长江中下游河道演变：三峡工程建成后的趋势

（一）河型变异

如本章第二节所述，河型是冲积平原河道河床形态和河道演变规律的综合表征。长江中下游干支流河道河型分析表明，冲积平原河道各类河型的形成和存在由其来水来沙条件和河床边界条件所制约，其中水沙条件是主导因素，它在河床边界条件的形成和河道演变过程中起着主导作用，但河床边界条件在各类河型的最终形成和得以长期存在起着关键性作用。

三峡工程建成后，改变了坝下游河道的来水来沙条件，主要表现为一般洪水年份汛期下泄流量过程与建坝前改变不大，仅洪峰削减；中水流量持续时间增加；枯水流量增大；水库下泄水流挟带的泥沙量减少，颗粒也变细；荆江三口进入洞庭湖的分流、分沙量减少，荆江过流量和输沙量增大。来水来沙条件的改变导致长江中下游河道将经历较长时期的冲刷—平衡—回淤过程。三峡建坝后长江中下游两岸边界条件仍与三峡建坝前基本相同，而且在1998年长江全流域性大洪水后，长江堤防工程建设和河势控制工程取得重大进展，预计至2009年三峡工程建成时，长江中下游控制河势的护岸工程均已基本实施，河道的边界条件将更为稳定。因此，三峡工程建成后，长江中下游各河段的河床形态和河床演变规律总体上不会有重大改变，即河型虽可能有一定变异，但仍保持原有基本河型不变。

宜昌至枝城河段属山区性河道向冲积平原河道过渡的弯曲型河道。受两岸边界条件制约，河道平面形态长期稳定少变。预计三峡水库蓄水运用初期河床冲刷即可达到基本平衡，冲刷深度也不大，本河段的河型仍将保持不变。

枝城至藕池口即上荆江河段，属弯曲型河道，各弯道均由江心洲分为主支汊。由于两岸土质组成抗冲性较强，加以近50年来护岸工程建设，河道平面形态和总体河势基本稳定。三峡水库建成后，河床冲刷下切明显，预计对两岸护岸工程在原有基础上及时加固，河道边界条件仍可保持基本不变，河道演变规律也不会有重大改变，即基本河型不变，但由于汛期流量过程调平，洪峰削减，弯道内的支汊可能会进一步萎缩。

藕池口至城陵矶即下荆江河段，为典型的蜿蜒型河道。通过20世纪60年代实施人工裁弯工程和80年代开始实施的下荆江河势控制工程，河道变迁剧烈的蜿蜒型河道已受到一定的控制。三峡水库蓄水运用后数十年内，下荆江河道冲刷剧烈，河床冲深下切和相应横向展宽，预计随着下荆江河势控制工程的继续实施，河床平面形态将得以稳定，蜿蜒型河道原有的自然裁弯、切滩撇弯等演变特点将不再存在，河型发生变异，蜿蜒型河道将被改造为限制性蜿蜒型河道。

城陵矶至徐六泾河段属分汊型河道。长期以来河道平面形态和多数汉道的主支汊稳定少变。三峡水库蓄水运用后，河床有所冲深，但发展缓慢，历时也较长，原有的河床边界条件、河道平面形态和河道演变基本规律不会有重大改变，仍将维持原有分汊型河道的特性，即基本河型不变，多数汊道的支汊则可能有所淤积。

长江口的河道演变除与上游来水来沙因素有关外，还受潮流水沙条件的影响。三峡水库运用后，长江口的上游来水条件改变不大，仅在汛后蓄水期和枯季调节期略有变化，其他时段基本保持天然状态。三峡水库运用后，出库沙量减少，下泄水流从长达1800多km的河床沿程补给泥沙，长江口地区的水流含沙量将与天然状态比较接近。预计三峡工程建成后，长江口的河道演变仍将保持原有的规律，河床形态仍保持原有格局，洲滩淤长速度则有所减缓。

（二）河势的调整

三峡水库运用后，长江中下游各河段因其河床冲刷发展程度不同，其河势调整过程和幅度也有区别。

1.宜昌至枝城河段

宜昌至枝城段全长61km（图5-70），两岸为低山丘陵，河岸稳定，河床上层为细沙、砾、卵石，平均厚度10～12m，其下为基岩。上段宜昌至云池为顺直段，首部有胭脂坝汊道，其右汊为支汊，仅中高水期过流；下段云池至枝城为弯曲段，由宜都和白洋弯道组成，宜都弯道的南阳碛枯水期分江流为南泓、北泓，右岸有清江入汇。

