長江下游江心洲—烏江長河段河床演變宏觀分析研究

2024年3月22日發(fā)(作者：晚安吉他譜)

長江下游江心洲—烏江長河段河床演變宏觀分析研究

陸英;平克軍;劉萬利

【摘 要】以現(xiàn)場調(diào)研和多年實測資料為基礎,采用理論分析的方法,對長江下游典型

長河段江心洲—烏江河段水流和泥沙特征、河床演變宏觀規(guī)律進行了分析,并對影

響洲灘演變的主要因素進行總結、歸納.分析結果表明:長江下游江心洲—烏江長河

段的河床演變是江心洲河段主流擺動的聯(lián)動效應,各水道河床演變相互關聯(lián),相互影

響,而該河段進口主流的擺動是引起河段內(nèi)幾個水道河床演變主要原因之

一.%Bad on site investigation and annual survey data,the theoretical

analysis methods were ud to analyze the characteristic of water flow and

diment,the macro law of riverbed evolution of the reach from

Jiangxinzhou to Wujiang in the Yangtze River downstream. And the major

factors influencing on the sandbar and beach evolution were summarized.

The analysis results demonstrate that the riverbed evolution of the reach

from Jiangxinzhou to Wujiang is caud by the linkage effects of main

current swings in Jiangxinzhou Reach. The riverbed evolution of waterways

are interrelated and influenced each other,and the main current swings in

the inlet reach is one of the main reason for causing the riverbed evolution

of each waterway in the reach from Jiangxinzhou to Wujiang.

【期刊名稱】《水道港口》

【年(卷),期】2012(033)004

【總頁數(shù)】6頁(P315-320)

【關鍵詞】長河段;復合型汊道;河床演變;宏觀分析;長江下游

【作 者】陸英;平克軍;劉萬利

【作者單位】長江航道局,武漢430010;交通運輸部天津水運工程科學研究所工程

泥沙交通行業(yè)重點實驗室,天津300456;交通運輸部天津水運工程科學研究所工程

泥沙交通行業(yè)重點實驗室,天津300456;清華大學水利水電工程系水沙科學與水利

水電工程國家重點實驗室,北京100084

【正文語種】中 文

【中圖分類】TV85;TV147

由于長江中下游河段航道治理問題的復雜性，多年來長江航道整治技術雖有長足發(fā)

