长江武汉河段近期河床演变特性探讨

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1、长江武汉河段近期河床演变特性探讨岳红艳朱勇辉卢金友姚仕明长江科学院河流研究所摘要：在统计分析三峡水库蓄水运用前后汉口和仙桃水文站近期水沙变化特性的基础上，初步探讨了长江中游武汉河段近期河道演变特性。研究成果表明，三峡水库蓄水后汉口站多年平均流量和径流量略有降低，蓄水后汉口站输沙量出现大幅度减小。1968年丹江口水库蓄水运用后，仙桃站水位年最大变幅明显减小，下泄沙量明显减少，含沙量减小;三峡水库建成后，近儿年汉口站含沙量减小明显,201T016年武汉河段河床冲刷明显。武汉河段内多年来除局部滩槽冲刷变幅较大外，滩槽平面位置和形态总体而言相对较为稳定，预计武汉河段整体河势不会发生重大变化。从工

2、程安全和防洪方面考虑，建议对武汉河段特别是工程密集局部区域，进行水下地形监测和跟踪分析研究工作。该成果可为武汉河段未来治理方案的研究提供一定的技术支撑。关键词：河床演变;水沙变化;河势变化;三峡水库;武汉河段;作者简介：岳红艳，女，长江科学院河流研究所，高级工程师.收稿日期:2017-09-15基金：国家自然科学基金重点项目(51339001);国家自然科学基金面上项目(51479008)Received：2017-09-151研究背景武汉市是我国中部地区的中心城市和全国重要的综合交通枢纽，是防洪的重点城市之一。武汉河段沿江岸线的开发利用与跨江设施(包括桥梁、隧道、管道等)的建设在城市的

3、经济、社会发展中发挥着重要作用。随着城市经济建设的持续蓬勃发展，今后将对河势稳定、河道治理和防洪安全等方面提出更高的要求。己有许多研究者针对武汉河段河床演变开展了大量研究工作上Z1，大多结合某一工程建设进行的局部河床演变特点或机理分析，所采用的水沙和地形资料以2009年前为主，缺少近期资料分析。目前，长江武汉河段己有的桥梁或越江隧道共11条，未来儿年内武汉河段在建或拟建的桥梁或隧道工程还有10条，再加上三峡水库蓄水运用后水库下泄水沙情况和过程发牛了显箸变化，水沙条件的改变或人类活动加强可能对长江武汉河段的滩槽演变、河势稳定、防洪安全和航道条件产生一定影响。因此，首先需要根据三峡水库蓄水运

4、用前后水沙和地形资料对武汉河段河床演变特性进行对比研究，然后再从维护健康长江、促进人水和谐的治江新理念出发，研究武汉河段综合整治方案。武汉河段上起武汉市江夏区纱帽山，下至新洲区阳逻镇，全长约70.3km（见图1）。其中，白沙洲长江大桥以上左岸有通顺河入汇，长江大桥以下左岸有汉江、朱家河及新河入汇，长江大桥附近有武昌深槽，江屮依次分布有铁板洲、白沙洲、潜洲及天兴洲，左岸主要有荒五里边滩、汉阳边滩与汉口边滩等分布。该河段共受5对节点控制，分别为纱帽山和赤矶山，金口的大军山和龙船矶，沌口的小军山和杨泗矶，蛤蟆矶和石咀，龟山和蛇山以及十里长山和青山，其中龟、蛇山处江面宽最窄，仅1100叽蛤蟆矶和

5、石咀，龟山和蛇山两对节点将该河段分为上、屮、下3段，其屮上段金口河段纱帽山至沌口长约20.0km,为铁板洲顺直分汉河段，左汉为主汉，右汉为支汉；中段沌口至龟山为口沙洲顺直分汉河段，长约15.0km,江中有白沙洲和潜洲，左汉为主汉，右汉为支汉;下段龟山至阳逻为天兴洲微弯分汉河段，长约35.3km,天兴洲分汉河道为南北两汉，其中，南汶为主汶，北汶为支汶。小军山龙船矶在建沌口长江大桥图1武汉河段河势下载原图本文主要对三峡水库蓄水前后汉口站水文资料进行了统计计算，初步分析探讨了三峡水库蓄水运用前后汉口水文站水沙变化特性、滩槽演变特性、河床冲淤变化及河道演变趋势。2武汉河段水沙特性分析2.1汉口站

6、水沙特性三峡水库蓄水前（即建库前和蓄水前1952~2002年），汉口站多年平均水位为19.10m（冻结基面）；蓄水后（2003^2015年）,汉口站平均水位18.72m（冻结基面）。汉口水文站三峡水库蓄水前1952〜2002年的多年平均流量为22600m/s,径流量为7131亿m;三峡水库蓄水后，2003^2015年多年平均流量为21209m/s,径流量为6690亿叽三峡水库蓄水后汉口站多年平均流量和径流量略有降低。全年径流量主要集中在汛期，三峡水库蓄水前和蓄水后5~10月的径流量分别约占全年径流量的74%和69%o1950002年三峡水库蓄水前，汉口站多年平均输沙量3.97亿t,含沙量

7、0.565kg/mo汉口站来沙年内分配极不均匀，汛期5~10月输沙量占全年的87.8%;三峡水库蓄水运用后，汉口站输沙量岀现大幅度减小，2003^2015年平均输沙量为1.02亿t,较蓄水前多年均值减少74.2%,年均含沙量也减小至0.158kg/mo汛期5~10月输沙量占全年的80.6%,较蓄水前略有减小。2.2支流汉江来水来沙特性本次分析选择距离汉江河口157km的仙桃水文站代表汉江水沙特性。丹江口水库建库前，汉江中下游水位暴涨