長江下游支流入江段水文河勢特征與治理對策研究

摘要：

皖河為長江安徽段最大支流，其入江段受上游來流與長江頂托的雙重作用，河勢復雜多變。針對皖河下游入江段特殊的水文情勢，系統開展皖河與長江干流水位-流量關系研究，分析了近期水旱災害情景；從河道平面形態、灘槽沖淤變化以及長江交匯口河道縱橫向變化等方面，系統分析了皖河下游入江段的演變特征；通過建立二維水動力數學模型，研究了洪災、旱災形勢下皖河下游入江段水流特性。結果表明：安慶站水位在10.40 m以上時，長江干流水位是影響皖河下游水位的主導因素，而安慶站水位低于10.40 m時，上游來流量成為影響皖河下游水位的主要因素；2008年以來皖河八里湖至入江口段河槽小幅沖刷，大面積灘地淤積，平均淤積厚度為1～2 m，局部厚度可達3～4 m，河段灘地總淤積量約0.58億m3；枯水時皖河入江口江水倒灌，洪水受長江頂托和左右岸密集建筑物的約束，入江口存在低流速回流區域，導致回流區泥沙易落淤以及洪水宣泄不暢。在此基礎上，研判該河段防洪抗旱、航運發展、水資源利用等方面的治理需求，提出了新建控制性水利樞紐、提高堤防等級以及開展航道疏浚工程等治理對策，以提高皖河流域航運與水旱災害防御能力。

關" 鍵" 詞：

河湖治理； 水文分析； 河道演變； 數學模型； 皖河下游； 長江支流

中圖法分類號： TV147.3

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.01.003

收稿日期：2024-05-08；接受日期：2024-07-25

基金項目：

國家自然科學基金長江水科學研究聯合基金項目（U2240224）；中央級公益性科研院所基本科研業務費項目（CKSF2023328/HL）；國家自然科學基金青年項目（52009008）；長江科學院創新團隊資助項目（CKSF2023189/HL）；水利部重大科技項目（SKS-2022074）

作者簡介：

陳羿名，男，助理工程師，博士研究生，研究方向為水力學及河流動力學。E-mail：chenyiming@mail.crsri.cn

通信作者：

欒華龍，男，高級工程師，博士，主要從事河湖演變與治理方面的研究工作。E-mail：luanhualong@126.com

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2025） 01-0014-08

引用本文：

陳羿名，胡呈維，何子燦，等.

長江下游支流入江段水文河勢特征與治理對策研究

［J］.人民長江，2025，56（1）：14-21，30.

0" 引 言

長江是亞洲第一大河［1］，據統計沿途有超3 000條大小支流匯入長江，其中一級支流超700條［2］。眾多支流形成了一張以長江干流為中心的水網，在流域防洪、排澇、灌溉、航運等方面發揮著巨大的作用。前人關于長江河道治理與水旱災害防御的研究工作主要著眼于干流［3-4］。近年來隨著國家水網重大工程成為水利高質量發展的工作重心，要求處理好“大動脈”（大江大河）與其“毛細血管”（支流）的關系［5］，長江支流的研究越來越得到重視，但相關研究主要集中在金沙江［6］、漢江［7］、贛江［8］等大型支流，針對流域面積在300 km2以下的中小支流的研究還非常有限。

皖河為長江安徽段最大的支流，然而目前關于皖河水旱災害防御的研究僅局限于歷史險情分析［9-10］和河道治理建議［11-12］，關于其水文、河勢、水動力特征尚不明晰。尤其是皖河下游入江段，上承安徽省岳西、潛山、太湖及區間懷寧、皖河農場和望江等區域來水、來沙［13］，下接長江干流，其水位受上游來流與長江干流頂托的雙重影響［14］，表現為“枯季一線、洪季一片”的特性，河勢復雜多變。因此，本文以皖河下游入江段為例，通過水文資料分析、遙感影像分析、數學模型計算等多手段，研究該河段演變趨勢和水旱災害風險，研判其河道治理需求，并針對治理需求提出相應的治理對策。

