江湖传说：水沙关系的转变

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：图14-13荆江三口分流分沙比历年变化14.3.1.1荆江三口分流分沙变化荆江三口分流分沙变化的总趋势是沿时程逐渐递减，具有以下特点。表14-2荆江三口分流分沙变化分析三口分流流量与枝城流量的关系表明，枝城同流量下，三口分流流量沿时程逐渐减小。多年平均入湖悬移质沙量为1.6213亿t，其中三口1.318亿t，占入湖总量的81.3%，可见湖区的泥沙主要来自荆江三口。

荆江三口是连接长江与洞庭湖的纽带。当三口分流分沙发生变化时，洞庭湖及其出流、荆江河道将发生相应的调整变化，而荆江和洞庭湖的演变又反过来对三口分流分沙产生影响。因此，江湖水沙关系的变化集中反映了江湖关系的调整变化(卢金友，1996;罗敏逊，卢金友，1998;潘庆燊和卢金友，1999;唐日长，1999;卢金友，罗恒凯，1999;潘庆燊，2001)。

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图14-13　荆江三口分流分沙比历年变化

14.3.1.1　荆江三口分流分沙变化

荆江三口分流分沙变化的总趋势是沿时程逐渐递减，具有以下特点。

(1)荆江三口多年(1955～1995年)平均年径流量和输沙量分别为964亿m3和1.318亿t，分别占其上游枝城同期来量的21.66% 和25.44%。三口分流分沙逐渐递减，分流比(分流量占枝城径流量的百分数)由下荆江裁弯前1955～1966年平均的29.79%降至裁弯后1973～1980年的18.79%和1981～1995 年的15.7%，分沙比则由35.24%分别降至21.6%和19.0%。三口中分流分沙量减少最多的是藕池口，下荆江裁弯后松滋口取代藕池口成为分流分沙量最多的口门，藕池口退居第2位(如表14-2和图14-13所示)。

表14-2　荆江三口分流分沙变化

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(2)分析三口分流流量与枝城流量的关系表明 (见表14-3)，枝城同流量下，三口分流流量沿时程逐渐减小。20世纪80年代以来，除松滋口中、枯水期受葛洲坝水利枢纽运用等影响，分流递减率有所加大外，松滋口高水期及太平口、藕池口分流递减率较20世纪80年代以前均有较大幅度减小。

表14-3　枝城不同流量级下三口分流流量变化

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(3)三口历年分流分沙比变化过程表明 (见表14-3)，松滋口和太平口分流分沙比下降速率沿时程变化不大，呈较简单的累积性连续变化，其分流比与分沙比接近，其中太平口20世纪70年代以前分流比略大于分沙比，此后分流比略小于分沙比;松滋口自20世纪80年代中期开始分沙比略大于分流比。藕池口分流分沙比年际间跳动幅度较大，这主要是历年受洞庭湖出流顶托影响不同所致。分流分沙比下降速率以裁弯期间最大，而且藕池口分沙比较分流比大得多，下荆江裁弯后两者的差值有所减小。

综上所述，由于各口门所处位置不同，影响因素有所不同，同一枝城流量下分流变化趋势亦有所差别。松滋口和太平口离裁弯工程较远，所受影响相对较小;藕池口离裁弯工程较近，受裁弯影响明显。裁弯对三口分流分沙的影响，主要集中在20世纪80年代以前，20世纪80年代中期以后这种影响已基本消失。

14.3.1.2　洞庭湖水沙量变化

洞庭湖区水沙量主要来自荆江三口和湖区四水，来水组成复杂。入湖最大组合流量多出现在6～7月，历年入湖最大日平均流量62680m3/s(1954 年7 月30 日)。入湖多年(1955～1995年)平均年径流量2596亿m3，其中三口964亿m3，占37.13%，四水1632亿m3，占62.87%，说明入湖水量中四水来量是主要的。由于荆江三口分流逐渐递减，入湖水量亦逐渐减少(见表14-4)，而且三口与四水的来量对比发生了较大变化，1955～1966年三口来水量占入湖总量的47.08%，略小于四水来量，而至1981～1995年三口来量占入湖总量的29.74%，不及四水来量的一半。

