松花江干流哈尔滨市四方台段江道及崩岸演变分析

史 磊

(哈尔滨市水文水资源勘测总站，哈尔滨 150010)

1 概 述

松花江作为哈尔滨的母亲河，蜿蜒穿过城区，将城区分为江北和江南，是哈尔滨市一道亮丽的风景线。然而，松花江江道也是在悄悄进行变化的。江道的演化关系到水利工程兴建、管理、水上航运及防洪防灾,同时也会引起两岸地貌、水文、人类生存环境的改变。就四方台段而言,江道的演化变迁直接关系到四方台南岸的防洪能力,影响岸边居住人民的生产、生活。

四方台段江道位于松花江干流哈尔滨市群力堤段，临近四方台闸，此段江道位于松嫩平原，江道宽阔、平缓。目前，该段河道主流已经稳定在南岸，现已形成明显的凹岸态势，演变趋势为逐渐向堤脚方向淘刷推进，最近处距堤脚不足百米。同时由于大顶子山航电枢纽工程水库回水影响，使得水面扩大风浪不断淘刷，也加快了塌岸的速度。为保护建成后的群力堤，保持江道稳定，保证堤防防洪功能，在该段河道进行了护岸工程。通过近10年的江道数字地形数据及实地踏勘结果，对该江段江道及崩岸演变进行以下分析。

2 四方台段江道及崩岸演变

2.1 四方台段江道及崩岸环境概况

松花江哈尔滨段四方台塌岸位于松花江右岸，哈尔滨市上游，距哈尔滨市区15 km，距新建群力西堤堤防起点1.5 km，绕城公路桥下游约1.5 km。四方台大桥建于2002年，江道南北宽约2.5 km。北侧大部分滩地被引桥阻断，缩小了江道过洪能力，滩地平坦宽阔，高程在116.5～117.5 m。四方台边岸为粉质砂土，地面高程117.5～118.0 m，松花江干流四方台段为冲积平原区，江道边岸为堆积一级阶地河漫滩。

2.2 江道演变

深泓线能够整体反映江道主流的发展趋势,是江道演变研究的重要依据。深泓线由上下游的深泓点连接而成, 深泓点是江道中各断面最大水深点。因此，从数字地形数据等深线数据中获得一系列的深泓点，再根据上下游拓扑关系连接深泓点,最终可以获得深泓线。本文进行的历年深泓线比较就是采用这种方式所获得的。

通过对2007-2017年的深泓线监测数据叠加(图1)可以看出：①3号断面至6号断面之间历年深泓线走向顺直，在此比较周期中交织在一起，变化很小，江道主流靠近左岸。②6号断面到10号断面之间的深泓线有向右岸摆动的趋势，直到2015年后没有再向右岸出现趋势性平移的情况。③在10号断面至12号断面间，受到挑流坝挑流作用的影响，水流流向挑向左岸，使江道主流左移。

图1 2007-2017年深泓线比较图

2.3 典型横断面变化

平原河流的横断面形态与河型有关。其横断面形态可概括为抛物线形、不对称三角形、马鞍形和多汊形等4类。松花江干流四方台段江道多年来已稳定在南岸，江道断面多表现为不对称三角形。

将2007-2017年实测断面数据叠加(图2)进行9号断面比较可以看出，在该断面上2009年的深泓点最浅，2017年深泓点最深，2007-2013年之间该断面的深泓点位置逐年向右岸滚动，2013-2016年期间该断面深泓点位置左右窄幅波动且深度变化不大。

图2 2007-2017年9号横断面比较图

2.4 岸边变化

由2012-2017年该江段岸滩变化(图3-图7)不难发现：①上游靠近四方台右岸段侵蚀现象变化不大，仅2015年向岸边扩张明显。②下游靠近一水源段向岸边侵蚀明显。③江道左岸为凸岸。由于凸岸为滩地水流速度小，泥沙容易在此沉积，滩地缓慢抬高，但近5年变化不大。

图3 2012-2013年江段右岸变化

图4 2013-2014年江段右岸变化

图5 2014-2015年江段右岸变化

图6 2015-2016年江段右岸变化

图7 2016-2017年江段右岸变化

3 影响江道演变的原因分析

受外界环境变化的影响，江道也随着不断发生变化，其影响因素可分为自然因素影响和人为因素影响两个方面。

3.1 自然因素影响

在自然条件下，江道总是处在不停的变化之中，水流作用于河床使河床发生变化；变化了的河床又反过来作用于水流，影响水流的结构，这种相互作用表现为泥沙的冲刷、搬移和堆积，从而导致江道形态不断变化。江道演变十分复杂，由于来水量及其过程、来沙量及其组成、河床泥沙组成的不同，河床的纵向变形常表现为冲刷和淤积，横向变形常表现为平面摆动。

1) 在江道处于凹岸冲刷运动发展阶段时，松花江干流四方台江段江道主流南移，逐渐贴近堤脚。江道主流摆动对江道冲淘崩岸有重大影响，反过来边岸崩退，在江道展宽吸流作用下，使主流加速偏向崩岸这一侧，对主流摆动又产生一定影响。

2) 四方台边岸为粉质砂土，岸边河床土质抗冲能力较弱，使江道具备了横向发展的地质条件，使河道可做较大程度的横向摆动，造床运动剧烈。

3) 在降雨、冻胀、中高水期造床或汛期持续高水位等作用下，导致土体含水量猛增，使土体强度降低，也有利于崩岸的发展。

4) 四方台段江道岸边、滩地植被较差，河床土质抗冲能力弱，这也是造成崩岸发展的原因。

3.2 人为因素影响

在河道上修筑水工建筑物(如桥梁、大坝)对江道地形变化会产生影响。另外，在江道险工险段处修筑堤防可以减缓水流对岸边的侵蚀作用，同时改变江道走向。近年来，影响该段江道的人为因素主要有以下几个方面。

1) 下游修建大顶子山航电枢纽工程后，设计正常蓄水位要求在116. 00 m，较原来自然江道水位雍高2～3 m。该段江道处于大顶子山水库回水区，滩地高程为117. 5～118.00 m，岸前水深0.8～1.5 m。虽然航电枢纽的建设对该段的水流速度减小，但水深加大，流量变大，长期浸泡降低了边岸土壤的黏结力，在水流的作用下产生流土，后期产生塌岸。

2) 在2014年四方台右岸护岸工程的作用下，使此段江道对右岸的顶冲作用减弱，顶冲点出现下移趋势。

3) 下游右岸水下的挑流坝使江道主流进一步挑向左岸。但在挑流坝以上到四方台右岸护岸工程末端之间仍存在高流速高水位下，水流对右岸进行淘刷的可能发生。

4 结 论

1) 江道的演变发展总是在水流与河床相互作用下发生变化的，通过研究历年深泓线、典型横断面的变化，可以分析江道走势如何发展，进而可以为监测江道如何演变找到规律。同时，也说明监测松花江地形数据是十分重要的。

2) 在江道上修筑水工建筑物会引起江道形态的变化，桥梁大坝等阻水建筑物可以雍高水位，使水流流速变缓，泥沙淤积，河床抬高，还可以对于其上游弯曲江段薄弱边岸造成侵蚀。

3) 治理江道侵蚀凹岸的方法有很多，可以通过加固边岸防冲能力来抵御侵蚀，也可在适当位置修筑拦水建筑物来改变水流方向，从而减缓水流对边岸的冲刷。

4) 松花江干流四方台右岸崩岸险工险段虽然已经做了护岸工程，但该工程下游仍有小区域存在水流淘刷侵蚀的可能，建议该护岸工程继续向下游延伸。