赣江流域下游行洪能力变化趋势分析

汪红洲

(中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西 南昌 330029)

赣江位于长江中下游南岸，是鄱阳湖水系的第一大河，也是长江八大支流之一[1]。流域主河道长823km，主河道纵比降为0.273‰，流域面积为82809km2，约占江西省总面积的50%，其中外洲水文站以上流域面积为80948km2。流域地形特征是四周边缘与主要支流之间多山，山间与河侧盆地发育，中部为丘陵与盆地的复合体，下游尾闾则以冲积平原为主，其中山地占50%，丘陵占30%，平原占20%。赣州市以上为赣江上游，称作贡水，河长312km。赣州市至新干县为赣江中游，河段长303km。新干县以下为赣江下游。

赣江下游地区是江西省重要的防洪保护区域，历经多年的防洪工程建设，赣江下游干流两岸堤防的防洪能力得到了较大提高，初步形成了以堤防、水库、分蓄洪工程及非工程措施等组成的综合防洪体系。然而，近10多年来由于河道采砂[2-4]、流域植被好转、航道整治以及上游水库蓄水致清水下泄[5-6]等原因，造成赣江干流河床逐年下切，河道水位随之逐年走低，使得原有防洪工程的安全泄量、安全水位及之间关系发生了变化[7]。为了分析赣江下游河道行洪能力变化情况，文章对赣江下游河道水文情势以及安全泄量等进行了对比分析和计算，分析了不同时期典型断面行洪能力变化趋势，为深入研究赣江流域防洪安全提供参考。

1 水文情势变化分析

1.1 河道断面变化分析

为了分析近期赣江下游河道的冲淤变化情况，将赣江下游外洲站、樟树站不同年份实测大断面数据点绘在同一图上(如图1、图2所示)。从图中可知，赣江下游自2002年以后河道呈逐年下切趋势，趋势非常明显，特别是外洲站断面表现尤为突出。上述各站近年来同一水位下过流面积呈逐年增加的趋势。

图1 外洲站不同时期实测大断面比较图

图2 樟树站不同时期实测大断面比较图

1.2 实测洪水水面线变化分析

为分析河道冲淤变化对赣江下游水面线的影响，本次将2003—2012年中年最大实测洪水水面线绘于同一图上，如图3所示。从图中可以看出，2004年与1982年实测洪水水面线的比降接近，基本成平行线；2006年与1982年比，小港口以下河段水面线比降开始变缓；2008年、2010年、2012年水面线比降基本一致；1982年、2010两年，以及2006年、2012两年外洲流量接近，但水面线相差较大。

图3 赣江下游河段近期实测年最大洪水水面线图

1.3 水位流量关系变化分析

本次根据外洲站和樟树站实测水位流量资料分析赣江下游河道水位流量关系的变化。

外洲站是赣江干流下游主要控制测站，1956年开始具有实测流量成果。本次依据实测水位-流量关系点据等资料分析了外洲站1956年、1982年、1998年、2003年、2010年和2012年共计6个代表年的水位流量关系。外洲站由于地处赣江尾闾河段，水位受赣江来水和鄱阳湖水位顶托双重影响，水位流量关系在中低水部分呈扫把状，高水部分受洪水涨落率影响。另外，根据对外洲站不同时期实测大断面的分析比较可知，外洲站大断面存在逐年下切趋势，受此影响，外洲站水位流量关系呈逐年走低的趋势，具体表现为同一流量下的水位逐年下降。

石上站于1998年撤销，撤销后其观测项目移至上游的樟树水文站进行。本次根据历年实测水位-流量关系点据资料分析了樟树站实测水位流量关系。由此可知，樟树站水位不受鄱阳湖水位顶托影响，历年水位和流量间基本成单值函数关系。樟树站的水位流量关系在2002年之前基本稳定为单一线，而在2002年之后水位流量关系呈现出明显的下降趋势，2002年至2015年间，同流量下水位下降深度达2.0m左右。

1.4 断面实测过流能力变化分析

河道下切大大增加了河道的行洪能力，文章以外洲站和樟树站实测水位流量资料来分析断面的过流能力变化。

外洲站1982年6月17日日平均流量为13300m3/s，相应水位为21.48m，此时湖口水位为12.73m；2012年6月27日日平均流量为13600m3/s，相应水位为19.35m，此时湖口水位为16.36m。2012年与1982年比，流量增大了300m3/s，但相应水位下降了2.13m。外洲站1982年实测最大流量为20400m3/s，发生在6月20日，相应水位为23.22m，此时湖口水位为15.01m；2010年实测最大流量为21500m3/s，发生在6月22日，相应水位为21.85m，此时湖口水位为16.36m。2010年与1982年比，实测最大流量增大1100m3/s，水位反而降低了1.37m。

