长江上游广阳坝水道河床演变分析

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　　摘 要：根据多年的测图资料，对比分析广阳坝河段的冲淤变化、深泓线变化、等水深线变化和滩险演变，得出山峡水库蓄水后对广阳坝河段河床演变的影响。结果表明，三峡成库后，该河段细颗粒泥沙累积性淤积趋势不明显，航槽中基本无累积性淤积。基于航道通航条件研究与滩险演变的研究成果，提出了相应的整治措施，为广阳坝河道今后的整治工程提供了参考。
　　关键词：广阳坝 河床演变 航道整治
　　1.河道概况
　　广阳坝水道位于长江上游朝天门至涪陵河段，航道里程642-635km。该段河道为一弯曲、分汊、放宽河段，河段内浅滩、礁石密布、相互制约，航道条件十分复杂。整体呈东南→东北走向，位于变动回水区中段，河道条件较为复杂，宽谷窄深河段分布其间，顺直和弯曲河段交替出现，河段上接铜锣峡峡谷河段，有蜘蛛碛、长叶碛等碛坝，也有广阳坝等江心洲。三峡水库蓄水后，该河段主要表现为浅滩和礁石碍航，蓄水后曾对水葬等礁石实施了炸礁工程，改善了工程河段的航道条件，但目前仍存在重点浅滩河段碍航问题，碍航时段主要集中在水库消落期，此时航道维护困难，容易出现海损事故，通航条件较差。
　　通过航道核查，按拟建设的航道标准（4.5m×150m×1000m），该河段内存在多处碍航滩险需要进行整治。由于广阳坝水道处于铜锣峡下游，峡谷、放宽、分汊、弯曲等多种形态组合，使得河道平面形态十分复杂;而三峡变动回水条件，使得该河段的水沙运动规律相比天然情况发生较大变化，滩险演变与碍航特性不易把握，整治难度较大。
　　2.河道总体冲淤变化
　　对比2007年1月和2017年7月的地形测图资料可见，该河段整体表现为冲刷，局部有冲有淤，部分区域冲刷变化明显。主要淤积区域位于河道右侧和中间局部位置，里程636.1-636.9km处主航槽右侧有明显淤积，最大淤积厚度达约5m;主要冲刷区位于腰子碛、飞蛾碛、大坝子、长叶碛等附近，里程634.1-634.7km处河道左岸和里程636.9-637.5km处主航槽右岸有明显冲刷，最大冲深超过10m，与人工采砂活动有关。
　　剔除人工采砂影响外，广阳坝河段整体保持稳定，自然情况下的河床冲淤演变幅度较小，局部有冲有淤，航槽冲淤变化一般在2m以下;深泓线平面位置变化不明显，其纵剖面高程上下摆动幅度不大。
　　2012年之后河道采砂现象十分明显，且因采砂量大，造成局部河床滩面破坏，形成大尺度的采砂坑，深度可达20米;而局部堆砂又在河岸与河滩上形成大尺度的堆积体，总体上改变河床地貌形态。
　　3.深泓线年际变化分析
　　根据该滩深泓平面位置年际变化可见，其深泓平面位置稳定，多年来平面摆动不大，多年来走向基本吻合，从上段铜锣峡出口沿河心向下，至野土地处，受左岸芦席碛所阻，深泓线略偏向左岸，至庙角处，受下段左岸飞蛾碛调流，深泓逐渐过渡到右岸，然后由上段靠右的水葬逐步向左岸南沱子过渡，受右岸长叶碛碛翅阻击，从南沱子到鹞子岩（630km）长2km河段的深泓线一直靠左，在弯道顶端鱼嘴处深泓略向左摆动，平均每年摆动10m左右，下段深泓沿河心经过重庆鱼嘴长江大桥。
　　此外，各条深泓线相互交织，摆动方向左右不定，应与来水来沙条件有关。除局部河段外，深泓线总体基本无大的摆动，最大摆动幅度约150m左右。深泓摆动幅度超过100m的部位有大猪牙（里程639.8km）、猪儿石（里程639.2km）、门闩子处深槽（里程633km），这些地方深泓摆动大可能与近年来附近碛坝采砂严重、破坏原有水流条件使得河床形态变化有关。
　　4.等水深线年际变化分析
