螺山站测验断面江心洲变化与三峡水库的关系初步分析

（长江水文水资源勘测局岳阳分局，湖南 岳阳 414000）

螺山水文站是长江中游河段的重要控制站，由于举世瞩目的长江三峡工程修建及运行，长江中下游河段水沙特性发生较大变化，螺山断面右侧发生淤积。依据实测资料，对螺山断面江心洲变化趋势进行初步分析。

1 断面基本情况

螺山水文站建于1952年，行政区划为湖北省洪湖市螺山镇，上游距离长江中游（荆江段）与洞庭湖来水汇合口约30km，控制流域集水面积1 294 911km2，属国家Ⅰ类流量、泥沙精度控制站。

螺山断面泥沙的主要来源为长江上游和洞庭湖，多年平均水位为23.68m，多年平均年径流量6 307亿m3，多年平均年输沙量3.45亿t，多年平均含沙量0.545kg／m3，三峡水库蓄水后的2003年以来，含沙量显著减小，近年平均含沙量为0.156kg／m3。

断面为复式沙质河床，在不同来水来沙的影响下，年内变化最多达5m以上，属于不稳定河床。受冲淤变化的影响，2000年汛后在起点距1 000m左右处出现江心洲，且逐年抬高。

螺山断面冲淤变化较大，最大冲淤幅度可达14m，主泓摆幅可达300m，螺山断面的形状，由1984年的宽浅河床逐步演变为1998年江心出现潜洲，2002年起主泓偏右，潜洲发育加速。

螺山站历年大断面图见图1。

图1选取的代表年份有1994、1998、2002、2007与2014年，1994年至1998年间变化不大明显，但2002至2014年间的河底曲线变化较大。

图1 螺山站历年大断面图

2 螺山断面与三峡水库运行的初步分析

2.1 历年江心洲变化趋势

三峡水利枢纽工程正式动工于1994年，于2003年按135m蓄水，2007年按156m蓄水，2009年按175m正常蓄水位蓄水。蓄水后导致下游段水沙时空分布发生变化，与三峡水库建成前相比，下游段含沙量显著减少，引起下游河道河床冲刷、河型变异和河势调整。受此影响，螺山断面由主泓偏右单式河床逐步为主泓偏左、右侧江心洲发育，且逐年抬高（见图1）。

2.2 历年江心洲出没水位统计

由数据分析，1994～2000年螺山断面虽无江心洲出现，江心洲自1995年起逐渐发育，至2002年在右侧河床底部初步成长呈现。以起点距1 905m为例，1994～2002年，河底高程抬高了11.55m。2003年三峡水库蓄水后至2014年，江心洲顶部抬高了3.28m（见图2）。根据数据可看出，自三峡水库修建起，螺山断面开始变化，江心洲初步显现且逐年抬高。蓄水后，螺山断面演变剧烈，江心洲抬高速度加快，且江心洲顶部高程历年呈上升趋势。

2.3 含沙量历年变化

图2 螺山站历年沙洲出没水位及日期

螺山断面平均含沙量在三峡水库蓄水前（2003年以前），年平均含沙量在0.40～0.60kg／m3之间，保持相对稳定。蓄水后，由于清水下泄，总体上含沙量减少，保持在0.10～0.20kg／m3之间。蓄水前、后含沙量存在明显差异。其中，在2002～2003年蓄水时，年平均含沙量急剧减少，由0.50kg／m3下降至0.10～0.20 kg／m3左右（见图3）。

图3 螺山站历年年平均含沙量分布图

2.4 同水位（25.00m）面积计算

2015年之前江心洲顶部高程均低于25.00m，按25.00m控制进行同水位面积计算结果如图4所示。

图4 螺山站历年同水位面积图

由图4可以看出，1994～2001年，螺山断面江心洲逐步发育，断面面积逐年减少。2002～2003年，在三峡水库开始蓄水期间，江心洲变化急剧，断面面积变化减小迅速。此后，断面面积还在逐年减小之中。

3 江心洲淤积影响的可能因素

（1）当上游来水与螺山以下区间洪水（如陆水、汉江以及螺山以下电排站排涝入江的水量）遭遇时，顶托影响加剧，从而使水面比降减少，流速降低，导致局部河段泥沙沉降。

（2）三峡水库蓄水后螺山断面的泄流能力已发生显著变化，瞬时最大流量减少，峰形坦化，主泓摆动，导致夹沙能力下降。

（3）螺山断面最大含沙量出现时间已与洞庭湖同步，但断面过流流速小，水位较低，有沉降的可能。

4 结论

螺山河段断面受冲淤、洪水涨落、区间回水顶托、河势调整等多种因素的综合影响。特别是在三峡水库修建期间及蓄水后，由于来水、来沙均发生根本性变化，导致螺山断面年平均含沙量减小；右侧河床逐年抬高，过水断面面积减小，江心洲发育成长，且呈现逐年抬高的趋势。螺山断面形状的演变和变形，在一定程度上代表了河流运动的基本表达形式，也反映了断面形状的变化。