重庆黄角沱码头河床演变分析及其防洪评价

吴广怀

摘要：由于黄角沱河段位于三峡变动回水区，本文通过了三个方面来分析河床演变。首先是通过分析汛前、讯后水势对黄角沱码头河段的影响。在此基础上通过对总体变化、年际变化，年际变化里面又分为了深泓线变化、河岸及滩槽变化、典型河道断面变化这些方面来分析了演变过程，最后结合三峡成库后河床演变情况来综合分析了黄角沱码头河床演变。最终给出该河段的防洪评价。

1黄角沱码头河段水势分析

黄角沱河段位于三峡变动回水区，水流条件既有山区河流天然流态的特点，又具备库区河段的特征。汛期三峡坝前145m运行，该河段水势基本与天然情况的水势相同；汛后蓄水期三峡坝前175m运行，该河段水势受库区回水影响，水流缓慢，流态好；消落期，坝前水位155m以上影响到该河段。

汛期低水位期，主流顺河心至猪脑滩，主流稍偏左岸至长石尾移出河心，至鸡冠石以下，随河势下至杂货滩。

枯水期高水位期，主流顺河势随河心下至唐家沱。

2近期河床演变分析

⑴ 总体变化

该河段位于川江下游，两侧为低山丘陵带，岩石裸露，众多石梁石盘伸入江中，致使岸线极不规整。河床大多为岩石与卵石夹砂构成，河道属强制性河道，水流对其侵蚀作用比较缓慢，对河床的演变起着一定的制约作用，所以多年来河床相对稳定。河岸多由坚硬的基岩组成，水流对其侵蚀作用较缓，岸线多年变化不大，深泓变化不大。

本河段河床覆盖层主要是沙卵石，冲淤变化以悬移质为主。一般汛期6～9月是悬移质集中淤积的时段，主要淤积部位在弯道的凸岸边滩、碛坝下游、沱内的回流区、宽阔河段的缓流区以及分汊河段的支汊内；汛后10月开始走沙，随着水位的消落，水流归槽，淤积泥沙逐渐被冲刷。总体而言，工程河段年内冲淤相对平衡，深沱、弯道凸岸下游等局部区域有少量累积性变化。

⑵ 年际变化

为详细分析工程河段河床演变情况，本次防洪評价收集了工程河段2007年2月、2005年7月、1996年河床地形图及2009年～2010年年河道典型断面地形。统计了1996、2005、2007年河道深弘线平面及纵向变化，统计了2009年～2010年典型河道横断面地形变化。

① 深泓线变化

比较了1996年、2005年和2007年三次测图的深泓线变化。在工程上游寸滩至黑石子段，受母猪碛挤压，深泓线偏北岸而来，至鳌鱼碛，深泓线逐渐移至河心，受母猪碛及弯道影响，主流直冲猪脑滩，猪脑滩至何家嘴一段，深泓线偏北而下。比较三次的深泓线，无较大的差异，说明在该河段深泓线基本保持稳定。

② 河岸及滩槽变化

根据现场查勘和随访，工程河段两岸岸坡和边滩多年来未发生崩岸或边滩增长消失的现象，对照1996年、2005年与2007年三次测图，可以看出，此段河道多年来滩槽基本稳定，母猪碛和铜田坝局部有年内冲淤变化，无明显变化趋势。

③ 典型河道断面变化

对照2009年～2010年12月的多次测图，从各地形断面的对比来看，工程河段河道横断面地形在CY2#、CY3#、CY6#断面有3～8m的冲淤变化，其余断面变化较小，断面形态基本保持稳定。其中CY2#断面主要在唐家沱深沱内淤积，CY3#断面在左岸铜田坝边滩、CY6#断面在右岸母猪碛边滩，均位于弯道凸岸下游，有一定冲淤变化。其主要原因是：冲淤变化区域位于弯道的凸岸下游侧边滩，天然情况浅滩演变遵循的“洪淤枯冲”、深槽遵循的“洪冲枯淤”的规律，三峡成库后较以往天然时的走沙时间减少，导致浅滩“枯冲”及深槽“枯淤”延后，从而使得工程河段表现为浅滩淤积、深槽冲刷现象。

