長江上游紅燈磧水道河床演變分析

黃建宇

摘 要：紅燈磧是長江上游典型的卵石灘險，具有急，淺，險的復雜水流條件。自向家壩水電站運行以來，在下游產(chǎn)生新的非恒定流，水位變化劇烈，水流條件復雜。根據(jù)多年的測圖資料，對比分析紅燈磧在向家壩水電站運行后的地形沖淤變化、深泓線變化、灘險演變和典型斷面地形變化，得出向家壩水電站的運行對紅燈磧河床演變的影響，并提出了相應的整治措施，為紅燈磧河道今后的整治提供了參考。

關鍵詞：紅燈磧 河床演變 沖淤變化 整治措施

1.河道概況

紅燈磧?yōu)┪挥谏嫌魏降览锍?55.7k m，屬井口水道（953.0 -962.0km），系以中洪水險、枯水上急下淺的險灘，灘段處在急彎河段頂點下游，平面呈”S”型的彎曲河勢。在上口有一長200m，寬50m的干堆窩縱臥江中，其下又有一系列散亂卵石堆。中洪水期，主流直沖干堆窩孤石，激起大浪和泡漩，流態(tài)極為紊亂。枯水期，干堆窩與紅燈磧相對峙，水流急亂，縱比降2.6‰，最大流速4m/s，上下行船舶抱磧過緊易在磧邊檫淺，過松則有觸礁的危險。在下游有青龍磧暗潛，將河床分為兩槽。左槽為枯水航道，但水深僅1.8m，航道尺度不夠，嚴重礙航。

蘭敘段航道建設工程建上下順壩，敘瀘段一期航道建設工程中，按照Ⅲ級航道2.7m×50m×560m的建設標準疏浚過渡段淺區(qū)，并對壩體進行修復，整治效果良好。目前上下順壩長度分別為158m、334m，壩頂高程分別為目前計算的灘段最低通航水位上1.21m、0.83m。

2.紅燈磧水道沖淤變化分析

對比2012年12月與2017年1測圖可看出，近年來紅燈磧河段整體表現(xiàn)為有沖有淤。主要淤積區(qū)位于河道中間和右側局部位置，里程954.5-955.6km和954.8-955.5km處靠近紅燈磧一側淤積明顯，最大淤積厚度達約5m；主要沖刷集中在河段左側中部和下部局部地區(qū)，其中里程954.5-955.6km處靠近金堆子附近河道沖刷明顯，沖刷深度達3-10m，里程954-954.2km處沖刷明顯，最大沖刷深度達12m，主要原因為受人為采砂施工活動影響。主航槽河段呈現(xiàn)輕微沖淤，變化幅度不大，總體變化較小。

從上述河段河床沖淤變化可看出，除局部位置外整體河段近年來河床沖淤變化較小，向家壩蓄水以來無明顯累積性淤積，主航槽內年際間河床地形較為穩(wěn)定，河床沖淤變化主要受上游來水來沙及人為施工活動等的影響。

3.紅燈磧水道深泓線變化分析

在上游向家壩等水電站建成前后，紅燈磧河段歷年深泓線的平面位置基本上保持穩(wěn)定，深泓位置和走向基本一致，兩條深泓線相互交織，擺動方向左右不定，與當年的來水來沙條件有關，變化幅度不大。但是局部還是有明顯變化，里程955.2-955.6km處深泓線向左岸發(fā)生了偏移，最大偏移了80多米。除了局部地區(qū)，總體而言，近年來深泓縱斷面的水深也變化不大，總體變幅在0.5m以內，這說明了枯水主河槽的穩(wěn)定性。但局部地區(qū)仍有明顯的變化，對比深泓線的水深，可見在里程954.3-954.5km左右的深泓線水深升高了大概5m左右，表明附近航槽有較大的沖刷。

4.紅燈磧段橫斷面地形變化分析

從2012年和2017年兩年典型斷面對比來看，紅燈磧?yōu)┖拥罃嗝嬖诠こ糖昂缶植坑袥_有淤，整體變化較大。位于里程955.4km附近的1#斷面沖淤變化較大，平距200m附近的右岸局部淤積，淤積厚度在2m左右，平距350-500m附近的河段和主航槽有輕微沖刷，沖刷深度為1m左右。平距500-570m附近的河段局部淤積，淤積厚度為2m左右。平距600m附近的左岸局部沖刷較大，最大沖刷深度達到3m。位于里程954.9km附近的2#斷面，該斷面有沖有淤，平距240m附近的航槽局部有輕微淤積，淤積厚度在1m以下。右岸地形有局部沖淤，沖淤幅度在1m左右，總體變化不大，只有在右岸邊緣局部有較大的沖刷。平距350-550m左右的中間局部地形淤積較大，淤積厚度在2.5m左右。平距550-620m左右的左岸局部地形沖刷較大，沖刷深度最大達5m左右。總體來說，除了局部有較大沖淤外，主航槽河勢幾年來保持穩(wěn)定。