　　年际间广阳坝水道部分碛坝0m水深线发生较大变化。变化较大的地方主要有：飞蛾碛急剧萎缩、几近消失，碛翅处的0m水深线在2006年5月至2017年11月期间由的紧邻航道侧后退约300m至左岸，碛面面積急剧减小;腰膛碛处的0m水深线向右岸移动约130m，碛面面积减小;蜘蛛碛和芦席碛处0m线也向岸边移动一定距离;大坝子边滩平均向左岸移动约100m;长叶碛0m线向右岸移动约100m。这些变化与近年来人工采砂活动有关，造成河床滩面出现不同程度的破坏。
　　3.5m与4.5m水深线变化趋势相同，局部变化较大，变化较大的地方有蜘蛛碛、芦苇碛、腰膛碛、飞蛾碛（图4-12）、大坝子和长叶碛，这几处的等水深线向碛坝所在河岸方向移动，等水深线宽度变大。应乃采砂导致这几处碛坝河床下切所致。
　　5.整治方案试验研究
　　5.1 整治思路
　　采用航槽偏左的思路，加大半截梁至蜘蛛碛的开挖区范围及开挖深度，一方面拓宽半截梁至蜘蛛碛的可通航水域范围，航槽偏向左岸适宜通航区域;另一方面扩宽枯水河槽有效过水面积，降低上下游的水位落差，从而降低礁石子河段的比降、流速，同时扩大左岸缓流区的宽度，增加可通航区域。
　　5.2 方案布置
　　5.2.1 航槽布置
　　顺应河势，飞蛾碛处的规划航槽偏左、微弯。枯水期主流循河心向下流，受饿狗堆阻挡，偏左侧直冲野骡子扫弯而下，在野土地以下左岸各水位期流急扫弯，经左岸飞蛾碛遇阻，折向右岸虎扒子经麻二梁偏右岸而下。设计规划航槽宽度为150m，最小弯曲半径1000m。
　　5.2.2 总平面布置
　　对规划航槽内的不满足设计水深要求的浅区部位进行开挖，开挖上段左岸半截梁——蜘蛛碛碛翅——礁石子，增大左岸开挖范围;减小右岸野土地、腰膛碛和芦席碛碛翅。由于福平背以下至麻二梁一带存在范围较大且旋转性较强的立轴漩涡，因此增大飞蛾碛开挖范围，拟将飞蛾碛江心孤立的碛坝全部开挖至设计水位以下6m，通过疏浚飞蛾碛碛翅，船舶航线适当向左偏移，可有效扩大现行船舶适航区域。开挖基线与规划航槽边线间距按照20m控制。
　　5.3 方案后通航条件分析
　　方案实施后，广阳坝河段的航道尺度得到明显的改善，规划航槽内基本上消除了斜流泡漩等不良流态，在中枯水期通航条件良好。在广阳坝进口段，满足4.5m水深的河宽在242-376m之间，较方案前增加43-140m;在飞蛾碛段，满足4.5m水深的河宽在246-613m之间，较方案前增加16-226m;礁石子至野土地河段消落期6m水位以下时规划航槽航槽内流态平顺，航槽右侧表面流速普遍在3.0m/s以上，但比降减缓，且左侧区域开挖后可通航缓流区大幅增加。
　　总体来看，方案实施后，航槽流速总体更趋均匀，流态更加平顺，全河段通航条件总体得到改善，全河段弯曲半径增加至1000m以上，通航水力指标满足5000吨级船舶自航上滩的要求，满足4.5m航道的建设要求。
　　6.结语
　　长江上游朝天门至涪陵河段正开展4.5m水深航道整治工程前期研究工作，广阳坝河段系典型的山区河流，大小礁石随处可见，地形和水流条件十分复杂，应重点研究该滩段的河床演变与水流特性。通过疏浚、炸礁等航道整治工程措施来改善水流条件、拓宽航槽、以满足Ⅰ级航道的要求，为广阳坝河道今后的整治提供了参考。
　　参考文献：
　　[1]毕方全，李晶，长江上游泸渝段航道整治研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2008 （03）：136-138.
　　[2]曾涛，张文，张晓琴.长江上游急流滩整治思路分析[J].水运工程，2014（01）：128-133.
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