展，但對微觀技術的研究大大超過了宏觀技術的研究。互動和聯(lián)動是長江中下游河

床變化的基本屬性，因此采用聯(lián)系的方法對長河段進行研究是長江這條沖積性大河

對航道整治技術的基本訴求［1-3］。本文以長江下游江心洲—烏江長河段為例，

對典型長河段河床演變宏觀規(guī)律進行分析，為長河段系統(tǒng)治理思路的形成及整治方

案的確立提供依據(jù)。

江心洲—烏江河段（以下簡稱江—烏河段）位于長江下游安徽省馬鞍山市、巢湖

市和江蘇省南京市境內(nèi)，處于長江下游蕪湖—南京航段（以下簡稱蕪寧段），下

距南京市20 km，上距蕪湖市7 km（圖1）。河段上起東西梁山，下至下三山，

全長約56 km，是蕪寧段唯一航行條件比較差的河段［4］。

江—烏河段由江心洲、馬鞍山、烏江、凡家磯4個水道組成，河段平面形態(tài)兩頭

窄、中間寬，呈藕節(jié)狀，江中自上而下有彭興洲、江心洲、何家洲、小黃洲、新生

洲、新濟洲等，是典型的復合分汊型河段。由于江中洲、灘較多，水流分汊，主流

不穩(wěn)，歷史上航槽經(jīng)常發(fā)生較大的擺動。在航槽擺動過程中，部分航段的水深僅5

m左右，達不到要求的航道維護尺度，雖經(jīng)調(diào)標后能維持正常航行，但航道條件

較差。特別是小黃洲洲頭過渡段航道從左至右急劇轉(zhuǎn)折，形成上下2個接近90°的

急彎，加之河寬狹窄，又處于多汊匯流區(qū)，流態(tài)紊亂，航行條件差。

長江下游受潮汐的影響，在小潮汛時潮區(qū)界可到蕪湖（距吳淞口443.5 km），大

潮汛時可到大通（距吳淞口553.9 km），當大潮遭遇較小徑流時甚至波及到更上

游的安慶（距吳淞口639.4 km）。可見，江—烏河段正處于長江下游的感潮區(qū)內(nèi)，

但由于不在潮流界內(nèi)，因此影響該河段的主要動力仍是長江的徑流。

2.1 來水來沙

長江下游最下一個水文站大通站在本河段上游186 km，大通站以下至本河段較大

的入江支流有安徽的青弋江、水陽江、裕溪河，但入?yún)R流量較小，故大通站的實測

資料可基本代表本河段的水沙特征。根據(jù)大通水文站1950年～2010年流量資料

和1951年～2010年（缺1952年）泥沙資料統(tǒng)計分析，其特征值如下（表1）。

大通站年內(nèi)最小流量一般出現(xiàn)在1、2月份，最大流量一般出現(xiàn)在7月份，根據(jù)