5.紅燈磧段灘槽變化分析

從2012年至2017年等深線平面位置年際變化可知，紅燈磧邊灘歷年變化不大；左岸岸線總體向岸邊金堆子遷移，遷移寬度在50米左右，左側邊灘面積明顯減少。紅燈磧中部954.7-955km附近的河段處生成了一個寬135m長260m左右的江心灘，紅燈磧附近的右岸岸線整體向航槽偏移，里程955.4-955.7km附近岸線向航槽偏移了50多米，里程955-955.4km附近岸線向航槽偏移了80多米，右側邊灘面積增加明顯。

紅燈磧主航道歷年變化不大，2012年主航槽2.7m等深線寬度只有110-275m左右。到了2017年主航槽2.7m等深線寬度達到了125m-445m左右，等深線變寬。2012年主航槽3m等深線寬度只有90-265m左右。到了2017年主航槽3m等深線寬度達到了110-440m左右，等深線變寬。2012年主航槽3.5m等深線寬度只有50m-245m左右。到了2017年主航槽3.5m等深線寬度達到了80m-435m左右，航槽整體變寬。里程954.5-955.4km金堆子附近河段受到人工挖沙等施工因素的影響，形成了一個長670m，寬37m左右的深槽。

6.整治方案和思路

6.1整治思路

該灘的主要礙航特性是淺。右岸紅燈磧與左岸金堆子、董壩對峙形成過渡段淺區(qū)，淺區(qū)100m航寬內最小水深僅1.0m。整治思路為疏浚淺區(qū)，并在兩岸建設航道整治建筑物，增加開挖區(qū)沖刷力度，滿足Ⅱ級航道建設標準。

6.2整治方案

此灘主要礙航位置在過渡段淺區(qū)，淺區(qū)長度為1400m。設計航槽沿深泓線布置，走向與目前航槽基本一致，上行船舶沿董壩上行至金堆子磧腦，過河至右岸紅燈磧，沿右岸上行；下行船舶枯、中水期循循河心偏右岸繞蛟魚嘴下行至干碓窩，入槽后偏左岸金堆子下行。洪水期循河心下行至李家碼頭，偏右岸繞蛟魚嘴，轉循河心至干碓窩，偏左岸下。

綜合考慮航槽布置、淺區(qū)的位置和范圍以及灘段水流等因素的影響。該灘主要通過疏浚措施對航槽內水深不足的淺區(qū)部位進行切除；為保證挖槽的穩(wěn)定，加高原建順壩，在左岸金堆子新建順壩1道，在右岸紅燈磧磧翅新建丁壩2道。

6.3工程設計

6.3.1平面布置

疏浚過渡段淺區(qū)：疏浚基線距航槽左邊緣線15.0m，基線為折線，長1450m，下口考慮對上行船舶的影響。基線距航槽線距離增大至22m。

加高已建順壩：本次設計保持原壩體平面位置，僅加高壩頂高程和加固壩根結構。

新建順壩：在金堆子新建順壩1座。壩體總長307m，壩體頂寬3m，壩頭段10m放寬至5m。

新建丁壩：在紅燈磧磧翅新建丁壩2座。上丁壩長190m，其中勾頭段長37m；下丁壩長109m，其中勾頭段長45m。壩體頂寬均為3m，壩頭段10m放寬至5m。

6.3.2工程設計

疏浚工程區(qū)：疏浚底高為設計水位下3.7m（以疏浚區(qū)下游末端設計水位控制）。施工超深0.5m，超寬4m，邊坡為1：3。

加高已建順壩：原建順壩壩體結構均為拋石壩體+砼壩面，壩頂原設計高程為設計水位上1.21m、0.83m。本次設計將壩頂高程抬高至設計水位上2.5m。迎水坡1：2，背水坡1：3，壩頭坡1：4。

新建順壩：結構為為拋石壩體+砼壩面。壩頂高程為設計水位上2.5m。迎水坡1：2，背水坡1：3，壩頭坡1：4。

新建丁壩：結構為為拋石壩體+砼壩面。壩頂高程為設計水位上2.5m；勾頭段為平坡，壩頭高程為設計水位上2.5m，壩根高程為設計水位上3m。迎水坡1：2，背水坡1：3，壩頭坡1：4。

7.結語

長江上游宜賓至重慶航道等級正在從Ⅲ級提升至Ⅱ級，紅燈磧作為長江上游重點卵石灘段，應重點研究該灘段的演變、水流特性。通過疏浚、炸礁等航道整治工程措施來改善水流條件、拓寬航槽、以滿足Ⅱ級航道的要求，為紅燈磧河道今后的整治提供了參考。

參考文獻：

[1]畢方全，李晶.長江上游瀘渝段航道整治研究[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2008，6（3）； 467-469.

[2]涂新民.長江蘭敘段筲箕背淺灘航道整治河工模型試驗研究報告[R].武漢：長江航道局規(guī)劃設計研究所，1991.