图5-70　宜昌至杨家脑河段的河势图

本河段河床形态、洲滩格局和河势长期以来相对稳定，河道演变主要表现为河床周期性冲淤变化。葛洲坝水利枢纽建成后，全河段河床发生明显冲刷，但全河段河势和胭脂坝汊道等洲滩格局均无明显变化。1998年大洪水后，宜都弯道仍保持左汊为主汊的两汊分流态势。

三峡工程建成后，据上述坝下游冲刷数学模型计算结果，本河段河床平均冲刷深度达1.0m，预计全河段河势不致出现较大变化，胭脂坝汊道仍维持现有主支汊格局；清江的隔河岩、高坝洲和水布垭水利枢纽全部建成后，清江入汇长江的水沙将得到控制，有利于宜都弯道的稳定，白洋弯道亦将保持现有规顺的弯道形态。

2.枝城至杨家脑河段

枝城至杨家脑河段全长57km（图5-70），为低山丘陵区向冲积平原区过渡的河段，两岸多为低山丘陵控制。河床由沙夹卵石组成，厚20～25m，下为基岩。本河段属弯曲型河道，洋溪和江口为两个有支汊的弯道，有关洲、柳条洲和江口洲；两弯道之间为长顺直微弯段，有董市洲和芦家河江心碛组成的两个汊道段；右岸有松滋口分流入洞庭湖。本河段历年河床平面形态、洲滩格局和河势相对稳定，但局部河段年内冲淤幅度较大。下荆江裁弯工程和葛洲坝水利枢纽竣工后，河床发生明显冲刷，但河势和洲滩格局无明显改变。1998年大洪水后，洋溪弯道的关洲左侧崩退较大，左汊有所扩大，但关洲的洲头和洲尾位置未变，关洲中部的串沟也有所扩大；董市汊道的左汊仍为支汊，上段略有扩大；江口汉道的中汊发展，柳条洲增宽，江口洲右缘崩退。

三峡工程建成后，本河段将发生冲刷，据上述坝下游冲刷数学模型计算结果，河床平均冲深达2.0m左右，预计松滋口分流有减少趋势，全河段河势不会有较大变化，但局部河段河势将有不同程度调整。洋溪弯道平面形态仍保持相对稳定，由于关洲右汊位于弯道凹岸一侧，中枯水期右汊进口面迎主流，仍将保持其主汊地位。随着松滋口分流的自然调整或建闸控制，董市汊道左汊和江口汊道的左汊将萎缩，松滋口至江口弯道之间的长顺直微弯段河势将发生局部调整。

3.杨家脑至藕池口河段

杨家脑至藕池口河段长114.7km，为弯曲型河道，包括涴市、沙市、公安、郝穴4个弯道和太平口、马家嘴、杨家场、新厂4个顺直段，河段内有马羊洲、三八滩、金城洲和突起洲等江心洲（图5-71）。两岸护岸工程经过历年建设和加固，全河段的总体河势基本稳定。河道演变主要表现为河床随不同水文年的冲淤变化，长顺直段主泓的变动，以及三八滩、金城洲分汊段的主支汊交替易位。马羊洲、突起洲左汊为支汊，均淤积萎缩，但中高水期仍过流。自1967年下荆江裁弯工程实施以来，本河段河床曾发生明显冲刷，随着70年代两岸护岸工程的大力加固，总体河势仍保持稳定。太平口顺直段长13km，为长顺直放宽河段，深泓变动幅度较大，20世纪80年代末，太平口附近出现心滩雏形，随着心滩的发育和右槽发展，90年代后期右深槽较左深槽略低，深泓偏靠右岸。1998年大洪水后，马羊洲汊道的支汊变化不大；三八滩被水流冲失，右汊左移至原三八滩的中部；金城洲左汊恢复为主汊。马家嘴顺直段长16km，为长顺直放宽河段，历年来深泓左右、上下移动幅度较大。1998年大洪水后，突起洲左汊扩大，2001年7月左汊流量达6570 m3/s，分流比为53.7%，当年枯季被辟为主航道。新厂顺直段长16km，河道顺直放宽，深泓历年上下移动幅度长达10余km。

