坝下游河道冲刷问题及解决方案

三峡水库蓄水运用后至2013年，宜昌—湖口河段总体表现为“滩槽均冲”，以基本河槽为主，约占平滩河槽冲刷量的90%。从冲淤量沿程分布来看，河道冲刷以宜昌—城陵矶河段为主，见表2.3-3。

表2.3-3　不同时期长江中游各河段平滩河槽冲淤量

2.3.2.1 宜昌—枝城河段

宜昌—枝城河段长约60.8km，是从山区河流进入平原河流的过渡段，为顺直微弯型河道，右岸有清江入汇，两岸有低山丘陵和阶地控制，河岸抗冲能力较强，河床为卵石夹砂，局部有基岩出露。由于受两岸边界条件的制约，河道平面形态和洲滩格局长期以来保持基本不变，河势相对稳定，河床冲淤年内呈周期性变化，年际冲淤维持相对平衡。

三峡水库蓄水运用后，宜昌—枝城河段河床冲刷剧烈。2002年10月—2013年10月，该河段平滩河槽累计冲刷泥沙量为1.44亿m3，河段年平均冲刷量为0.13亿m3，不仅大于葛洲坝水利枢纽建成后1975—1986年的0.069亿m3（其中还包括采砂量），也大于三峡水库蓄水运用前1975—2002年的0.053亿m3。

从冲淤量的时间分布来看，河床冲刷主要集中在三峡水库蓄水运用后的前几年，如三峡工程围堰蓄水期，冲刷量为8140万m3，约占该河段总冲刷量的56.5%；之后冲刷强度逐渐减弱。

宜昌—枝城河段河床冲刷以纵向下切为主。2002年10月—2013年10月，枯水河槽平均冲刷深度为2.12m，深泓纵剖面平均冲刷下切3.9m，最大冲刷深度为19.3m，发生在大石坝附近（距葛洲坝枢纽约57.9km），如图2.3-2所示。

图2.3-2　长江宜昌—枝城河段纵剖面变化

2.3.2.2 荆江河段

枝城—城陵矶河段称为荆江，长约347.2km。其中，枝城—藕池口为上荆江，长约171.7km，为弯曲分汊型河道，河床组成主要为中细沙，床沙平均中值粒径约为0.2mm，上段枝城—江门段河床有砾卵石；藕池口—城陵矶为下荆江，长约175.5km，自然条件下属典型的蜿蜒型河道，河岸大部分为现代河流沉积物组成的二元结构，河岸抗冲能力较上荆江弱。河床由中细沙组成，卵石层深埋床面以下，床沙平均中值粒径约为0.165mm。

三峡工程修建前，荆江河床冲淤变化频繁。1966—1981年在下荆江裁弯期及裁弯后，荆江河床一直呈持续冲刷状态，累计冲刷泥沙量为3.46亿m3；1981年葛洲坝水利枢纽建成后，荆江河床继续冲刷，1981—1986年冲刷泥沙量为1.72亿m3。至三峡水库蓄水运用前，荆江河床仍以冲刷为主，但冲刷强度减小。三峡水库蓄水运用以来，根据断面观测资料统计，2002年10月—2013年10月，荆江河段累计泥沙冲刷量为6.98亿m3，年平均冲刷量为0.63亿m3，远大于三峡水库蓄水运用前1975—2002年年平均冲刷量（0.14亿m3）。荆江在三峡水库蓄水运用之初冲刷强烈，其中：围堰蓄水期冲刷量为3.28亿m3，约占总冲刷量的47%，年平均冲刷量为0.82亿m3；初期蓄水期冲刷量为0.357亿m3，年平均冲刷量为0.177亿m3；试验性蓄水期冲刷量为3.34亿m3，年平均冲刷量为0.67亿m3。从冲淤量沿程分布来看，上、下荆江冲刷量分别占总冲刷量的56%和44%。