樟树站2000年6月13日日平均流量为7950m3/s，相应水位为27.55m；2010年6月19日日平均流量为9800m3/s，相应水位为26.84m。2010年与2000年比，流量增大了1850m3/s，但水位却下降了0.71m。樟树站2006年实测最大流量为11400m3/s，发生在5月18日，相应水位为29.71m；2012年实测最大流量为12300m3/s，发生在6月26日，相应水位为28.39m。与2006年比，樟树站2012年实测最大流量增大了900m3/s，但水位降低了1.32m。

2 安全泄量分析

2.1 现状河道条件下设计水面线

本次研究的河段为赣江干流下游河段，水面线计算采用恒定渐变流能量方程。根据赣江下游水面线计算结果，外洲站1%、2%的两个频率的设计水位分别为23.60、23.11m，比原设计值24.21、23.76m分别降低0.61、0.65m；石上站1%、2%的两个频率的设计水位分别为29.32、28.79m，比原设计值31.19、30.70m分别降低1.87、1.91m。赣江干流外洲至溧江河口段现状河道条件下各频率设计水面线成果图如图4所示。

图4 赣江下游河段设计水面线图

2.2 安全泄量分析

目前赣东大堤和南昌市城市防洪堤基本达到抗御设计标准洪水的要求。赣东大堤安全泄量的确定，以赣东大堤所在河段各断面水位不超过原设计50年一遇设计水位为约束；南昌市城市防洪堤安全泄量的确定，以城市防洪堤所在河段各断面水位不超过原设计100年一遇设计水位为约束。通过水文分析计算可得到赣东大堤和南昌市城市防洪堤的安全泄量，赣东大堤的安全泄量(以樟树站或石上站为代表)为24000m3/s，防洪标准达到75年一遇；南昌市城市防洪堤的安全泄量(以外洲站为代表)为27200m3/s，防洪标准达到175年一遇。

2.3 上游水库作用后防洪能力分析

根据前面的分析，由于河道下切增大了河道过流能力，赣江下游河段两岸堤防的防洪能力得到明显提高，如果再考虑上游水库的调蓄作用，赣江下游两岸堤防的防洪能力将进一步提高。受库区淹没问题制约，近期万安水库[8]恢复最终规模运行的可能性很小。在相关研究中，万安水库初期对下游基本无防洪作用，且在峡江水利枢纽工程[9]设计中亦未考虑其防洪作用，因此，本次依然不考虑万安水库对下游的防洪作用。根据分析计算，可求得现状河道条件下，峡江水库对下游的防洪作用。

当赣东大堤遭遇100年一遇洪水时，通过峡江水库的调蓄作用[10]，石上站不同典型年设计洪峰流量由24800m3/s削减至22600～23700m3/s，削减了1100～2200m3/s，小于赣东大堤的安全泄量24000m3/s，也就是说赣东大堤防洪能力在峡江的作用下可提高至100年一遇以上；当赣东大堤遭遇200年一遇洪水时，通过峡江水库的调蓄作用，石上站不同典型年设计洪水从26700m3/s削减至23500～25900m3/s，削减了800～3200m3/s，削减后的流量未能全部小于赣东大堤的安全泄量24000m3/s，也就是说赣东大堤防洪能力在峡江的作用下未能提高至200年一遇。

当南昌市城市防洪堤遭遇200年一遇洪水时，通过峡江水库的调蓄作用，外洲站不同典型年设计洪峰流量由27600m3/s削减至25000～26200m3/s，小于南昌市城市防洪堤的安全泄量27200m3/s，也就是说南昌市城市防洪堤的防洪能力在峡江的作用下可提高至200年一遇以上；当遭遇300年一遇洪水时，外洲站不同典型年设计洪水从28700m3/s削减至26100～27600m3/s，削减后的流量未能全部小于南昌市城市防洪堤的安全泄量27200m3/s，也就是说南昌市城市防洪堤的防洪能力在峡江的作用下未能提高至300年一遇。

3 结论

赣江下游自2002年以后河道呈逐年下切趋势，趋势非常明显，河道同一水位下过流面积呈逐年增加的趋势，断面过流能力增大，且各断面同频率设计洪水位有不同程度的下降，典型断面防洪标准有所提高。如果考虑到赣江上游峡江等水库的作用，不同频率洪峰流量也有不同程度的削减。

文章尝试主要从河道断面变化的角度分析赣江下游河道行洪能力的变化趋势，对其他类似流域有一定参考借鉴意义。但河道行洪能力受多种因素的影响，文章的研究存在一定的不足，需要在以后的研究工作中进一步完善。