中国分类号：TV147 文献标识码：A 文章编号:1001 - 4179(2008) 06 - 0021 - 03
监利河段位于长江中游下荆江河段中段，其上临沙滩子自然裁弯段，下接上车湾人工裁弯段。多年来先后受下荆江裁弯、葛洲坝水利枢纽、三峡水利枢纽等工程的影响，以及建国以来护岸工程的实施，特别是1999年以来长江重要堤防隐蔽工程的实施等等，均对该河段的水沙条件及河床边界条件产生了一定的影响。三峡工程蓄水运用以来，由于水库的拦蓄作用，清水下泄，坝下游发生自上而下的沿程冲刷。监利河段在上游来水来沙及河床边界条件发生变化的情况下，其横断面形态必然会有一定的调整，从而给该河段的防洪及河道治理等带来一定的影响。本文正是基于这一点，总结了自1980年以来监利河段河道横断面的演变特点，研究其调整规律，并对监利河段的横断面演变趋势进行了预估，为该河段今后的河道治理提供一定的参考依据。
1 河道概况
监利河段上起鹅公凸，下至盐船套，全长约50km，整个河段上下两端窄、中间宽，拓卡前最窄处为780m（天字一号卡口），最宽处3200m（乌龟洲），平滩水位下的平均水深为11.2m。弯道凹岸监利矶头，其下端有监利港，弯道中间乌龟洲将弯道分为左右两汊，目前右汊为主汊，左汊为支汊；左岸为姚圻脑边滩，右岸有新沙洲边滩、大马洲边滩，见图1。
目前该河段主流自鹅公凸进入本河段以后一直贴右岸下行至江洲汽渡，随后经江洲汽渡逐渐过渡到乌龟洲的右汊，顶冲乌龟洲右缘，贴右缘下行出乌龟洲右汊，顶冲下游太和岭一带，进入监利河弯与荆江门河弯之间的过渡段。在过渡段内，主流左右岸之间来回摆动，先后顶冲天字一号段、天是阁段、洪水港段，最后过渡到左岸顶冲杨岭子至盐船套一带出本河段。近几年来该河段主流较为稳定。
监利水文站为该河段水沙特征代表站，多年平均径流量3581亿m3（1955-2005年），多年平均输沙量3.52亿t（1955-2005年）。20世纪90年代以来，监利站的输沙量呈逐年递减的趋势，2003年6月三峡水库蓄水运用后，该站的输沙量进一步减小。监利站的径流和泥沙年内分配不均匀，汛期中5-10月径流量占全年75.5%，沙量占全年90%。悬移质中值粒径为0.025mm。
监利河段的河床主要由细砂组成，中值粒径为0.12-0.21mm，卵石层在床面以下埋藏较深，河床的抗冲性较差。河岸边界有一定差异，左岸为江汉平原，地势低洼，河岸组成为疏松沉积物，具有二元结构特征；右岸有墨山丘陵阶地，为花岗岩组成且在塔市驿有基岩出露，形成控制河道南摆的节点，沿塔市驿而下至天字一号右岸为丘陵山脚和河漫滩谷地，基本上属粘性土层，中间夹有较薄的砂层，抗冲能力较强。目前该河段南北两岸主要险工段基本实施了护岸工程，河岸处于相对稳定状态。
图1 监利河段示意
2 横断面调整特点
2.1 主要横向摆动变化
统计监利河段1980年以来各典型断面的实测断面资料（见表1）可知，监利河段弯曲段（荆142-荆147）主槽最深点的横向摆动幅度自1980年以来均较大，并且以1998年以前的摆动尤为剧烈，1980-1998年该段主槽最深点最大摆幅为2475m，们于荆144至荆145附近，见图2、3。1998年以后，其摆幅相对有所减小，但相比较于上、下游河段，其变化幅度仍较大，三峡工程蓄水运用以前，最大摆幅为890m。三峡工程蓄水运用后至2006年6月，由于受上游变化的水沙条件的影响，其横断面主槽最深点摆动的幅度有所增大，但仍小于1998年以前的摆动幅度，最大摆幅为1335m，位于该河段汊道分流区内乌龟洲洲头附近（荆142），见图4，该段其余断面横向摆幅最大仅450m。