从多次工程河段地形测图对比可以看出，近期工程河段除局部深沱和凸岸边滩段有冲淤变化外，河床多年来基本保持稳定，深泓线纵横变化及河道横断面变形以及洲滩平面变化较小。

3三峡成库后河床演变情况

下面以南京水利科学研究院所作的重庆河段泥沙模型和长江科学院所作的重庆铜锣峡河段泥沙模型为依据，分析工程河段的河床演变趋势。

在天然状态正常来水来沙条件下，重庆河段每年5月至9月处于汛期淤积阶段，10月至12月处于冲刷“走沙”阶段，年内基本维持平衡。三峡水库蓄水运用后，由于坝前壅水引起回水变动区水位抬高，过水断面面积增加，流速减小，水流挟沙能力降低，泥沙普遍落淤，全河段产生累积性淤积。

回水变动区全河段泥沙淤积主要在两岸边滩、回流区、弯道凸岸，分汊河段的支汊和峡谷河段的上下深沱区等，河床演变出现两个显著特点，一是从平面来看，河道向着顺直微弯、单一方向发展；二是从断面形态来看，两岸边滩淤高扩宽，深槽虽有淤积，但无论是淤积数量还是淤积速度均小得多，使得原有的复式断面成为单一断面，而原有的单一断面滩槽高程之差加大。因此，总的河势是河道向窄深、顺直、微弯方向发展。从泥沙的淤积速度来看，泥沙淤积发展的速率建库初期增加较快，其后增长速率减缓，随着水库运行年限的增加，淤积速率越来越小。以长科院175m方案为例，水库运用20年末和30年末的泥沙淤积总量分别占80年末泥沙淤积量的42.9%和51.8%。

根据三峡库区现有研究成果的相关资料分析，水库正常运行后，河床形态将向着高滩深槽方向发展。从南科院物模试验研究的冲淤分布看，拟建工程所在河段深槽淤积量占淤积总量比例较少，大部分泥沙落淤在边滩和碛坝上。

水库运行30年后，该河段左岸从朝天门至大佛寺大桥一带以及铜田坝淤出了宽大的边滩，边滩宽150～320m，淤厚9～15m。右岸自二佛寺开始逐渐淤积，草鞋碛、母猪碛、蛮子碛、铜田坝边滩进一步有所发展，边滩宽20～70m，淤厚5～8m。泥沙淤积后该河段成为单一规顺的河道，大部分河段水流条件较好。根据重庆交通学院的试验研究成果表明，在三峡运行30年的淤积强度，朝天门～寸滩约为352.6万m3/km，平均淤厚4.1m，寸滩～铜田坝约为164.5万m3/km，平均淤厚1.9m。

总的来看，随着运行年限的增加，工程河段河床形态将向着高滩深槽方向发展，工程段成累计性淤积，累计淤积速度逐年变缓。据有关科研单位计算研究成果可知，三峡水库运行30年末，工程河段深泓线平面变化不大，其原因在于三峡水库为河道型水库，工程河段为典型的山区河道，河床狭窄，河岸多为硬质砂岩组成，由于河床边界抗冲作用较强，因此深泓线的平面摆动受到限制，河型河势不易变化；且工程所在水域不属于重点淤积区，工程附近仅鳌鱼碛与拟建工程上游端部之间有少许淤积。

4对防汛抢险的影响分析

根据现有国家法律、法规的规定，堤顶交通道及堤后一定范围内为护堤坝地，为防汛抢险及维修管理交通所用，其所有权归国家水利防汛部门管理。拟建工程及附属设施需要与防汛及维修管理交通的设施相互配合，并与水利主管部门协调，不能影响防汛抢险及维修管理通道。

为不影响现有防汛通道的正常使用，建议方案施工时选择坝前低水位运行时进行施工。

总的来说，黄桷沱码头的修建，对本河段防洪工程的安全不会造成明显不利影响，也不会造成河段行洪条件的较大改变，因而该河段沿线的防汛抢险基本同工程前的状况持平。

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