由于河势控制工程的作用，荆江总体上平面变形不大，以冲刷下切为主，如图2.3-3所示。2002年10月—2013年10月，荆江河段枯水河槽平均冲刷深度为1.60m，深泓纵剖面平均冲刷深度为1.19m，最大冲刷深度为15.0m（位于乌龟洲附近的荆145断面）。局部河段主流线摆动频繁，使局部河势处于不断调整之中，特别是在一些稳定性较差的分汊河段（如上荆江的沙市河段太平口心滩、三八滩和金城洲段），弯道段（如下荆江的石首河弯、监利河弯和江湖汇流段），以及一些长顺直过渡段，水流顶冲位置的改变对河岸及已建护岸工程的稳定造成不利影响，部分河段发生河道崩岸；下荆江调关弯道段、熊家洲弯道段主流摆动导致出现切滩撇弯现象。

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图2.3-3　长江荆江河段深泓纵剖面冲淤变化

2.3.2.3 城陵矶—汉口河段

城陵矶—汉口河段长约251km，三峡水库蓄水运用前总体表现为淤积；三峡水库蓄水运用以来，河道河床有冲有淤，总体表现为冲刷。2002年10月—2013年10月，平滩河槽冲刷量为1.11亿m3，冲刷强度为3.7万m3/（km·a），远小于同期荆江河段的冲刷强度[18.27万m3/（km·a）]，也小于汉口—湖口河段的冲刷强度。城陵矶—汉口河段冲刷也主要集中在枯水河槽，冲刷量为0.83亿m3，占总冲刷量的75%。

城陵矶—汉口河段河床断面形态未发生明显变化，河势总体稳定，局部河段河势变化较明显：界牌河段螺山边滩冲刷下移，新堤夹分流比减小，新淤洲头部冲刷坑面积扩大，簰洲湾进口段深泓左摆。城陵矶—汉口河段枯水河槽平均冲刷深度为0.28m，深泓平均冲刷深度仅为0.19m，冲刷主要在嘉鱼及其下游河段，最大冲刷深度为8.0m（簰洲湾附近），如图2.3-4所示。

2.3.2.4 汉口—湖口河段

汉口—湖口河段长约295km。三峡水库蓄水运用前，河段河床冲淤大致可以分两个阶段：第一阶段为1975—1998年，河床持续淤积，累计泥沙淤积量为5.0亿m3，年平均淤积量为0.217亿m3；第二阶段为1998—2001年，河床大幅冲刷，累计泥沙冲刷量为3.34亿m3，年平均冲刷量为1.11亿m3。

三峡水库蓄水运用以来，汉口—湖口河段河床有冲有淤，总体为冲刷。2002年10月—2013年10月，该河段平滩河槽冲刷量为2.37亿m3，冲刷强度为6.68万m3/（km·a）；冲刷也主要集中在枯水河槽，枯水河槽至平滩河槽间同期略有淤积，淤积量为0.25亿m3。

图2.3-4　长江城陵矶—汉口河段深泓纵剖面冲淤变化

从沿程分布看，汉口—湖口河段冲刷主要集中在九江—湖口河段，冲刷量为1.12亿m3，占河段总冲刷量的43%；九江以上河段，以黄石为界，主要表现为“上冲下淤”，汉口—黄石的回风矶河段（长约124.4km）冲刷量较大，其平滩河槽累计泥沙冲刷量为1.33亿m3，黄石—田家镇段河段（长约84km）泥沙淤积量为0.565亿m3。

深泓纵剖面有冲有淤，除黄石、韦源口及田家镇河段深泓平均淤积抬高外，其他各河段均以冲刷下切为主。汉口—湖口河段枯水河槽平均冲刷深度为0.72m，河道深泓线平均冲刷深度为0.94m，最大冲刷深度为7.4m，如图2.3-5所示。

图2.3-5　长江汉口—湖口河段深泓纵剖面冲淤变化

2.3.2.5 湖口—江阴河段

湖口—江阴河段长约659km，为宽窄相间、江心洲发育、汊道众多的藕节状分汊型河道。2001—2011年，湖口—江阴河段平滩河槽泥沙冲刷量为6.88亿m3，其中大通至江阴段冲刷量为5.32亿m3，冲刷强度为10万m3/（km·a）。由于各分汊河段的河型和河床边界组成各不相同，不同河段的冲淤变化有所不同。湖口—大通河段，在平滩水位下除马当河段表现为淤积外，其他河段均出现冲刷，冲刷量最大的是贵池河段，最小的是上下三号河段。