三峽工程蓄水對尺八口水道航道條件的影響研究

江凌

摘 要：三峽工程蓄水后，尺八口水道河床變形劇烈，航道條件明顯惡化，成為長江中游重點礙航水道。本文重點分析了三峽工程蓄水近10年尺八口水道灘槽變形特點及航道條件變化，揭示了三峽工程蓄水對其航道條件的影響，認為由于兩槽爭流的局面一時難以改變，尺八口水道仍存在出淺礙航的可能。

關鍵詞：荊江河段 灘槽變形 航道條件

尺八口水道位于長江中游荊江河段的尾端，為彎道之間的過渡段，三峽工程蓄水后河床變形劇烈，航道出淺礙航。下面重點分析三峽工程蓄水近10年尺八口水道灘槽變形特點及航道條件變化，揭示了三峽工程蓄水對其航道條件的影響，為該河段航道維護、河道綜合治理提供參考。

河道及航道概況

尺八口水道上起潘陽（航道里程262km）、下至襪子灣（航道里程248km），全長14km，由熊家洲彎曲段和過渡段組成，出口為七弓嶺急彎段（圖1）。

圖1 荊江河段尾端河勢圖

歷史上尺八口水道及其上下游河段裁彎及撇彎頻繁。隨著河勢控制工程及護岸工程的實施，上世紀80年代以來至三峽工程蓄水前，總體河勢較穩定：主流出熊家洲彎道凹岸后，自左岸孫梁洲向右岸二洲子一帶過渡，二洲子以下主流沿七弓嶺彎道凹岸而下，左右兩岸側邊灘發育。河床演變主要表現為過渡段主流上提、下挫，兩側邊灘沖淤消長。三峽蓄水以來，七弓嶺彎道主流切灘撇彎，尺八口水道河勢調整，航道條件變差。

尺八口水道現行航道等級為二級，航道維護類別全年按一類進行維護，年內航道水深實行分月維護方式，2009年以前，枯水期最小航道維護尺度為2.9m×80m×750m（航深×航寬×彎曲半徑，下同）；2010年以來，枯水期最小航道維護水深提高到3.2m。根據《長江干線航道建設規劃（2011～2015）》，“十二五”期末本水道所在的宜昌至城陵磯河段的航道尺度將提高至3.5m×150m×1000m。

水沙、河床邊界條件

監利水文站位于尺八口水道上游50多公里，其間無分、入流，水沙條件變化可以監利站實測水文資料反映。

三峽水庫蓄水以來，監利站的來水量變化不大，三峽工程蓄水前（1950～2002年）的多年平均徑流量為3576億m3、蓄水后（2003～2012年）的多年平均徑流量為3670億m3；隨著蓄水水位的抬高，來水過程有所改變，自2007年三峽水庫進入“156m”及“175m”運行階段以來，9、10月份流量明顯減小，枯水期流量增加（見圖2）；來沙量大幅減少，減小幅度達77%，三峽工程蓄水前的多年平均輸沙量為3.58億t、蓄水后的多年平均輸沙量為0.938億t；懸移質中值粒徑粗化，由蓄水前的0.009mm、增大至蓄水后0.059mm。

圖2 三峽工程蓄水前后監利站多年平均月均流量過程

懸移質中粒徑大于0.125mm的泥沙是長江中游河槽的主要組成部分。三峽工程蓄水后，由于上游河床沖刷泥沙的補給，2003～2009年粒徑大于0.125mm的粗沙輸移量與蓄水前相當；隨著河床沖刷的下移，2010～2012年該部分粗沙僅為蓄水前的50%左右。

尺八口水道右岸上部黏土層厚約30m，河岸已實施了護岸工程，側向侵蝕受到限制；左岸由砂壤土及細沙組成，僅熊家洲彎道凹岸段已實施護岸，其它部位河岸抗沖性較小。

近期灘槽變形特點

三峽蓄水以來，尺八口水道左側邊灘沖低成槽、右側深槽淤積，深泓左擺，過渡段河床寬淺變化的同時彎道段形成枯水雙槽的局面。

1、洲灘變化

三峽工程蓄水以來尺八口水道0m（航行基準面，相當于黃海高程16.9m）灘體平面形態變化見圖3。從圖3可以看出：熊家洲凸岸邊灘下段淤積，灘體左緣最大展寬375m、灘尾向下延伸1km左右；七弓嶺凸岸邊灘遭切割，邊灘持續沖刷、后退，心灘頭部沖刷后退、下段淤高及展寬。2004年～2012年，七弓嶺凸岸邊灘頭部下移了約5.8km，目前僅在彎頂存在小范圍的灘體；心灘灘頂高程由航行基面以上2.2m抬高至航行基面以上6.9m，灘體最大寬度由130m增加至1051m。

圖3 三峽工程蓄水以來尺八口水道0m灘體平面形態變化

2、深槽變化

三峽工程蓄水以來尺八口水道3m（航行基準面以下，相當于黃海高程13.9m）深槽平面形態變化見圖4。從圖4可以看出：上深槽左擺，下深槽上段淤積，2010年與上深槽3m等深線斷開；而七弓嶺彎道凸岸側河床沖深成槽，并不斷左擺、上延，2010年與上深槽3m等深線貫通而形成左槽，此后左槽進一步沖深發展。從深泓的平面變化來看，2010年以來深泓已擺至左岸側。

圖4 三峽工程蓄水以來尺八口水道3m深槽平面形態變化

淺灘演變特點

該水道淺灘位于二洲子附近、兩彎道凹岸深槽之間的過渡段。淺灘年內變化總體上遵循“漲淤落沖”的規律（見圖5），且其沖淤特性與河床平面形態變化密切相關。三峽水庫蓄水以前，河道兩側邊灘能維持基本完整，汛后水流歸槽沖刷能力較強；三峽水庫蓄水以來，過渡段凸岸側邊灘基本沖失，河道展寬，加上凸岸側河床沖深成槽引起水流分散，過渡段淺灘退水沖刷難度加大，汛后退水相對較快的年份出現多槽口爭流、無明顯主槽的局面。目前，雖然深泓已擺至凸岸側，但是由于凹岸側深槽仍較深，短時間內兩槽爭流的局面難以改變，淺灘仍存在出淺礙航的可能。

圖5 尺八口水道淺灘水位、水深變化圖

航道條件變化

根據2000年以來實測地形資料，對本河段枯水期航道條件進行核查，核查結果見表4-1。可以看出，2009年以前，各屆枯水尺八口水道大部分時段內航道實際水深能夠滿足3.5m×150m的規劃要求；2009-2010屆枯水，由于主流初步撇彎切灘，凸岸側左槽發育尚不完全，凹岸側深槽仍吸流作用較強，水流分散，引起汛后退水時淺灘沖刷不及時，航道水深不足3.5m×150m的規劃要求；2010年以來，隨著左槽的不斷沖深發展，航道條件逐漸改善。

表1 近期尺八口水道枯水期航道條件核查

結語

三峽蓄水以來，尺八口水道沖灘淤槽，深泓左擺，出現枯水雙槽爭流的局面，航道條件惡化。由于河道內兩槽爭流的局面一時難以改變，淺灘仍存在出淺礙航的可能。

（作者單位：長江航道規劃設計研究院，本項研究由“長江中游荊江河段航道整治工程”科技專項資助。）