丹江口水库汉江库区变动回水区航道解析

（一）建库前汉江库区变动回水区航道的状况

汉江库区变动回水区原属山区性狭谷河道，系侵蚀性河谷，河床内大部分为基岩、礁石组成。在长约60km的变动回水区范围内，建库前分布有浅滩和险滩共约40处，航道平均约1.5km有一处险滩。由于河道内流路多变，所以建库前各年的滩险数量有所变化。其中有12个险滩部位各年变动很小（图3-38）。在12处常年险滩中，少数为孤石险滩，多数是礁石群险滩。根据建库前汉江库区变动回水区滩、险航道历史资料的归纳，终年不变的礁石群险滩有10处，这些险滩群的滩名也较特别，如被称为“狼牙”“虎口”的金漆料、三朵花、团鱼滩（獭鱼滩）、走马出洞、翠花滩、咸鱼（闲玉）滩、叫化滩、蛤蟆（黑马）口、象鼻子等。这十大著名险滩群中，尽管航道多变，但这十大险滩的险情不变。根据航道历史资料，在这十大险滩群中，多数险滩的历史枯水航深只0.4～0.6m，枯水期航宽只3～7m，属又险、又浅、又窄的险滩群，详见表3-30、表3-31。因为有些河段内险滩群上下毗邻，不易分开，因此湖北省交通厅内河航运管理局在1954年的刊布资料中，又将十大著名险滩群合并成八大险滩段，其中新中国成立前坏船最多的险滩段是象鼻子；打船最多的险滩段是走马出洞；最长的险滩段是闲玉滩，险滩段长达7.5km；滩面比降最大的险滩段是金漆料，滩段比降1%，所有木船上滩都必须在当地雇请拉滩工协助；航道变化最大的是三朵花、走马出洞、闲玉、黑马口等4个险滩段，不论洪、常、枯水期内，木船下滩都必须在当地雇请熟悉航道的放滩工来掌舵下滩，但这些险滩段仍“每年船只遇险者常有”；航道内碍航礁石最多的是辽瓦至蛤蟆口河段，即闲玉和蛤蟆口两个相邻险滩河段，两滩共长11.5km，航道内共有碍航礁石达88处，平均约130m的航程便会遇到碍航礁石一处，可见该段航道在建库前航运的艰险情景。

表3-30　汉江库区变动回水区1954年的险滩调查表

注　本表摘自湖北省交通厅内河航运管理局1954年编制的“汉口—白河段险滩调查表”。

表3-31　汉江库区变动回水区建库前后险滩段的最小航道尺度比较

建库前，汛期内的险滩航道条件也极差。据白河站1935～1983年资料统计，年平均径流量266.3亿m3，其中汛期5～10月占80%，枯季占20%；12～3月的4个月水量更小，只占全年总水量的8.9%，这4个月的多年月平均流量为165～284m3/s，1～2月只165～179.5m3/s。汛期5～10月的平均流量的1339m3/s，但水量集中在几个主要洪峰过程中。山区性河道洪峰过程的特点是：峰猛、水恶、时间短，水位暴涨暴落。从白河站1935～1982年径流资料统计，有14年的年内最小流量出现在5～8月的汛期，其中有9个年份的年内最小流量值出现在6月份。在这些年份内名曰汛期，实际最小流量比枯季还小，这与汉江上游山区性河道降雨、径流等气象、水文特性有关。因此，建库前汉江库区变动回水区内终年航运条件都很差。

（二）建库后险滩航道的变化

1.建库后险滩航道尺度比建库前有较明显的改善

建库后，汉江库区变动回水区的险滩段航道尺度大为改善，每年不论汛期还是枯季，年内回水影响范围内，险滩段的航道尺度均比建库前改善，而且其比降、流速、流态等险滩条件也大为改善。如汉江库区变动回水区8个著名大险段中（表3-30），团鱼、走马出洞、翠花、闲玉、蛤蟆口、象鼻子等6大险滩段都处在汉江变动回水区下段，建库后，有时是终年，有时是年内大部分时间，都在回水影响条件下。受回水影响程度越大，影响时间越长，则险滩段的航道尺度比建库前改善也越大。

建库后，在航道整治和水库淤积重新造床的作用下，汉江库区变动回水区的险滩段，在回水影响消失后的航道尺度，仍比建库前有较明显的改善。6个浅、险的著名险滩段最小航道尺度建库前、后的比较列于表3-31。建库前的1966年，白河站最小流量116 m3/s。建库后的1979年，坝前最低库水位只131.28m，比设计低水位139m要低7.72m，该年白河站最小流量58.8m3/s，日平均流量小于100m3/s的天数达38d，可见1979年的来水条件远比1966年差。1979年6个险滩段在超低水位运用期内，全都已处于天然河道状况下。从建库前后6个著名险滩段的航道尺度都处在最差条件下的比较中，可以看出：