多年(1956～1995年)平均入湖悬移质沙量为1.6213亿t，其中三口1.318亿t，占入湖总量的81.3%，可见湖区的泥沙主要来自荆江三口。与水量变化类似，入湖沙量亦逐渐减少，1981～1995年年均沙量仅为1956～1966年的52.5%。

洞庭湖出口的七里山站多年平均水沙量分别为2868亿m3和4330万t。与入湖水沙量变化相应，出湖水沙量亦逐渐减少，尤其是沙量减幅较大(见表14-4)。

由于裁弯后三口分流分沙减少，因此有效地减缓了洞庭湖淤积速度，裁弯后1967～1980年和1981～1995年平均淤积量分别为裁弯前1956～1966年的69.7%和53.1% (见表14-4)。

表14-4　入出湖水沙量变化

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14.3.1.3　荆江水沙量变化

由于三口分流的存在，荆江河段水沙量沿程递减。同时，因三口分流逐年递减，在上游同一来量下，荆江河段水沙量逐年增加，尤其是下荆江增加较多(见表14-5)。1989～1995年与1955～1959年相比，下荆江监利站年平均流量增大了3050m3/s，增大了33.1%。

表14-5　荆江河段水沙特征

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14.3.1.4　江湖水沙关系变化原因

江湖水沙关系变化主要是荆江三口分流分沙变化所引起。三口分流分沙变化受诸多自然因素和人为因素的影响，情况比较复杂。

1.自然因素的影响

自然状态下，三口分流分沙已不断减少，其影响因素主要有口门与干流河道的相对位置、口门附近干流河道河势变化、分流道的淤积以及洞庭湖的演变等。

当分流口门位于弯顶及其下游的凹岸或紧贴干流主流流向且侵占系数(分流道侵占主流的河宽与主流整个河宽之比值)较小时，则有利于分流且底沙进入口门较少，否则口门附近淤积较严重。松滋口分流道与干流主流流向约成60°交角，且侵占系数较小;太平口分流道与干流主流流向接近垂直，侵占系数近于零;藕池口分流道与干流流向约成30°交角，口门侵占主流河宽较多，有利于泥沙进入。因此，反映出松滋、太平两口分流递减率较小，藕池口则较大。

分流口门附近干流河道的河势变化直接影响分流。近几十年来松滋口口门附近干流河势变化不大，对分流影响相对较小;太平口口门位于两弯道之间的顺直长过渡段内，干流主流自20世纪60年代以来逐渐左移，对分流有所影响。进入20世纪90年代，口门附近干流河床出现江心滩，分水流为左右两汉，对分流应有利;藕池口口门位于郝穴与石首两弯道间的顺直长过渡段内，20世纪60年代以来，干流河势变化较大，主流多变，口门附近淤长出众多洲滩，并逐渐淤长合并上延，致使主流在口门以上即向左岸过渡或贴左岸，从而影响分流分沙。

分流道的淤积是三口分流分沙减少的重要原因之一。受干流及洞庭湖演变等许多因素的影响，三口分流道发生淤积，分流能力降低(见表14-6)。

表14-6　三口同水位下分流量变化

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注新江口和沙道观站水位为44m，弥陀寺站水位为42m，管家铺和康家岗站水位为38m。

洞庭湖的演变是三口分流变化的又一重要原因。一方面，经三口下泄的泥沙，部分淤积在分流道内，绝大部分输入湖区。由于分流道入湖处断面突然展宽，水流扩散，流速减小，泥沙落淤，并不断向湖中延伸，比降调平，从而影响三口分流分沙;另一方面，由于围垦和泥沙淤积，湖泊面积和容积不断缩小，湖床抬高，湖泊调蓄能力大幅度降低，这又反过来促使三口分流道淤积，尤其是分流道出口泥沙淤积加速而影响三口分流。

2.人为因素的影响

人为因素主要有下荆江裁弯工程和葛洲坝水利枢纽工程。下荆江裁弯后流程缩短约78km，比降加大，河床发生溯源冲刷，使上游同来流量下沿程水位发生不同程度的降低，从而加速了三口分流的递减进程。

葛洲坝水利枢纽兴建后，坝下游河道发生沿程冲刷，至20世纪90年代初，宜昌、枝城站枯水位分别下降约1.05m 和0.65m，洪水位无明显变化。因河床冲刷、水位降低，对松滋口枯水期的分流产生了明显影响，对太平口和藕池口影响不明显。

江湖传说：水沙关系的转变

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