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图5-71　杨家脑藕池口河段的河势图

三峡工程建成后，本河段将发生沿程冲刷，据上述坝下游冲刷数学模型计算结果，本河段河床平均冲深达3m左右。预计全河段护岸工程经过进一步加固，2009年三峡工程建成时，总体河势将更为稳定，但随着三峡工程运用，水库下泄水流含沙量减少和松滋口分流量减少，致使本河段河床冲刷，过流量增大，将导致局部河段如太平口、马家嘴、新厂长顺直段以及长约2km的杨家场短顺直段河势可能发生不同程度调整，三八滩、金城洲和突起洲汊道的主支汊的兴衰，以及沙市、公安和郝穴弯道凹岸水流顶冲位置的变化。

4.藕池口至城陵矶河段

藕池口至城陵矶（下荆江）为蜿蜒型河道，全长约175.5km（图5-72）。自1967年以来，中洲子、上车湾裁弯工程实施和沙滩子河弯自然裁弯后，全河段河势发生较剧烈的调整。1984年开始实施下荆江河势控制工程，金鱼沟至荆江门长约90km河段的河势已得到初步控制，1998年大洪水后，河势未发生重大改变。河段内的石首河段、监利河弯和熊家洲至城陵矶河段，河势仍未稳定。乌龟洲右汊仍为主汊，但其深泓线偏靠乌龟洲右缘，岸线崩坍。

三峡工程建成后，下荆江河床将发生明显冲刷，据上述坝下游冲刷数学模型计算结果，河床平均冲深达5m左右，荆江三口分流分沙量减少，导致下荆江监利站年平均流量将由10100m3/s（1956～1966年）和12200m3/s（1988～1996年）增大至13000m3/s左右。预计经过今后进一步实施下荆江河势控制工程，总体河势仍将保持稳定，两个同向弯道之间长仅5km的碾子湾顺直段，两弯道间长仅5km的塔市驿顺直放宽段，以及两个同向弯道间长10km的盐船套长顺直段，曲率过大的弯道或两弯道间过渡段过短的金鱼沟至调关、荆江门、孙良洲至城陵矶河段，局部河势将发生不同程度的调整。

5.城陵矶至徐六泾河段

城陵矶至徐六泾河段为分汊型河道，分汊段的河势多受两岸节点控制，近50年来兴建了大量护岸工程，全河段整体河势已基本得到控制，河道演变主要表现为汊道段各汊和单一段的河床冲淤及局部河势变化，以及鹅头形汊道少数支汊萎缩。三峡工程建成后，全河段发生沿程冲刷，其冲刷强度自上游往下游逐步发展，历时较长。预计全河段河势不会发生重大调整，顺直形汊道和微弯形汊道中各汊的主支汊地位将维持不变，支汊淤积。鹅头形汊道主支汊交替现象仍继续存在，分流比较小的支汊则将进一步萎缩。

图5-72　藕池口至城陵矶河段的河势图

（三）河床形态的调整

1.纵断面的调整

冲积平原河道的河床纵断面，一般从水面线的沿程变化得到一定程度的反映。长江中下游水面比降一般呈沿程递减规律。荆江段多年平均水面比降为0.366‱～0.556‱，水面比降的变化除受河床形态影响外，还受径流季节变化、三口分流和洞庭湖出流顶托等因素的影响。上荆江汛期比降大于枯期，下荆江枯期比降大于汛期；汛期上荆江水面比降一般大于下荆江，枯水期则两者约相等。城陵矶至徐六泾段高水比降均大于低水比降，其中城陵矶至湖口段多年平均水面比降为0.216%，湖口至安庆段为0.213‱，安庆至南京段为0.188‱～0.144‱，南京以下为0.097‱。三峡工程建成后，水库下泄水流的含沙量减小，长江中下游自上游至下游沿程逐步发生冲刷，通过河床比降调平、床面粗化等方面达到河床新的冲淤平衡。其中宜昌至城陵矶河段比降调整幅度较大，且较其他河段较早完成。荆江三口分流减少、干流流量增大以及洞庭湖出流的减少，也将对荆江段纵断面调整带来一定影响。