1" 研究河段概況

皖河下游入江段西起慶豐村，東至皖河入江口，全長約42 km，河道右岸自西向東依次建有同馬大堤和廣成圩堤；河道左岸自西向東依次分布七里湖、八里湖和石門湖，湖底高程約8～9 m，湖面面積為25.7 km2（水位12 m時）。湖區與皖河之間僅有一條隔埂（許家小圩），隔埂高程約11～12 m，枯水期時，湖區與皖河隔開，豐水期水位超過12 m時，河、湖水面連成一片，洪、枯季水邊線見圖1。七里湖、八里湖、石門湖流域內地表徑流隨皖河干流一起匯入長江。

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2" 皖河下游入江段水文情勢

2.1" 皖河與長江干流水位-流量關系

皖河下游的水位主要受上游來流與長江干流頂托的雙重影響。石牌水文站為皖河下游控制站，位于懷寧縣石牌鎮貓山村，安慶水位站為長江干流距皖河口最近的水位站，位于皖河口下游約4.4 km。本節收集了石牌站、安慶站1991～2022年逐日流量、水位資料，分析皖河與長江干流的水位-流量關系。

由圖2～3可知，當安慶站水位高于10.40 m時，石牌站水位與安慶站水位有較強的相關性；反之，石牌站水位與安慶站水位相關性較弱，說明安慶站水位高于10.40 m時長江干流的頂托作用對皖河水位的影響較大。從圖4來看，石牌站水位-流量關系總體難以擬合，主要是受長江干流頂托的影響。由圖5可知，安慶站水位低于10.40 m時，長江干流頂托作用減弱，石牌站水位與流量的相關性較強。

以上分析可知，安慶站水位高于10.40 m時，長江干流會對皖河下游產生較強的頂托作用，即長江干流水位是影響皖河下游水位的主導因素；當安慶站水位低于10.40 m時，長江干流對石牌站水位的影響較小，上游來流量成為影響皖河下游水位的主要因素。

2.2" 近期水旱災害分析

（1） 2020年洪水災害。

皖河流域2020年遭遇洪水災害，皖河下游河道較窄，遇洪水時河道易出現短時間內水位暴漲的情況，對防洪非常不利。圖6為2020年安慶站和石牌站水位過程，在上游花涼亭水庫的調蓄作用和下游七里湖、八里湖、石門湖的分蓄作用下，非汛期石牌站水位變化很小；自6月進入汛期后，受流域暴雨和長江干流的頂托作用，石牌站流量、水位暴漲，在水位上升階段出現了3個洪峰，均表現出暴漲、暴跌的特點。7月6日石牌站流量達歷史最高（4 750 m3/s），石牌站水位1 d內暴漲約2.5 m，并于7月7日達到洪峰水位（17.97 m）；安慶站水位達1924年建站以來歷史第二高水位（16.51 m）。

（2） 2022年干旱災害。

2022年7月開始，受持續高溫少雨、上游來流少和長江低水位的共同影響，皖河流域出現了“汛期反枯”的現象。皖河上游部分支流出現斷流的情況，圖7為2022年石牌站和安慶站的水位變化過程，9月25日出現1954年有資料記錄以來的最低水位（9.83 m）。安慶水位站2022年汛期（6～10月）平均水位較歷史汛期平均水位低2.77 m，9月平均水位較同期歷史平均水位低5.60 m。

3" 河道演變特征分析

3.1" 資料收集與處理

由于缺乏皖河歷年的實測水下地形資料，本節收集1989～2022年皖河下游入江段的衛星遙感影像圖共22張，并根據水位將遙感影像圖分為枯水期和洪水期2組，影像信息見表1。通過MNDWI［15-16］方法提取歷史遙感影像的水體邊界，再根據其平面形態變化分析皖河下游入江段近期河道演變特征。