1950年～2010年資料統(tǒng)計，汛期（5～10月）平均流量40 400 m3/s，枯水期

（11～翌年4月）平均流量16 700 m3/s，二者的比值為2.4。而多年洪枯流量

比最大可達20，流量相差懸殊。

大通站汛期（5～10月）輸沙量為3.62×108t，枯水期（12月～翌年3月）輸沙

量僅為0.53×108t，年內(nèi)輸沙極不平衡。從年內(nèi)來水來沙分布情況看，汛期（5～

10月）平均流量40 400 m3/s，平均輸沙率22 917 kg/s，汛期水量和輸沙量分

別占全年總水量與輸沙總量的70.7%和87.3%，表明汛期水量、沙量都比較集中，

且沙量較水量更為集中。含沙量在年內(nèi)的變化也是汛期大枯期小，汛期一般在

0.4～0.7 kg/m3，枯水期一般在0.10～0.30 kg/m3。

2.2 潮汐

長江下游的潮汐影響在小潮汛時可到蕪湖，大潮汛時可到大通，有時還可波及到安

慶。由于本河段距河口較遠，處于長江下游感潮河段上段，全年均受潮汐的影響，

汛期影響小，枯水期影響大，但本河段主要還是受徑流控制。

長江的潮汐，一天之內(nèi)有2次高潮和2次低潮，相鄰2次低潮的高度大致相等，

但相鄰2次高潮的高度相差較大。受徑流和河床形態(tài)的影響，潮位漲落及其變化

有一定規(guī)律，一般情況是自上而下遞減，潮差變化則相反，自上而下遞增。各地漲

落潮歷時變化不顯著，漲潮歷時向下游遞減，落潮歷時則相反，落潮歷時遠大于漲

潮歷時。

2.3 河床組成

據(jù)有關實測資料，本河段河床質(zhì)的中值粒徑在0.22 mm以下，屬中細沙。江心洲

河段高水期左右汊河床質(zhì)組成變化不大，而低水期右汊（支汊）河床質(zhì)粒徑較左汊

稍細，且比高水時更細，這表明洪水期末懸移質(zhì)在右汊有一定程度的落淤，而枯水

期因支汊分流量較小，動力較弱，這種淤積物不能被沖刷下移，一般要到第二年的

漲水期才能沖走（否則將產(chǎn)生累積性淤積）。小黃洲左右汊河床質(zhì)洪枯水變化規(guī)律

是一致的，即枯水期的河床質(zhì)粒徑要略粗于洪水期，表明小黃洲左右汊河床均具有

相同的“洪淤枯沖”特性。

三峽工程于2003年6月開始蓄水，目前三峽水庫已按175 m蓄水位運用，從實

測資料來看，本河段懸移質(zhì)明顯細化，同時含沙量明顯減少。

3.1 歷史演變特征

自有歷史記錄以來，江—烏河段因有東、西梁山一對節(jié)點和慈姆山、騷狗山及下

三山3個單向節(jié)點而形成藕節(jié)狀河道。主流流經(jīng)東、西梁山至慈姆山節(jié)點之間的

格局變化不大，而新生洲新濟洲河段主流擺動不定。在這些節(jié)點之間，江水泛濫，

河槽與江岸經(jīng)歷了反復沖淤的變化過程。綜觀江—烏河段的歷史演變過程，具有

以下3個基本特征［4-7］：

（1）河槽東移，大部分洲灘合并，部分并岸后又被沖刷，自上而下形成江心洲、

小黃洲、聚潮洲（現(xiàn)為新生洲新濟洲）多次分汊格局。至20世紀60年代初，本

河段基本形成現(xiàn)有的河道平面形態(tài)。

（2）江—烏河段平面基本呈束窄趨勢，只有烏江河段尾部江面展寬。江岸經(jīng)歷了

反復沖淤的變化過程，但節(jié)點控制作用較強。

（3）受上游河勢變化影響，江心洲河段汊道左興右衰；新生洲新濟洲河段左汊仍

為主汊，但右汊有所發(fā)展，為20世紀80年代中期以后逐步發(fā)展為主汊奠定了基

礎。

3.2 近期演變特點

因江—烏長河段較長，為敘述方便將該河段按水道分為江心洲河段、小黃洲河段、

新生洲新濟洲3個河段，各段近期的演變過程如下：

3.2.1 江心洲河段

自20世紀60年代以來，江心洲河段的近期演變過程歸納起來可分為以下5個階

段。

（1）1960年～1969年：江心洲汊道主流擺動不大，灘槽相對穩(wěn)定。

（2）1970年～1982年：江心洲左汊出現(xiàn)順直河段的典型演變特征：開始形成犬

牙交錯形邊灘，并有平行下移的演變趨勢。江心洲左汊進口主流開始右移，頂沖江

心洲左緣中部后向太陽河折轉(zhuǎn)過渡（本文稱上過渡段），在新河口一帶右擺通過下

過渡段左側流向小黃洲右汊。隨著進口主流的進一步右移，對江心洲左緣的頂沖點

逐漸上移，上過渡段也自太陽河附近上提至姥下河附近。主流擺動坐彎也使江心洲

左汊進口段右槽發(fā)展，江心洲左緣中上部邊灘沖刷并繼續(xù)崩退，而左岸牛屯河邊灘

開始淤積發(fā)育。

（3）1983年～1993年：經(jīng)歷1983年大洪水后，江心洲左汊牛屯河邊灘灘尾淤

積下延，而灘右邊緣沖刷后退；深槽沖刷。與此同時，彭興洲頭至何家洲尾全線發(fā)