以上是长江中下游全河段河床纵断面调整的总体趋势。对于上荆江枝城至杨家脑河段，由于地质地貌条件和河床长期演变的结果，其河床形态具有两个特点，一是河床平面上沿程宽窄相间，河段内有关洲、芦家河、董市和江口4个宽段，以及枝城大桥、吴家港、姚港、枝江和七星台5个窄段（图5-70）；二是河床由卵石夹沙组成，河段末端处于沙夹卵石河床与沙质河床的过渡段。三峡工程建成后，坝下游河床冲刷过程中，姚港至昌门溪段和江口至杨家脑段可能出现局部河段水面比降增大的现象。

姚港至昌门溪为长仅3km的窄顺直段，平滩河宽1.0～1.4km，其上游为芦家河卵石碛坝，下游为董市洲汊道，左岸岸线突出，为抗冲性较强的粘性土层，右岸为上百里洲冲积土层，已建护岸工程。三峡工程建成后，随着其下游河床冲刷，本段水面比降可能较建坝前有所增大。

江口至杨家脑段处于沙夹卵石河床与沙质河床的过渡段，类似汉江中游茨河至襄阳段。丹江口水库建成后，因受水库下泄清水的冲刷，在河床粗化与床面泥沙组成沿程调整的同时，该段水面比降增大6.8%～9.6%（表5-24）。与此类似，江口至杨家脑段在三峡建坝后，亦可能出现水面比降增大的现象。

2.横断面的调整

冲积平原河道横断面的尺度决定于河道的河床组成、流量、比降和含沙量等因素，其宽度与深度比值则很大程度取决于河岸与床面泥沙组成及抗冲性的差异。长江中下游河道在长期的演变过程中，横断面形态已达到相对稳定，荆江河道则由于下荆江裁弯工程的实施，河道形态发生较明显调整。下荆江裁弯后，荆江河床冲刷，三口分入洞庭湖的水量减少，荆江过流量增大，导致上、下荆江的横断面形态发生相应调整。根据裁弯前后河道观测资料分析［26］，以裁弯后（1988～1996年）和裁弯前（1956～1966年）对比，上荆江年平均流量由12300m3/s增大至12600m3/s，增大2.4%，而下荆江则由10100m3/s增大至12200m3/s，增大达20.8%；上荆江主要由于断面有所冲深，断面积增大约12%，下荆江主要由于过流量加大，断面冲深和扩宽，断面积增大约15%；上荆江断面宽深比（/H，式中：B为平均河宽，H为平均水深）略有减小，下荆江则基本不变（表5-50）。三峡工程建成后，汛期洪峰削减，枯水期流量增加，但流量过程线无重大改变，长江中下游河道的横断面宽深比不会发生重大调整，仅在冲刷强度较大的宜昌至城陵矶段，宽深比将发生不同程度的调整。宜昌至枝城和上荆江河段，河岸组成抗冲性较强和今后护岸工程的进一步加强和保持稳定，河床冲刷的同时，宽深比可能略有减小。下荆江则因坝下游沿程冲刷和三口分流减小导致的过流量增大与河床相应冲刷扩大，横断面宽深比将基本不变。长江中下游城陵矶以下河段，三峡建坝后河床冲刷强度相对不大，横断面宽深比将保持不变。

表5-50　荆江河床的形态

注　以平滩水位以下断面量算（相应宜昌流量为3万m3/s）。

综上所述，三峡水库蓄水运用后，长江中下游河道的河床形态和河道演变规律总体上不会有重大改变，即基本河型不变，但各河段的河势将在较长时期内有不同程度的调整；坝下游河道冲刷是自上游往下游推进的，各河段的河势调整也是逐步发展的；河势调整过程中河岸可能发生崩坍，但从水流冲刷河床、近岸局部河床冲深、岸坡变陡到发生河岸崩坍也须经历一个由量变到质变的渐变过程。因此，三峡水库蓄水运用后，在继续加固原有护岸工程的同时，加强坝下游河道演变监测，结合河道实体模型试验研究和数学模型计算分析，提出各河段河道演变预报，以便及时调整河势控制工程布局和加固已建护岸工程，稳定长江中下游河道的河势，并逐步将其整治成为适应沿江社会经济发展的优良河道。