贛江下游未來水沙變化分析

張穎

摘 要：河道的沖淤變化主要取決于來水來沙條件、河床邊界條件以及河道采砂等人類活動影響，其中來水來沙是河道沖淤的決定因素。本文從贛江下游控制水文站外洲站的水文觀測資料統計分析入手，結合采砂、修建水庫等人類活動影響的分析，采用趨勢分析法對贛江下游水沙過程進行分析，并對贛江未來水沙變化趨勢進行預測。

關鍵詞：贛江;水沙過程;預測

中圖分類號：P333 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0106-03

Analysis?of?Future?Changes?in?Water?and?Sediment?in?the

Lower?Reaches?of?the?Ganjiang?River

ZHANG?Ying

（Jiangxi?Water?Resources?Institute，Nanchang?Jiangxi?330013）

Abstract：?The?erosion?and?sedimentation?of?the?river?course?mainly?depend?on?the?influence?of?human?activities?;such?as?incoming?water?and?sediment?conditions，?river?bed?boundary?conditions，?and?river?sand?mining，?among?them，?incoming?water?and?sand?are?the?determinants?of?river?erosion.?This?paper?started?with?the?statistical?analysis?of?the?hydrological?observation?data?of?the?Waizhou?station?controlling?the?hydrological?station?in?the?lower?reaches?of?the?Ganjiang?River，?and?combined?the?effects?of?human?activities?such?as?sand?mining?and?reservoir?construction，?and?used?the?trend?analysis?method?to?analyze?the?water?and?sediment?process?in?the?lower?Ganjiang?River，?and?forecasted?the?future?runoff?and?sediment?change?trend?of?Ganjiang?River.

Keywords：?Ganjiang?River;variation?of?runoff?and?sediment?load;prediction

贛江作為長江第二大支流和鄱陽湖水系第一大河，其水沙過程變化對長江中下游和鄱陽湖的來水來沙條件有著重大的影響。近年來，人類活動對河流系統的干預愈來愈強烈，引起徑流特性和泥沙特性發生改變，給水資源的開發和利用帶來嚴重影響。

1 研究區域概況

贛江是長江八大支流之一[1]，也是鄱陽湖水系中最大的河流，因其由章水和貢水匯合而成，故稱為贛江。贛江流域地處長江中下游右岸，干流自南向北流經江西省贛州、吉安、宜春、南昌、九江5市，至南昌市八一橋以下楊子洲頭，尾閭分南、中、北、西四支匯入鄱陽湖，主河道長823km，控制流域面積82?809km2。贛州以上為上游，贛州市至新干縣為中游河段，新干縣以下為下游河段，河長208km，石上、外洲水文站位于該河段，中下游總體流向自南向北。

近幾十年來，受到自然和人類活動的影響，贛江水沙過程發生了較大變化，主要體現在：受上游水庫建設和運行的影響，壩址下游的來水來沙條件發生了改變，引起了水庫下游水沙年際、年內變化特征的改變;水庫蓄水運行以后，清水下泄，沖刷河床，下游河勢的穩定性受到影響;大規模無序人工采砂，導致河道大幅下切、枯水位明顯降低，同時也引起河道輸沙量的改變;水土保持工作的開展和有效實施，在一定程度上減少了流域內進入河道的泥沙，引起輸沙量的變化。

2 贛江流域水沙研究現狀

近年來，很多學者對贛江水沙過程進行了研究[2-7]。但缺少對贛江下游未來水沙變化趨勢的預測。

鄭海金[3]等運用Mann?Kendall秩次相關檢驗法和均值差異T檢驗法，對近40年（1970—2009年）贛江年徑流量和年輸沙量時間序列的變化趨勢及影響因素進行研究。結果表明，近40年來贛江年徑流量無明顯變化，但輸沙量呈顯著下降趨勢，輸沙量顯著減少的主要原因是水土保持綜合治理和水利工程攔沙導致贛江入鄱陽湖泥沙量每年遞減。

高鵬[4]等利用贛江流域主要水文、水位站點近60年年實測徑流、水位、泥沙資料及降雨資料，采用趨勢分析法、歷時曲線法、雙累積曲線法等定量分析了降雨、水沙的趨勢線、跳躍性和相關性變化特征。結果表明，流域地貌、森林覆蓋等自然影響因子對流域水沙變化影響較小，人類活動和降水變化對泥沙的影響較大，水土保持可大幅減少流域侵蝕輸沙量。

邱成德[5]等通過分析贛江上游水利工程對河流徑流特性、泥沙特性以及水環境等方面的影響現狀，定量分析了水利工程對水文測站的影響程度，并提出了調整水文站網或調整測驗任務、加大測驗頻次、改進測驗方法等相應的對策，但對贛江下游的水沙過程缺乏研究。

