断面变化 图 沙市河弯荆断面变化（）上游河势的变化影响。年初沮漳河出口上移至马羊洲右汊出口处后，新出口加大了长江水流的顶托作用，促使主泓线向南移动。年以来，太平口南泓流量加大，河槽发生持续性冲刷，并将太平口心滩冲刷切割下移。南泓发展为过渡段主泓道，改

13、变了近年来北泓为主的格局。这样，主泓由原来的沿左岸（左汊）一直向下游转变为由右岸逐渐向三八滩北岸过渡，三八滩洲头就受到冲刷，逐渐萎缩下移。（）上游来水来沙的变化。沙市河段泥沙主要来源于宜昌以上干流，宜昌多年平均输沙量为（年），年代后上游来沙量大幅减小，年后多年平均输沙量仅相当于年多年平均输沙量的。上游来沙量相对减少，水流挟沙不饱和，河床低水主槽多有冲刷。荆江干流的冲刷，导致荆江三口分流分沙量的减小，上游松滋河和虎渡河分流持续减少导致本河段水量持续增加，造床流量加大，河床冲刷。由平衡坡降公式：（）0.9A，（），（），其中、分别为第一造床流量、河宽和水深，本河段泄量增大，相应增大，平滩水位下河床

14、面积、河宽与水深相应增大。荆江干流下切荆江三口分流量减小荆江下泄流量的增大是矛盾对立统一体，他们之间相互影响。在这种关系的作用下，一定程度造就了沙市河弯段三八滩与金城洲的逐渐萎缩。（）不同水文年的影响。年大洪水强大的造床作用，沙市河段洲滩在年后多受到强烈冲刷。高水时三八滩尾部卡口产生壅水，泥沙极易落淤，故三八滩顶高年淤高明显。 演变趋势预估弯道段一般江面宽阔，主流有较宽的摆动范围，另外该河段为弯道分汊河段，由于河流自身调整的需要，汊道与洲滩的变化调整还将继续。沙市河弯三八滩的变化趋势可能会表现为以下方面。（）三峡水库建成蓄水后，水沙条件改变，同流量下枯水位会有所降低。据水利水电科学院的数模分析

15、，沙市站5000m3流量下枯水期水位下降最大值为3.80m。长科院数模计算成果，沙市站5500m3流量下枯水期水位比年实测降低2.65m。河床的冲深会影响岸坡稳定性，沙市弯道凹岸均建有坚固的护岸工程，岸线稳定，加上弯道凹岸西流湾也有牢固的护岸工程，今后沙市河段河势受节点和加固护岸工程控制，岸线将会保持相对稳定，在这种情况下，水流对洲滩的作用会显得相对突出，同水位下河床的过水面积会相应增大，沙市河弯洲滩形态会继续调整。（）三八滩在今后一段时期内会继续萎缩，萎缩的速率比年时期要小。据彭严波等研究，三八滩的面积、体积与上游来水来沙量发生一定关系，当河段含沙量大，中高水持续时间长，三八滩面积增大，滩宽

16、扩大，反之则缩小，含沙量影响更大。（）三八滩洲滩的调整格局将显得更为复杂，给航道的维护带来一定困难。当上游水沙过程发生改变时，河弯段滩槽冲淤交替，三八滩上游段左汊将会变得宽浅，右汊继续保持窄深，中部右汊保持宽浅的态势，见图、图。图 三八滩上游荆断面变化 图 三八滩荆断面变化 小结三八滩在产生、发展、逐渐萎缩的变化过程中，水沙变化起到主导因素，上游来量由小变大再变小，三八滩体积也经历同样的发展过程，大洪水对三八滩的塑造起到决定作用。同时，上下游大型水利工程的实施对三八滩的演变起到推动作用。三八滩今后相当长的时期内，主要以右汊宽浅、左汊窄小的格局存在，随着三峡水库的运行，右汊宽浅在枯水位会得到一定刷深。 参考文献 水利部长江水利委员会水文局，长江中游河床演变分析文集（第二辑），内部出版，年月。 彭严波等，长江荆江河段沙市三八滩演变机理分析，人民长江，（）。作者简介：熊超，男，长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局工程师，主要从事河道勘测、河床演变等方面的研究工作。联系电话：或（办）。：。