3.2" 河道演變特征

（1） 洪水期。

圖8為皖河下游入江段1989～2021年洪水期水邊線變化圖。七里湖、八里湖北岸為懷寧縣及大觀區的圩口以及山口片的山丘高地；石門湖北岸地勢高，并分布有土堤和丘陵崗地，西岸為山丘高地，東岸為環湖西路（現已滿足防御1954年型洪水要求）；皖河干流南岸分布同馬大堤和廣成圩堤。受河湖邊界堤防和山丘高地的控制作用，皖河下游入江段近期洪水期間河湖平面形態變化不大，除沿河（湖）分布的用于水產養殖的小圩口面積有逐年擴大的趨勢外，皖河下游入江段的河道（湖泊）平面形態基本無變化。

（2） 枯水期。

圖9為皖河下游入江段1989～2021年枯水期水邊線變化圖，其平面形態演變特征表現為河段整體走向變化不大，局部河道形態發生了一些調整。1989～1993年皖河閘附近河道束窄，左岸向右偏移約110 m，1989年皖河閘附近存在一心灘，由于河道束窄和左岸右偏，心灘消失。1989～2002年枯水期水邊線平面形態較為復雜，河段多處出現局部小型“S”形彎道；2002～2004年河道整體束窄，河道局部小型“S”形彎大量消失，河道整體平面形態更為順直；2017～2022年葉家灘處“S”形彎道曲率增大。皖河入江口至入江口上游2 km范圍的河段在2007～2013年河道展寬，曲率增大，右岸不斷左移，最大偏移幅度達75 m，2013年后皖河口趨于穩定。

3.3" 深槽沿程變化

根據2022年汛前對皖河下游入江段的地質勘探成果，繪制了皖河獅子山至入江口段最深點沿程高程變化（圖10），可見皖河八里湖河段最深點高程變化不大，河道平均比降約0.072‰。由于石門湖航道疏浚工程的開展，石門湖航道至入江口河段最深點高程下降較快，從2.8 m下降至0 m，在入江口陡降至-5.5 m 匯入長江，該段河道平均比降約0.963‰，約為八里湖河段的13.5倍。

3.4" 灘地沖淤變化

查閱2008年和2022年皖河八里湖至入江口段實測地形資料可知，期間灘地整體發生了較大幅度的淤積，平均淤積厚度約1～2 m，局部淤積厚度可達3～4 m（圖11）。根據體積差值法估算，2008～2022年皖河八里湖至入江口河段灘地的淤積量約為0.58億m3。

圖12繪制了皖河下游入江段典型斷面的沖淤變化情況（斷面位置見圖11）。斷面1深槽發生沖刷，最深點沖刷深約2 m，左岸受圩堤的控制作用變化不大，右岸灘地有沖有淤，幅度為沖深1.2 m至淤高1.5 m。斷面2最深點的平面位置和高程基本沒有變化，深槽整體向右岸偏移約40 m，左岸灘地淤高約1.3 m，右岸灘地沖刷約0.8 m。斷面3最深點的平面位置和高程基本沒有變化，河床邊坡放緩。受石門湖航道疏浚工程的影響。斷面4深槽明顯下切，最深點下切幅度約3 m，河床左右岸邊坡變化不大，以小幅度淤積為主。

4" 數學模型計算

4.1" 模型建立

為了研究皖河下游入江段季節性河湖形態轉換，分析洪災、旱災形勢下皖河下游入江段水流特性，建立了二維水動力數學模型。模型范圍涵蓋長江干流安慶河段（吉陽磯至錢江咀）以及皖河下游入江段，其中長江干流安慶段全長約57 km，皖河下游入江段全長約18.5 km。模型采用非結構化三角網格（圖13），計算地形采用長江干流2021年3月地形及皖河下游入江段2022年8月地形。

4.2" 計算工況

為研究皖河下游入江段的行洪、通航、入匯情況以及極端洪旱災害下水流狀態，模型選取研究河段多年平均流量、2020年極端洪水及2022年旱災特枯流量共3組工況進行水流計算與分析（表2）。