3 贛江下游徑流變化趨勢分析

圖1為贛江下游控制水文站外洲站的年徑流量變化趨勢圖，由圖中年徑流量變化線可以看出，外洲站年徑流量波動較大，說明外洲站徑流量年際變化較大。外洲站線性趨勢回歸方程為：y=0.067?3x+544.99，可以看出，方程斜率為正值，由此推斷近60年來贛江下游年平均徑流量存在微弱的上升趨勢。根據統計資料得出，外洲站年徑流量平均值為678.2×108m3，年徑流量最大值、最小值出現在1973年、1963年，分別為1?149.0×108m3、236.7×108m3。從降雨統計來看，1963年贛江流域年降水量最小，年均降水量為1?140.4mm，1975年流域年降水量大，年均降水量為2?129.3mm，多年平均值為1?638.3mm，徑流變化與降水相吻合。

依據前述分析，贛江下游未來徑流變化將延續上述趨勢，年平均徑流量將繼續存在微弱的上升趨勢。

4 贛江下游泥沙變化趨勢分析

贛江為少沙河流，據外洲站1956—2008年以來50多年泥沙資料統計，多年平均懸移質輸沙量為869×104t，其中汛期3—7月輸沙量占全年的66.1%，最大6月份的輸沙量占全年的25.9%，最小12月份的輸沙量占全年的0.7%。年最大輸沙量1?860×104t（1973年），年最小輸沙量183×104t（2004年）。外洲站多年平均含沙量為0.129kg/m3，最大含沙量為1.63kg/m3，最小含沙量為零。從外洲站多年平均徑流量與懸移質輸沙量年內分配對比可知，輸沙量與徑流量基本呈對應關系，即呈現為多水多沙、少水少沙的規律，但汛期輸沙比輸水更為集中，枯水期輸沙量相對較小。根據分時期統計可知，1956—1970年，年平均輸沙量為1?185×104t;1971—1980年，年平均輸沙量為1?053×104t;1981—1990年，年平均輸沙量為998×104t;1991—2000年，年平均輸沙量為572×104t;1994—2008年，年平均輸沙量為428×104t。對于分時期的平均含沙量，1993年以前為0.158kg/m3，1994年以后為0.057kg/m3。通過對比分析，20世紀90年代以后輸沙量較少主要原因之一是上游萬安水庫蓄水運行后，攔蓄了部分泥沙。

圖2為外洲站的年輸沙量變化趨勢圖，由圖中年輸沙量變化線可以看出，1950—2011年以來外洲站年輸沙量波動較大。外洲站輸沙量線性趨勢回歸方程為：y=-17.86x+362?59。由此可以看出，外洲站線性回歸方程斜率為負值，說明近60年來贛江下游平均輸沙量存在下降趨勢。

依據前述分析，受近年來贛江中上游萬安水庫、峽江水庫的蓄水攔沙作用，以及人為采砂、水土保持工作的日趨完善等人類活動的影響，贛江下游輸沙量將進一步減小，贛江下游未來年輸沙量將繼續呈下降趨勢。

輸沙量的減少將導致河床受到沖刷，贛江下游主河道有進一步被沖刷下切的趨勢。河床下切可以加大贛江下游的過水能力，增強河道輸水能力[8]，但河床過度下切，將會改變原河道的流勢[9]，導致低水水位不斷下降，極易造成大堤崩岸塌方，給防洪工程帶來安全隱患。

5 結論

本文從贛江下游控制水文站外洲站的水文觀測資料統計分析入手，結合流域用水情況及采砂、修建水庫等人類活動的影響，采用趨勢分析法對贛江下游水沙過程進行分析，并對贛江未來水沙變化趨勢進行預測。筆者得出如下結論：贛江下游年平均徑流量存在微弱的上升趨勢，贛江下游未來徑流變化將延續上述趨勢，年平均徑流量繼續呈略微的上升趨勢;贛江下游平均輸沙量存在下降趨勢，受水庫攔沙、人為采砂等人類活動的影響，贛江下游未來年輸沙量將繼續呈下降趨勢;輸沙量的減少，將導致河床受到沖刷，贛江下游主河道有進一步被沖刷下切的趨勢。

參考文獻：

[1]楊榮清，胡立平，史良云.江西河流概述[J].江西水利科技，2003（l）：27-30.

[2]肖洋，宋成成，李開杰，等.贛江外洲站近年水沙變化規律[J].水利水運工程，2011（4）：126-130.

[3]鄭海金，方少文，楊潔，等.近40年贛江年徑流泥沙變化及影響因素分析[J].水土保持學報，2012（l）：28-32.

[4]高鵬，穆興民，王飛.近60年贛江水沙變化及其驅動因素分析[J].中國農村水利水電，2012（l）：56-63.

[5]邱成德，曾禮生.贛江上游水利工程對水文測站影響分析[J].江西水利科技，2007（l）：38-42.

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[8]文志華.對贛江（樟樹-南昌）航道整治工程初步設計與防洪水利關系的認識[J].水運工程，2002（2）：34-38.

[9]Ashida?K，Michiue?M.An?Investigation?of?River?Bed?Degradation?Downstream?of?a?Dam[C]//Proceedings?of?14th?Congress?of?International?Association?for?Hydraulic?Research.1972.