（1）在6个险滩段的最小航深比较中，建库后有4个险滩段的最小航深比建库前增大；有一个是两者相同；仅一个险滩段比建库前减少0.2m。

（2）在6个险滩段的最窄航宽比较中，建库后有5个险滩段最窄航宽比建库前明显增大；仅一个险滩段两者最窄航宽相同。

（3）在6个险滩段的总长比较中，建库前6个险滩段总长达9100m，而建库后的6个险滩总长只1430m，建库后的险滩总长比建库前大为减少。

（4）建库前6个险滩段中，有2个险滩段的最小航深只0.35m；有5个险滩段的最窄航宽只3～4m，这样的航深、航宽尺度连10t木船也不能通行。而建库后，6个险滩段的最小航深都在0.7m以上；最窄航宽除三朵花只10m外，其余5个险滩段都在20m以上，这样的航深、航宽尺度，20～40t木船可畅通航行，小客、货轮亦可通航。如考虑上游来水条件，则建库前1966年白河站最小流量为116m3/s，而建库后的1979年只58.8m3/s，故在同流量条件下相比，建库后的险滩航道尺度比建库前有更大的改善。

2.建库后滩段的险情比建库前大为改善

表3-30中所列举的建库前汉江库区变动回水区内的8大险滩段，建库后，在水库调度、航道整治和水库淤积重新造床等作用下，由于险滩段的航道条件大为改善，因此，险滩段的险情也大为减轻，其明显的标志是，建库前汛、枯期内，10～20t的木船航运险事严重，建库后从郧县至回水末端以上的将军河内，86t的大客轮，汛、枯期经常往返于这些险滩段中，至今安全无恙。现将表3-30中的金漆料、三朵花、走马出洞、闲玉、蛤蟆口、象鼻子等6个险滩段，建库后滩段险情改善的情况简述如下。

（1）象鼻子险滩段，从表3-30中建库前的“碍航情况”中记载，该滩“解放前坏船最多，已没法救该滩，在中洪水容易变动。”建库后，原象鼻子滩早已被淤埋在右边滩深处，现主泓已改走左岸，航道较好。

（2）建库前的闲玉和蛤蟆口两个相邻的险滩段，据记载，闲玉滩长7.5km，蛤蟆口滩长4km；两个滩段的洪枯水航线宽都只5m，两个滩段的常水期航深也都只1m，其中闲玉滩段的枯水航深只0.5m；两个滩段的木船下航都需要在当地雇请熟悉航道的滩工来掌舵下滩。据孙辅世在1935年4月27日常水期内，勘查本段的滩情记载：“至辽瓦店，其下为鲇（咸）鱼滩，长达二十里，其时风暴雨骤，滩工不敢前进。三时许风稍息乃下行。沿途怪石嶙利，水湍急，舟行岩石间，殊为之懔懔也。每年船只遇险者常有，去岁洪水过后航道甚多变迁，故出险者更时有所闻云”^[13]。因此，在建库前的辽瓦至蛤蟆口段内，木船航运都需在当地雇请熟悉的滩工来掌舵下滩，由此可见建库前本段险滩航道条件的恶劣。但在水库正常调度年份内终年都在回水影响下，枯季仍可通航86t的大客轮。

（3）走马出洞滩，是建库前打船最多的险滩段，滩长实测3.8km，最险段约0.8km，礁石口门宽仅4m。建库前也必须雇请专门滩工掌舵下滩。建库后，险滩段的绝大部分碍航礁石已被淤埋，建库后航道条件最差时，最窄滩口宽也有20m，86t大客轮可上下安全航行。

（4）三朵花险滩段，建库前右半江礁石星罗棋布，建库后炸掉老三朵花，又出现了新三朵花，因为建库后都是机动船舶，已不必请专门舵手，但稍不注意仍有打船之险。因此，建库后三朵花曾打过机动船（次数不多）。后来，航道整治部门人工开通左汊，使航道走鳖滩，现基本上已改走鳖滩，航道较好。

（5）金漆料险滩段，建库前被称为“狼牙”“虎口”，它由两个石滩段组成，枯水航宽只4～6.6m；枯水航深有时也只0.8m，下水容易打船；滩段的水面比降达1%。建库前上滩都需雇当地拉滩工协助上滩。建库后滩段比降大为减小，滩口最窄处宽达20m，86t的大客轮枯季上下都可通航。

3.建库后的航运面貌比建库前有了根本的改善

建库后的航运面貌比建库前焕然一新。建库前汉江库区变动回水区内有40处滩险段，由于滩险众多，航道条件十分限险，航运船舶都只是10～20t的木船，根本没有轮船通航的条件。建库后，由于航道条件大为改善，出现了以机械化船舶为主的航运新面貌。