4.3" 計算成果分析

在多年平均流量下，皖河下游入江段水流歸槽，呈“一線”狀態（圖14），水面高程約8.2 m，水深2～8 m，石門湖水面高程約8.0 m，水深1～5 m，石門湖湖區與皖河間因隔埂而分開，僅靠主槽寬約40 m的石門湖航道相聯通。石門湖航道以上河段水流流速為0.1～0.5 m/s，流速相對較大，而石門湖航道以下河段流速較小，普遍小于0.1 m/s。石門湖航道處流速可達0.5 m/s，這是由皖河下游入江段來流受長江水倒灌，快速涌入石門湖航道導致的。在皖河入江口處，皖河來流呈近90°入匯長江，但因為流量較小（120 m3/s），在皖河入江口處形成面積不足0.04 km2的小回流。

在2020年極端洪水情景下，皖河下游入江段及石門湖水面高程達16.7 m（圖15），許家小圩圩埂被淹沒，長江、皖河、石門湖水面連成一片，江河湖不分。皖河下游入江段主槽內水深普遍在11～16 m之間，主槽外的水深則在7～10 m范圍內。皖河下游入江段水流流速普遍在0.2～0.8 m/s范圍內。石門湖區流速偏小，石門湖航道下段水流流速約為0.3～0.4 m/s，石門湖湖心流速則不足0.1 m/s。在皖河入江口處形成了多處較大回流，回流總面積約為1.3 km2，中心流速不足0.2 m/s。

在2022年極端干旱情景下，皖河下游入江段流量不足20 m3/s，除了進口及入江口附近外，皖河下游入江段基本呈斷流狀態，僅局部坑洼處尚存水體（圖16）。進口段及入江口段水深約0.2～2.0 m，局部坑洼處最大可接近3 m，前者是因為皖河上游流域來水量決定，后者則為長江水倒灌導致。皖河下游入江段石門湖航道處流速接近于0 m/s，而皖河入江口處因長江水倒灌，水流流速約為0.2 m/s。

5" 治理需求及對策探討

5.1" 治理需求

（1） 皖河下游入江段河道泥沙淤積，泄洪不暢。

皖河大觀區河段河寬較窄，地形平坦，河床落差小，水流平緩，彎道多。且根據河道演變分析結果，2008～2022年皖河八里湖至入江口段大面積灘地出現淤積，平均淤積厚度為1～2 m，局部厚度可達3～4 m，河段灘地總淤積量約0.58億m3。汛期遇較大洪水時，河道易出現短時間內水位暴漲的情況，防洪排澇能力偏弱。皖河口右岸受廣成圩堤限制，左岸受安慶市西郊阻水建筑物限制，長江高水位時在皖河口會產生大的回流。根據數學模型計算結果，在2020年極端洪水情景下，皖河口處高水漫灘，受長江頂托作用以及左右岸密集的束水建筑物約束，皖河口處產生面積約1.3 km2的回流區域，回流中心處流速不足0.2 m/s，洪水宣泄不暢，這是皖河段形成洪澇災害的重要因素。

（2） 石門湖航道枯水期水深不足，航運受限。

石門湖航道作為長江一級支流航道，受上游徑流來沙和長江水位頂托的雙重影響，容易形成淤積。石門湖湖區段中高水位為湖，低水位為河，受上游來沙影響，加之長江頂托導致流速降緩，處于淤積狀態，尤其枯水期水深不足，在2022年特枯水年洪水期水深僅為0.2～2.0 m，嚴重影響通航效率。

（3） 近期發生流域極端干旱事件，水資源短缺。

2022年長江流域出現極為罕見的“汛期反枯”的現象，安慶水位站2022年汛期（6～10月）平均水位較歷史汛期平均水位低2.77 m，9月平均水位較同期歷史平均水位低5.60 m。長江水位偏低加劇了皖河的旱情，皖河上游部分支流出現斷流的情況。石牌站9月25日出現1954年有資料記錄以來的最低水位9.83 m。受長江水位持續走低影響，皖河上游來流被長江大量“帶走”，使得皖河入江段部分干支流出現間歇性斷流，沿線工農業用水嚴重短缺，季節性水資源短缺問題突出。