生沖刷后退。至1986年，彭興洲頭與何家洲的左外緣沖退達300 m。此后，隨

著左汊進口深泓的進一步右擺，彭興洲頭繼續(xù)沖退，左岸牛屯河邊灘開始淤展下延。

上、下過渡段之間河道中心灘（潛洲）生長并逐年淤長下移，何家洲邊灘淤積抬高。

受心灘和邊灘的擠壓作用，下過渡段主流頂沖小黃洲頭之勢有所加強，小黃洲左汊

開始沖刷發(fā)展。

（4）1993年～1999年：1993年大水后，江心洲左汊牛屯河邊灘繼續(xù)大幅度淤

長并逐年下延，而上過渡段10 m等深線沖開。此后又經(jīng)歷1995、1996兩次大

水和1998年大洪水、1999年大水的塑造，牛屯河邊灘尾部已經(jīng)下延至姥下河附

近，左汊深泓進一步?jīng)_深；彭興洲頭嚴重沖刷崩退200余米，江心洲頭左緣也崩

退數(shù)十米；何家洲外側的潛洲（心灘）大幅度淤長成型。何家洲邊灘被水流切割成

上下兩部分。江心洲左汊主流進口段貼近江心洲左緣，至姥下河一帶左擺沿左岸直

下。江心洲右汊進口基本穩(wěn)定，略有淤積，出口左側即江心洲尾繼續(xù)崩退。

需要特別指出的是，1998年大洪水后，江心洲右汊進口0 m線封閉，這是右汊最

不利的入流時期。

（5）2000年至2008年：河道處于相對穩(wěn)定時期。左岸牛屯河邊灘淤長下移，

太陽河以下深泓基本穩(wěn)定。心灘已經(jīng)發(fā)育得相對完整。江心洲至何家洲左緣雖有沖

退，但幅度較小，基本穩(wěn)定。右汊進口略有沖刷，入流條件有所改善。左汊進口主

流貼近江心洲左緣，至姥下河左擺頂沖太陽河一帶邊灘后右擺坐彎，由小黃洲頭過

渡段進入小黃洲右汊。

3.2.2 小黃洲河段

小黃洲河段左汊窄淺為支汊，右汊順直寬深為主汊（即馬鞍山水道）。在近期河床

演變中，受上游江心洲左汊灘槽運動的影響，小黃洲洲體變化強烈。主要表現(xiàn)為：

一方面洲頭及左、右緣的沖刷崩退，另一方面，洲尾隨著匯流段左岸大黃洲的崩退

而淤長。大黃洲護岸整治工程后，小黃洲尾的淤長速度才逐漸趨緩，近幾年仍在淤

長下延。

小黃洲河段近期演變特征如下：

（1）在近期河床演變中，小黃洲洲體變化劇烈，洲頭及左、右緣隨著江心洲左汊

主流的擺動而沖刷崩退，洲尾隨著匯流段左岸大黃洲的崩退而淤長。下游的淤長大

于上游的崩退，使得左汊汊道長度增加。

（2）小黃洲左汊1959年～1976年前后處于淤積衰退期，其過水面積和分流比

呈減少態(tài)勢。1976年～1986年，左汊進入快速發(fā)展期，分流比增大，深槽擴大、

刷深，過水面積及河長增加。1986年～1996年，左汊進入調(diào)整期，并呈緩慢淤

積態(tài)勢。1996年至今，左汊進入相對平穩(wěn)期。

（3）小黃洲右汊（馬鞍山水道）近40多a來一直保持主汊地位，水深條件較好，

維持在20 m以上。汊道變化主要發(fā)生在進口段，一是小黃洲頭及右緣的強烈崩退；

二是進口段深槽由經(jīng)江心洲尾至人工磯頭段右岸深槽轉(zhuǎn)向經(jīng)小黃洲頭過渡段，使得

原深槽逐漸淤積。

（4）小黃洲頭、大黃洲護岸整治及加固工程穩(wěn)定后，小黃洲河段的河勢也基本趨

于穩(wěn)定。

3.2.3 新生洲及新濟洲河段

自20世紀60年代以來，左汊烏江水道逐漸淤積衰退，右汊凡家磯水道逐漸沖刷

發(fā)展，至20世紀80年代中期，凡家磯水道分流比已大于烏江水道，逐漸向主汊

發(fā)展，至1995年間，主航道由烏江水道改至凡家磯水道，完成了主支汊的轉(zhuǎn)化。

新生洲及新濟洲河段的近期演變過程可歸納為以下4個階段。

（1）1960年～1976年，左汊烏江水道處于沖刷發(fā)展狀態(tài)（與小黃洲左汊處于淤

積衰退期不同）。20世紀60年代以來，盡管新生洲頭已經(jīng)開始偏離右岸向河心

發(fā)展，新濟洲尾也向左岸淤展，使得兩洲右汊過水面積增加，左汊束窄。但上游小

黃洲的右汊主流與左汊支流匯合后，仍然從烏江水道下泄，使得河床沖刷，新生洲

頭沖退，同時引起左岸岸線劇烈崩退，又導致局部河道向左展寬。

（2）1976年～1986年，左汊烏江水道逐漸進入衰退期。隨著小黃洲左汊的快速

發(fā)展，小黃洲左汊分流比的加大，使洲尾匯流點向右偏移，加之烏江水道進口束窄，

有利于右汊凡家磯水道進流。至1985年凡家磯水道分流已大于烏江水道，烏江水

道已呈衰退之勢。

（3）1986年～1995年，左汊烏江水道萎縮，右汊凡家磯水道發(fā)展期。小黃洲洲

尾繼續(xù)淤長下延，與此同時，新生洲頭向上游大幅淤長近2.0 km，其淤長方向明