建库后的航运船舶吨位比建库前明显增大。建库前的汉江变动回水区内，10～20t的木船一年四季中都无法畅通航行。仅从表3-30和表3-31中列举的8大险滩段的航道条件，木船也难以通行。三朵花、走马出洞、闲玉、蛤蟆口等4个险滩段，建库前都是属“险、浅、窄、急、弯、长、变”的险滩航道条件，而且都是洪、枯水滩险，平水期航道多变。建库后，汉江库区变动回水区内，不仅出现了以机械化船舶为主的航运新面貌，而且航运的机械化船舶吨位也远比建库前大。建库前汉江库区变动回水区内，曾通过一条7t的小木炭机船，但尚只两次航行于白河至郧县间。建库后通了客轮，从郧县至天河口段有86t的客轮，从天河口至回水末端以上的将军河口，也有86t客轮航行。由此说明，建库后汉江库区变动回水区内，不仅航运面貌比建库前有了根本的改善，而且航运的机械化船舶吨位也远比建库前大。(www.xing528.com)

4.建库后险滩航道改善的主要原因分析

（1）水库调度作用，调节了山区性河道内汛、枯期水量分配悬殊的航道水源问题，使得很多滩险段的航道条件，在回水的作用下，汛、枯期内都比建库前有较明显的改善。这是建库后汉江库区航运面貌和航道条件能大为改善的根本原因。汉江库区系山区性河道，年内汛、枯期水量分配很不均匀。在险滩航道条件中，洪水期水恶滩险，平水期航道多变，枯水期水浅滩窄，都是建库前的山区性河道、水文、航道特性所决定的，是天然河道本身无法克服的航运困难条件。建库以后，5～10月汛期内水库充水，既可减小沿程滩险段的比降、流速，改善山区性河道洪峰期内滩险水恶的航运困难，又可调节汛期内洪峰一过又是枯水航道的水源问题，还可因回水上延增大沿程滩险段汛期的航深。汛末水库充水至最高库水位，解决了沿程滩险段在枯水期航道水源长期严重不足的困难，使得很多滩险段在枯水期的较长时间内，因回水使得枯水航运条件得到明显的改善。特别是处于汉江库区变动回水区下段的走马出洞、闲玉、蛤蟆口、象鼻子等建库前航道条件最差的险滩段，在水库正常调度年份内航道条件已能得到终年的改善。即使在不正常调度年份内，年内绝大部分时间也可得到较明显的改善。

（2）航道整治是建库后消落期内险滩航道改善的重要原因之一。蓄水前夕及初期，航道部门对几个主要险滩段的主要险滩部位进行了炸礁整治工程。以后又逐步对变动回水区中、上段内的一些险滩河段进行了整治，如小明滩、白沙盘、孤石等滩险段的丁坝导流工程，三朵花改走鳖滩航道的人工固汊工程，都是十分有效的整治工程。

（3）水库淤积的重新造床也是建库后险滩航道改善的重要原因之一。建库前的象鼻子险滩，建库后在水库淤积重新造床的条件下，已被淤埋消失。又如建库前的蛤蟆口、闲玉两大险滩段，在长达11.5km的航道内，碍航礁石即达88处，建库后该河段主槽内普遍淤高3～10m左右，绝大部分碍航礁石已被淤埋，河床以沙质组成为主。再如走马出洞滩，建库前实测礁石滩长3.8km，建库后绝大部分碍航礁石也已被淤埋。泥沙淤积和在新条件下的河床演变对变动回水区航道的影响，大致有以下4方面。

1）由于河型转化，分汊型河段演变为单槽型，在中、低水位水流由分散多汊变为集中，因而增加了分汊河段的航深和航宽，一些原来在分汊段的浅滩也因此而消失，这是于航运有利的方面。不利方面是演变过程中，有的汊道经常发生主支汊易位，航线也随之变动，不利于航行。

2）弯道和顺直河段，泥沙主要淤积在边滩上，滩面不断升高，滩槽高差增大，在中低水位时水流归槽，增大了航深和航宽，有利于通航。又由于顺直浅滩段与下首狭谷弯道段，其汛、枯期的冲淤特点相反，例如：三郎滩、二郎滩和背影沟滩段，汛淤枯冲，下首深槽段汛冲枯淤（图3-19、图3-20）。建库前的浅滩河床沙卵石堆积薄，不易冲淤塑造；建库后的浅滩淤积厚度大，有利冲淤调整。变动回水区内浅滩段的这种汛淤枯冲的特点，也是变动回水区枯季航道条件改善的原因之一。

3）浅滩过渡段由于受到上、下游弯道边滩上移下延的影响，长度有所缩短，水深增大，航宽增加，有的甚至形成比较规则的新弯道，导致弯弯相连，犬牙交错，使浅滩过渡段缩短，对浅滩过渡段航道有利。