5.2" 治理對策

針對皖河下游入江段在防汛抗旱、航運發展、水資源利用等方面的問題，提出以下治理對策：

（1） 實施綜合治理工程保障防洪安全。

針對防洪方面存在的問題，皖河下游入江段防洪宜采取“蓄、堤、疏”等綜合治理工程措施：① “蓄”，充分發揮現有大、中型水庫的攔、滯洪作用，如有合適的建庫條件則考慮新建具有一定防洪控制作用的綜合利用水庫，有效地攔蓄洪水、削減洪峰；② “堤”，提高廣成圩防洪標準，減輕汛期防汛任務，需對同馬大堤及廣成圩部分堤段進行除險加固，解決堤防的防洪安全問題；③ “疏”，對皖河下游入江段嚴重束水河段進行疏浚，并對局部彎道歸順流路，恢復和提高河道的泄洪能力。

（2） 建設水利樞紐提高航運及水旱災害防御能力。

針對皖河水資源時空分布不均及已建工程調控能力不足，導致局部地區和部分時段缺水，以及針對皖河入江段河床逐漸淤高、影響通航效率等問題，皖河口可考慮建設由節制閘和抽水站組成的控制性水利樞紐。枯水期可關閉節制閘防止上游來水被長江“帶走”，抬高皖河入江段水位，并通過抽水站從長江抽水補充水資源缺口；汛期開閘放水，將皖河洪水及流域內澇排向長江。通過科學合理調控洪枯水期與長江的關系，可大大改善皖河下游通航條件，提升流域水旱災害防御能力。

6" 結 論

為了研究長江支流的河道治理與水旱災害防御需求，以皖河下游入江段為例，研究該河段河道演變特征，研判其河道治理需求，并提出相應的治理對策，主要得到了以下結論：

（1） 皖河下游的水位主要受上游來流與長江干流頂托的雙重影響：當安慶站水位達10.40 m以上時，長江干流會對皖河下游產生較強的頂托作用，即長江干流水位是影響皖河下游水位的主導因素；當安慶站水位低于10.40 m時，長江干流對皖河入江段水位的影響較小，上游來流量成為影響皖河下游水位的主要因素。

（2） 近期河段整體平面形態和深泓走向穩定，僅部分河段發生局部變化，且近5 a無明顯變化；1981～2006年皖河入江口平面位置持續朝西南方向移動，2006～2022年入江口平面位置變化不大，受三峽水庫修建后長江干流不斷沖刷以及航道疏浚的影響，皖河入江口河床大幅下切。

（3） 2008～2022年皖河八里湖至入江口段枯水河槽出現小幅沖刷，大面積灘地出現淤積，平均淤積厚度為1～2 m，局部厚度可達3～4 m，河段灘地總淤積量約0.58億m3。

（4） 受長江頂托作用以及左右岸密集的束水建筑物約束，皖河入江口存在低流速回流區域，導致回流區泥沙易落淤以及洪水宣泄不暢。

（5） 針對皖河下游入江段防汛抗旱、航運發展、水資源利用等方面的問題，建議采取新建控制性水利樞紐、提高堤防等級、開展航道疏浚工程等措施提升流域航運及水旱災害防御能力。

參考文獻：

［1］" 朱紅，朱曉紅.亞洲幾國水電發展近況［J］.水利水電快報，2014，35（9）：16-18.

［2］" 馮子道.長江三峽工程的重要史料［J］.湖泊科學，1990，2（2）：80-85.

［3］" 胡春燕，路彩霞，侯衛國.長江中下游干流河道治理回顧與展望［J］.人民長江，2022，53（2）：7-11，20.

［4］" 徐照明.2023年長江流域水旱災害防御工作［J］.中國防汛抗旱，2023，33（12）：12-14，69.

［5］" 王平，酈建強，何君，等.現代水網規劃編制的戰略思考［J］.水利規劃與設計，2021（9）：3-6，43.

［6］" JIN H，ZHONG R，CHEN Y X.Nonstationary analysis of water and sediment in the Jinsha River Basin based on GAMLSS model［J］.Stochastic Environmental Research and Risk Assessment，2023，37（12）：4765-4781.