顯偏向大黃洲方向，導致新生洲左汊口門大幅度束窄，分流比逐年減少，促使烏江

水道繼續(xù)淤積衰退。而新生洲右汊分流比逐年增加，也使凡家磯水道逐漸發(fā)展，并

最終于1995年發(fā)展成主通航汊道。

（4）1995至今，新生洲及新濟洲河段處于相對穩(wěn)定期。凡家磯水道成為主汊以

后，經(jīng)過短期適應調(diào)整，目前烏江、凡家磯水道進入相對穩(wěn)定時期。小黃洲尾與新

生洲頭之間逐漸淤積成一條潛沙埂，將左右汊深槽區(qū)分開；新生洲、新濟洲、子母

洲和潛洲總體相對穩(wěn)定，沖淤變化不大。近幾年，新生洲及新濟洲河段的河床變化

主要集中在新生洲頭低灘和烏江水道心灘河段。

3.3 河床演變影響因素分析

3.3.1 江心洲河段

（1）河道邊界條件的影響。江心洲左汊過于長直，導致主流與深泓擺動頻繁，主

流頂沖點不斷上提、下移。受頂沖的河岸崩退，過水斷面擴寬，而其對岸邊灘、心

灘發(fā)育。目前邊灘、心灘維持相對穩(wěn)定，形成微彎河槽態(tài)勢，航道條件較好。

（2）來水來沙條件的影響。大水大沙年邊灘、心灘淤積，深槽沖刷，河床演變較

為劇烈；小水小沙年河道形態(tài)相對穩(wěn)定。

（3）上游河勢的影響。江心洲河段上游接蕪裕河段。該河段左右兩汊在東西梁山

匯合后進入江心洲水道。蕪裕河段出口水流動力軸線的位置是下游江心洲河段的入

流條件，特別是出口東、西梁山的挑流程度對江心洲河段的河床演變產(chǎn)生決定性的

影響，這種影響包括江心洲左右汊的沖淤發(fā)展、左岸岸線的崩退和前移、彭興洲頭、

江心洲左緣崩退的變化等。

自20世紀60年代以來，由于蕪裕河段河床的演變，使得其出口主流經(jīng)歷了右岸

東梁山挑流→主流左擺→西梁山挑流的過程，也改變了江心洲河段進口主流的入流

方向，使得江心洲水道主流頂沖點上提下挫。江心洲水道左岸牛屯河、姥下河一帶

邊灘的形成和右岸江心洲左緣的沖刷后退正是入流條件的改變在本河段的響應。

（4）下游小黃洲河段的影響。小黃洲河段與上游江心洲河段之間的影響和作用是

相互的。在近期河床演變中，受江心洲左汊下段主流擺動的影響，小黃洲河段變化

強烈。主要表現(xiàn)為小黃洲洲頭及左、右緣的沖刷崩退。隨著小黃洲的崩退，江心洲

尾也大幅淤長下延，江心洲下過渡段隨之下移。小黃洲洲頭護岸工程實施并穩(wěn)定后，

由于上游江心洲洲尾的下移使得主流彎曲、江心洲下過渡段過水面積較為狹窄，從

而形成卡口，致使其上游比降減緩、水位壅高，下過渡段比降、流速加大，水流沖

刷河床。

3.3.2 小黃洲河段

如前所述，影響小黃洲河段河床演變的因素除河段的分汊河勢、河床及岸壁組成物

等外，主要因素是上游（江心洲河段）主流的擺動。由此造成小黃洲洲頭及左、右

緣沖刷崩退；引起左汊分流比的減小或增加，進而使左汊淤積衰退或沖刷發(fā)展。

3.3.3 新生洲及新濟洲河段

引起新生洲及新濟洲河段河床演變的主要原因是上游小黃洲河段汊道分流比的變化，

由此帶來烏江、凡家磯河段汊道分流比的變化，左汊（烏江水道）因分流比減小而

衰退，右汊（凡家磯水道）因分流比增加而發(fā)展，進而演變?yōu)橹髦с庖孜弧?

江—烏長河段河床演變是江心洲河段主流擺動的聯(lián)動效應。而進口主流的擺動，

是引起本河段幾個水道河床演變重要原因之一。

（1）本河段上游的西華水道出口東西梁山處水流動力軸線位置的變化是本河段河

床演變的主要原因。作為下游江心洲河段的入流條件，上游河段水流動力軸線位置

的變化會通過該節(jié)點河段傳播到下游河段，從而產(chǎn)生連鎖效應。

（2）小黃洲河段與上游江心洲河段之間的影響和作用是相互的。在近期河床演變

中，受江心洲左汊下段主流擺動的影響，小黃洲河段變化強烈。主要表現(xiàn)為小黃洲

洲頭及左、右緣的沖刷崩退。隨著小黃洲的崩退，江心洲尾也大幅淤長下延，江心

洲下過渡段隨之下移。

（3）引起新生洲及新濟洲河段河床演變的主要原因是上游小黃洲河段汊道分流比

的變化，由此帶來烏江、凡家磯河段汊道分流比的變化，左汊（烏江水道）因分流

比減小而衰退，右汊（凡家磯水道）因分流比增加而發(fā)展，進而演變?yōu)橹髦с庖孜弧?/p>

在自然條件下，分流比的較大變化都將對汊道的穩(wěn)定帶來不利影響。特別是對新生

洲及新濟洲河段來說，由于新生洲頭目前還處于變化之中，分流比較大的變化都將

使該河段的汊道河床發(fā)生較大調(diào)整，甚至使新生洲及新濟洲河段主支汊再一次發(fā)生

易位。

【相關文獻】

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