長江上游廣陽壩水道河床演變分析

向新宇

摘 要：根據多年的測圖資料，對比分析廣陽壩河段的沖淤變化、深泓線變化、等水深線變化和灘險演變，得出山峽水庫蓄水后對廣陽壩河段河床演變的影響。結果表明，三峽成庫后，該河段細顆粒泥沙累積性淤積趨勢不明顯，航槽中基本無累積性淤積。基于航道通航條件研究與灘險演變的研究成果，提出了相應的整治措施，為廣陽壩河道今后的整治工程提供了參考。

關鍵詞：廣陽壩 河床演變 航道整治

1.河道概況

廣陽壩水道位于長江上游朝天門至涪陵河段，航道里程642-635km。該段河道為一彎曲、分汊、放寬河段，河段內淺灘、礁石密布、相互制約，航道條件十分復雜。整體呈東南→東北走向，位于變動回水區中段，河道條件較為復雜，寬谷窄深河段分布其間，順直和彎曲河段交替出現，河段上接銅鑼峽峽谷河段，有蜘蛛磧、長葉磧等磧壩，也有廣陽壩等江心洲。三峽水庫蓄水后，該河段主要表現為淺灘和礁石礙航，蓄水后曾對水葬等礁石實施了炸礁工程，改善了工程河段的航道條件，但目前仍存在重點淺灘河段礙航問題，礙航時段主要集中在水庫消落期，此時航道維護困難，容易出現海損事故，通航條件較差。

通過航道核查，按擬建設的航道標準（4.5m×150m×1000m），該河段內存在多處礙航灘險需要進行整治。由于廣陽壩水道處于銅鑼峽下游，峽谷、放寬、分汊、彎曲等多種形態組合，使得河道平面形態十分復雜;而三峽變動回水條件，使得該河段的水沙運動規律相比天然情況發生較大變化，灘險演變與礙航特性不易把握，整治難度較大。

2.河道總體沖淤變化

對比2007年1月和2017年7月的地形測圖資料可見，該河段整體表現為沖刷，局部有沖有淤，部分區域沖刷變化明顯。主要淤積區域位于河道右側和中間局部位置，里程636.1-636.9km處主航槽右側有明顯淤積，最大淤積厚度達約5m;主要沖刷區位于腰子磧、飛蛾磧、大壩子、長葉磧等附近，里程634.1-634.7km處河道左岸和里程636.9-637.5km處主航槽右岸有明顯沖刷，最大沖深超過10m，與人工采砂活動有關。

剔除人工采砂影響外，廣陽壩河段整體保持穩定，自然情況下的河床沖淤演變幅度較小，局部有沖有淤，航槽沖淤變化一般在2m以下;深泓線平面位置變化不明顯，其縱剖面高程上下擺動幅度不大。

2012年之后河道采砂現象十分明顯，且因采砂量大，造成局部河床灘面破壞，形成大尺度的采砂坑，深度可達20米;而局部堆砂又在河岸與河灘上形成大尺度的堆積體，總體上改變河床地貌形態。

3.深泓線年際變化分析

根據該灘深泓平面位置年際變化可見，其深泓平面位置穩定，多年來平面擺動不大，多年來走向基本吻合，從上段銅鑼峽出口沿河心向下，至野土地處，受左岸蘆席磧所阻，深泓線略偏向左岸，至廟角處，受下段左岸飛蛾磧調流，深泓逐漸過渡到右岸，然后由上段靠右的水葬逐步向左岸南沱子過渡，受右岸長葉磧磧翅阻擊，從南沱子到鷂子巖（630km）長2km河段的深泓線一直靠左，在彎道頂端魚嘴處深泓略向左擺動，平均每年擺動10m左右，下段深泓沿河心經過重慶魚嘴長江大橋。

此外，各條深泓線相互交織，擺動方向左右不定，應與來水來沙條件有關。除局部河段外，深泓線總體基本無大的擺動，最大擺動幅度約150m左右。深泓擺動幅度超過100m的部位有大豬牙（里程639.8km）、豬兒石（里程639.2km）、門閂子處深槽（里程633km），這些地方深泓擺動大可能與近年來附近磧壩采砂嚴重、破壞原有水流條件使得河床形態變化有關。