4）20世纪70年代中期，由于变动回水区中下段大量较均匀的中细沙淤积（0.2mm＜d＜0.5mm），在消落冲刷期间，局部河段出现过一种特殊的淤积形态，称“铁板沙”。这种淤积形态平面如舌状，淤积物板结密实，过往船只在其上搁浅，极易造成海损事故，但这是局部地区出现的短期现象，可以通过适当的控制水库运用水位加以解决。到80年代初期，中细沙大量下移，河床粗化，变动回水区内“铁板沙”现象消失，而在常年回水区由于淤积库容大，自80年代至今20余年，再未出现“铁板沙”碍航现象。

由上述险滩段建库前后的航道变化对比分析可知，建库后的险滩航道条件大为改善的原因，主要是由水库调度、航道整治和水库淤积重新造床等3个因素综合作用的结果，其中水库调度是根本改善的原因，航道整治和重新造床的作用，主要表现在库水位消落期内。

（三）建库后险滩航道的整治

丹江口水库运用后，交通部门对主要滩段进行了炸礁和修建整治建筑物等整治工程，航道条件得到进一步改善。1988～1989年实施的白沙盘试验性整治工程，目的在于探索改善水库变动回水区滩段航行条件的整治工程特点和具体措施，为三峡工程库区航道整治提供借鉴^[14]。

1.白沙盘滩段的基本情况

白沙盘滩段位于丹江口水库汉江库区变动回水区的中段，距丹江口枢纽153km。滩段上起简家沟，下至大石沟，全长约3km（图3-39），河床由卵石组成。过渡段浅滩位于上下两个反向弯道之间，长约300m。建库前浅滩碍航特点是枯季水浅、流急，航道最小水深为0.8m，最小航宽为25m，每年枯季前疏挖枯水航槽即能保证全年通航。

图3-39　白沙盘滩段的水道地形

（等深线表示）
（a）整治前（1986年1月）；（b）整治后（1990年2月）

建库后，白沙盘滩段每年约有2～4个月受回水影响，河床发生累积性淤积，平均淤高1.0～1.5m，航道最小水深减小至0.5m，原有卵石河床已全部被中、粗砂覆盖，深泓摆动幅度加大；浅滩出浅时间建库前发生在枯水期12月至翌年1月，建库后则为每年1～4月，即从1月中下旬消落冲刷期开始出浅，持续整个消落冲刷期，并以初期最严重。

2.整治原则和整治水位的选定

白沙盘滩段主要是在水库消落冲刷期出浅碍航，采取低水整治原则，控制中低水期河势，使建筑物在消落冲刷期起到束水攻沙的作用，以改善航道条件。

图3-40　白沙盘滩段1985～1986年的转点水位

整治水位是确定整治建筑物高程的依据，直接关系到工程量大小和工程效果。鉴于变动回水区浅滩演变受上游来水来沙和水库调度的双重制约，具有水库和河道的两重属性。变动回水区的浅滩在从水库壅水状态逐渐恢复其天然河道状态时，浅滩开始出浅，而此时也正是整治建筑物发挥加强水流冲刷河床作用的最佳时机。从水位过程线可以看出，滩段每年由水库属性向天然河道属性转化时，有一个临界水位值，可称为“转点水位”。高于“转点水位”时，滩段处于水库壅水状态，滩段水位过程线与坝前水位过程线变化一致；低于“转点水位”时，两者开始分离，差距逐渐增大（图3-40）。各滩段“转点水位”出现时间与滩段在变动回水区的部位、水库来水来沙和水库调度情况有关。采用“转点水位”作为整治水位既与滩段演变规律一致，又能重点解决消落期碍航问题。

3.整治工程的方案及其实施效果

整治线的布置考虑到左岸上深槽比较稳定，上边滩发育较完整，故以左岸为依托，充分利用上深槽，平顺向下逐渐向右岸过渡，进入下深槽后再以微弯连续曲线向下游延伸。同时，由于碍航浅段过长，两曲线间的直线过渡段不可能过多减小，在适当加密丁坝间距的同时，使浅滩过渡段整治线走向尽可能与洪水流向一致，以顺导水流、提高主槽的冲刷能力。

整治工程布置为丁坝群方案。考虑到白沙盘浅滩过渡段过长和下深槽严重萎缩，在1.2km河段内，布置丁坝9座，其中左岸7座，右岸2座，合计丁坝长度1330m（图3-39）。

工程于1988年11月开工，1989年3月竣工，共完成丁坝抛石量23047m3，坝面砌筑15300m2，炸礁2500m3。工程竣工后经过一个水文年的观测，说明滩段的上、下边滩更加完整和稳定，滩槽差增大，过渡段及下深槽深泓线下切，深泓线稳定，浅滩水深维持在1.2m以上，达到设计要求。