［7］" ZHANG Y，HUANG C C，PANG J，et al.Holocene paleofloods related to climatic events in the upper reaches of the Hanjiang River valley，middle Yangtze River Basin，China［J］.Geomorphology，2013，195：1-12.

［8］" 馮克棟.贛江尾閭多級分汊河道演變與模擬研究［D］.武漢：長江科學院，2019.

［9］" 施玉玲.清代皖河流域洪澇災害研究［D］.淮北：淮北師范大學，2022.

［10］倪峰.皖河流域防洪問題及對策研究［J］.江淮水利科技，2017（4）：5-6.

［11］何茜.同馬大堤皖河段砂基堤防防洪隱患與治理探析［J］.中國防汛抗旱，2022，32（增1）：51-54.

［12］汪恭才.安徽省皖河干流出口段綜合治理探討［J］.科技資訊，2009（10）：223.

［13］曹應華.皖河干流流域防洪治理幾點思考與建議［J］.湖南水利水電，2013（2）：3-5.

［14］焦顯松，吳寰.皖河流域主要水文要素統計分析［J］.江淮水利科技，2012（4）：34-36，46.

［15］屈慧慧，裴亮，桑學鋒，等.基于MNDWI特征空間的水體追蹤識別方法研究［J］.測繪工程，2021，30（2）：32-35，44.

［16］郝宇珊，萬魯河.基于Landsat8 OLI影像的哈爾濱市轄區水體信息提取方法對比分析［J］.哈爾濱師范大學學報（自然科學版），2019，35（1）：87-92.

（編輯：胡旭東）

Study on hydrological and river regime characteristics of downstream Wanhe River

entering Changjiang River section and control countermeasures

CHEN Yiming1，2，HU Chengwei1，2，HE Zican1，2，LUAN Hualong1，2，QIAN Zhaoxia3，LIN Musong1，2

（1.River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；

2.Key Laboratory of River and Lake Regulation and Flood Control in the middle and lower Reaches of the Changjiang River of Ministry of Water Resources，Wuhan 430010，China；

3.Anqing Water Resources Planning Management Office，Anqing 246003，China）

Abstract：

The Wanhe River is the largest tributary to Changjiang River Anhui Province section.Its estuary section is affected by both the upstream inflow and the backwater of the Changjiang River，so the river regime is complex and changeable.In view of the special hydrological situation of the section，the water level-flow relationship between the Wanhe River and the Changjiang River was systematically studied，and the recent flood and drought disaster scenarios were analyzed.The evolution characteristics of this section were systematically analyzed from the aspects of river plane shape，erosion and deposition variation of beaches and channels，vertical and horizontal variation of the confluence waters.By establishing a two-dimensional hydrodynamic mathematical model，the flow characteristics of this section under flood and drought conditions were also studied.The results show that when the water level of Anqing Station is above 10.40 m，the water level of the Yangtze River is the dominant factor affecting the water level of the Wanhe River estuary section.While the water level of Anqing Station is lower than 10.40 m，the upstream inflow becomes the major affecting factor.Since 2008，the channel from Balihu to the estuary of the Wanhe River has been slightly scoured，and a large area of beach has been silted up，with average siltation thickness of 1～2 m and up to 3～4 m in local areas，and the total siltation of the beach is about 58 million m3.During the low flow periods，the water from the Wanhe River tributary into the Changjiang River estuary is poured backward.While during the flood periods，constrained by the backwater effect of the Changjiang River and the dense buildings on the left and right banks，there is a low-velocity recirculation zone in the estuary，which leads to sediment deposition in the recirculation zone and poor flood discharge ability.On this basis，the regulation needs of flood control and drought resistance，shipping development and water resources utilization in this river section are studied and argued.The regulation countermeasures such as building new water conservancy projects，improving dike grade and carrying out channel dredging are put forward to improve the shipping and flood-drought disaster prevention ability of Wanhe River Basin.

Key words：

river and lake regulation； hydrological analysis； river channel evolution； mathematical model； downstream Wanhe River； Changjiang River tributary