4.等水深線年際變化分析

年際間廣陽壩水道部分磧壩0m水深線發生較大變化。變化較大的地方主要有：飛蛾磧急劇萎縮、幾近消失，磧翅處的0m水深線在2006年5月至2017年11月期間由的緊鄰航道側后退約300m至左岸，磧面面積急劇減小;腰膛磧處的0m水深線向右岸移動約130m，磧面面積減小;蜘蛛磧和蘆席磧處0m線也向岸邊移動一定距離;大壩子邊灘平均向左岸移動約100m;長葉磧0m線向右岸移動約100m。這些變化與近年來人工采砂活動有關，造成河床灘面出現不同程度的破壞。

3.5m與4.5m水深線變化趨勢相同，局部變化較大，變化較大的地方有蜘蛛磧、蘆葦磧、腰膛磧、飛蛾磧（圖4-12）、大壩子和長葉磧，這幾處的等水深線向磧壩所在河岸方向移動，等水深線寬度變大。應乃采砂導致這幾處磧壩河床下切所致。

5.整治方案試驗研究

5.1 整治思路

采用航槽偏左的思路，加大半截梁至蜘蛛磧的開挖區范圍及開挖深度，一方面拓寬半截梁至蜘蛛磧的可通航水域范圍，航槽偏向左岸適宜通航區域;另一方面擴寬枯水河槽有效過水面積，降低上下游的水位落差，從而降低礁石子河段的比降、流速，同時擴大左岸緩流區的寬度，增加可通航區域。

5.2 方案布置

5.2.1 航槽布置

順應河勢，飛蛾磧處的規劃航槽偏左、微彎。枯水期主流循河心向下流，受餓狗堆阻擋，偏左側直沖野騾子掃彎而下，在野土地以下左岸各水位期流急掃彎，經左岸飛蛾磧遇阻，折向右岸虎扒子經麻二梁偏右岸而下。設計規劃航槽寬度為150m，最小彎曲半徑1000m。

5.2.2 總平面布置

對規劃航槽內的不滿足設計水深要求的淺區部位進行開挖，開挖上段左岸半截梁——蜘蛛磧磧翅——礁石子，增大左岸開挖范圍;減小右岸野土地、腰膛磧和蘆席磧磧翅。由于福平背以下至麻二梁一帶存在范圍較大且旋轉性較強的立軸漩渦，因此增大飛蛾磧開挖范圍，擬將飛蛾磧江心孤立的磧壩全部開挖至設計水位以下6m，通過疏浚飛蛾磧磧翅，船舶航線適當向左偏移，可有效擴大現行船舶適航區域。開挖基線與規劃航槽邊線間距按照20m控制。

5.3 方案后通航條件分析

方案實施后，廣陽壩河段的航道尺度得到明顯的改善，規劃航槽內基本上消除了斜流泡漩等不良流態，在中枯水期通航條件良好。在廣陽壩進口段，滿足4.5m水深的河寬在242-376m之間，較方案前增加43-140m;在飛蛾磧段，滿足4.5m水深的河寬在246-613m之間，較方案前增加16-226m;礁石子至野土地河段消落期6m水位以下時規劃航槽航槽內流態平順，航槽右側表面流速普遍在3.0m/s以上，但比降減緩，且左側區域開挖后可通航緩流區大幅增加。

總體來看，方案實施后，航槽流速總體更趨均勻，流態更加平順，全河段通航條件總體得到改善，全河段彎曲半徑增加至1000m以上，通航水力指標滿足5000噸級船舶自航上灘的要求，滿足4.5m航道的建設要求。

6.結語

長江上游朝天門至涪陵河段正開展4.5m水深航道整治工程前期研究工作，廣陽壩河段系典型的山區河流，大小礁石隨處可見，地形和水流條件十分復雜，應重點研究該灘段的河床演變與水流特性。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Ⅰ級航道的要求，為廣陽壩河道今后的整治提供了參考。

參考文獻：

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