典型河段岸滩侧蚀对航道的影响分析

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【摘要】：图6.2-8清水冲刷后长江中游太平口水道洲滩边界变化由腊林洲边滩有、无侧蚀情况下太平口水道3.5m航深线的预测对比结果可看出，腊林洲边滩的守护措施，对于“南槽-北汊”航道格局的稳定具有重要作用。因此，以已建航道整治工程为依托，进一步实施航道整治工程措施，守护较为有利的洲滩格局，防止腊林洲边滩侧蚀后退，同时适当恢复腊林洲低滩的滩体，是强化和稳定该水道“南槽-北汊”航道格局的基础。

本节采用岸滩侧蚀三维数值模型，以洲滩冲淤变化显著的长江中游太平口水道为例，研究清水冲刷条件下岸滩侧蚀对航道条件的影响。

6.2.3.1 河道概况

太平口水道位于长江中游上荆江的中上段，上起陈家湾，下至玉和坪，全长22km，如图6.2-6所示。近年来，腊林洲头部及低滩部位处于持续崩退的状态，且崩退速度有所加快，洲滩的崩退使主流右移，三八滩南汊分流比增加，北汊易淤积，从而影响太平口水道“南槽-北汊”的航道格局。建立太平口水道岸滩侧蚀三维水沙动力学模型，并采用实测资料进行模型验证，研究清水冲刷条件下腊林洲边滩侧蚀对该水道航道条件的影响。

6.2.3.2 模型范围与计算域网格

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图6.2-6　长江中游太平口水道河势图

模型计算范围上起竹林子，下至玉和坪，模拟主河道长约18km，包括太平口心滩、腊林洲边滩和三八滩等洲滩。模型采用贴体曲线非正交网格，平面计算网格为280×130，垂向网格分为10层。

6.2.3.3 模型验证情况

根据2012年2月23日枯水（Q=6233m3/s）测验资料和2010年8月14日中水（Q=16350m3/s）测验数据，进行模型水流动力条件的验证计算，验证计算内容包括中水、枯水两种水情下河道沿程水位和断面流速分布。验证结果表明，模型计算断面流速和水位分布与实测结果符合较好。

河床冲淤验证计算以2011年1月的地形作为初始地形，模型进口流量、含沙量以及悬沙级配采用2011年1月—2013年7月沙市站实测资料，出口边界由水位控制。验证结果表明，模型计算结果与实测结果符合较好。三峡水库运行后，该河段总体以冲刷为主，模型可较好地反映河段的冲淤分布特征，能够反映时段内河道右侧腊林洲边滩的侧蚀冲刷情况，相应的，三八滩南汊出现明显冲刷，北汊进口处则呈淤积态势。

6.2.3.4 腊林洲边滩侧蚀对航道条件影响分析

三峡水库蓄水运用后，腊林洲头部及低滩部位处于持续崩退的状态，且崩退速度有所加快，洲滩的崩退使主流右移、三八滩南汊分流比增加，从而影响太平口水道“南槽-北汊”的航道格局。计算中选取三峡水库175m试验性蓄水运用后的2009—2013年水沙过程（共计5年），以2011年1月地形为起始地形，对不同岸滩边界条件下（腊林洲边滩可冲或不可冲）的河道演变特征进行模拟研究，分析腊林洲边滩稳定与否对太平口水道3.5m航道条件的影响。

2011年1月现状航道条件下，太平口水道3.5m航道维持从太平口心滩南侧深槽向三八滩北侧深槽（即荆州公路大桥的主通航孔侧）过渡的态势，即“南槽-北汊”的航道格局，且三八滩北汊3.5m航宽略大于南汊。

河道右侧腊林洲边滩不考虑侧蚀冲刷时（即考虑全面的洲滩守护工程），经过2009—2013年水沙过程后，太平口水道3.5m航道条件预测结果如图6.2-7所示。结果表明，河道整体表现为冲刷，其中三八滩南汊冲刷表现较为明显，但腊林洲边滩仍具有一定的挑流效果，该水道3.5m航道仍可基本维持“南槽-北汊”的航道格局，且三八滩南、北汊3.5m航宽基本一致，但三八滩北汊进口衔接段航宽仍较窄。此外，从南汊右侧边滩变化来看（腊林洲边滩下游），由上游冲刷带来的泥沙在此出现淤积，边滩尾部呈下延态势。

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图6.2-7　长江中游腊林洲边滩有、无侧蚀条件下3.5m航道条件预测结果对比

考虑侧蚀冲刷时，经过2009—2013年水沙过程后，河道总体表现为冲刷，三八滩南汊的冲刷程度较腊林洲边滩不可冲时更为明显。此外，腊林洲边滩侧蚀崩退后，其挑流作用减弱，主流南移，三八滩南汊3.5m航宽大于北汊，且三八滩北汊进口衔接段3.5m航道宽度缩窄明显，3.5m航深线有明显断开趋势，使该水道3.5m航道无法维持“南槽-北汊”的航道格局。此外，从南汊右侧边滩来看（腊林洲边滩下游），与腊林洲边滩不考虑侧蚀冲刷时相似，由上游冲刷带来的泥沙（包括河道冲刷以及边滩侧蚀）在此出现淤积，边滩尾部呈明显下延态势，且下延态势较腊林洲边滩不考虑侧蚀冲刷时更为明显。

为了更直接地说明清水冲刷后洲滩边界变化特征，将起始洲滩边界与清水冲刷后洲滩边界进行对比，结果如图6.2-8所示。由图可见，清水冲刷条件下，心滩面积均有所减小（包括太平口心滩及三八滩）；从腊林洲边滩来看，其侧蚀后退后，主流南偏，对三八滩北汊挑流的作用减弱，相应的，对岸边滩下移，使得三八滩北汊进口出现淤积，航道条件恶化；另外，从上游岸滩侧蚀及河道冲刷带来的泥沙，在腊林洲尾部出现一定程度淤积，边滩尾部表现为下延态势。

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图6.2-8　清水冲刷后长江中游太平口水道洲滩边界变化

由腊林洲边滩有、无侧蚀情况下太平口水道3.5m航深线的预测对比结果可看出，腊林洲边滩的守护措施，对于“南槽-北汊”航道格局的稳定具有重要作用。因此，对于具有显著洲滩变化的太平口水道航道治理而言，首先应控制住不断变化的河势格局。因此，以已建航道整治工程为依托，进一步实施航道整治工程措施，守护较为有利的洲滩格局，同时适当恢复腊林洲低滩的滩体，是强化和稳定该水道“南槽-北汊”航道格局的基础。

综上所述，对于洲滩冲淤变化显著的太平口水道而言，该河段河床以及未守护低滩部位将会进一步产生冲刷。河道右侧腊林洲边滩稳定与否，对于太平口水道“南槽-北汊”航道格局的稳定具有重要作用。因此，以已建航道整治工程为依托，进一步实施航道整治工程措施，守护较为有利的洲滩格局，防止腊林洲边滩侧蚀后退，同时适当恢复腊林洲低滩的滩体，是强化和稳定该水道“南槽-北汊”航道格局的基础。

典型河段岸滩侧蚀对航道的影响分析

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