表1 监利河段典型断面主槽最深点横向最大摆动情况 m
图2 荆144荆固横断面
图3 荆145荆固横断面
图4 荆142荆固横断面
相对于弯曲段，上、下游过渡段的主槽最深点横向摆动较小，但历年来其变化的规律与弯曲段基本类似，即三峡工程蓄水运用以前，主槽横向摆动幅度较大，最大为1125m，之后，摆动幅度整体渐趋稳定，最大不超过300m。但在监利河段汊道分流区处，主槽的摆动不定，相对三峡工程蓄水运用以前还稍有所增大，如断面荆138、荆140，主槽横向摆动幅度分别由三峡建成前的215、95m，增大到三峡建成后的285、140m，上游水沙条件的变化及左岸姚圻脑边滩的兴衰是造成这一变化的可能原因。
2.2 平滩水位下主槽面积的变化
根据本文研究的需要，将监利河段自上而下分为3段，即上游过渡段（荆134至荆139）、弯曲段（荆139-1至荆147）、下游过渡段（荆147-1至荆170），各段内各典型断面平滩面积的平均值历年的变化情况见表2。
表2 监利河段各河段平滩水位下主槽面积统计 m2
由表2可知，监利河段内各河段平滩水位下的主槽面积在1980-2006年年际间随来水的丰枯有增有减，只是变化的幅度有所不同。具体表现在：上、下游过渡平滩面积的变化趋势在2002年10月以前整上基本一致，即1993年汛后以前平滩面积整体有所增大，随后整体又呈下降的趋势，上、下游过渡段的平均主槽面积分别由1993年汛后的13355、15961m2减小到2002年汛后的13188、14874m2。2002年10月以后，上、下游过渡段的主槽面积变化有所不同。上游过渡段主槽面积先增后减，三峡工程蓄水运用以后整体呈减小趋势，2003年10月至2006年6月面积累积减小约400m2，即受上游水沙条件变化的影响，河床整体累积有所淤积；下游过渡段在三峡工程蓄水运用后槽面积增减交叉存在，但整体稍有所减小，幅度不大，即该段在近几年间冲淤基本平衡。
弯曲段由于地处监利弯曲分汊河段内，受上游来水来沙条件变化以及河段内乌龟洲洲体冲淤变化的影响，其平滩面积呈现与过渡段不同的规律，尤其是在三峡工程蓄水运用以后的近几年内。三峡工程蓄水运用后，该段主槽面积整体呈增大的趋势，由2003年10月的18588m2增大到2006年6月的19239m2，增大3.5%，即河床在2003年以后累积有所冲刷，但冲刷幅度不大。
2.3 平滩宽深比的变化
由表3可知，监利河段内各河段宽深比的大小有所不同，即各河段的宽浅幅度不同。弯曲段宽深比最大，相对较为宽浅，其次为下游过渡段，上游过渡段最为窄深，宽深比数值最小，三者的变化范围分别为4.49-5.95、2.59-4.17、2.00-3.31。三峡工程蓄水运用后至2006年6月，监利河段各段的宽浅幅度渐趋稳定，弯曲段宽深比与三峡工程蓄水运用以前相比，整体有所减小，即原有的宽浅幅度稍有所减弱；上、下游过渡段的宽深比大小整体有所增大，相应的河床的窄深程度有所缓和。
表3表明，监利河段内各河段宽深比的变化趋势基本一致，即在1993年汛后以前宽深比累积有所增大，上游过渡段、弯曲段、下游过渡段分别增加0.90、1.46、1.16，可见弯曲段宽深比增加最为明显；1993年汛后至2002年汛后，宽深比又呈减小趋势，弯曲段下降幅度最大，宽深比由1993年的5.95减小到2002年的4.67，减小21.5%，持续的大水年，河床遭受冲刷是发生该变化的可能原因；三峡工程蓄水运用后至2006年6月，由于清水下泄，监利河段河床稍有冲刷，导致监利河段各河段的宽深比累积均稍有减少。其中以鹅公凸--姚圻脑之间的上游过渡段宽深比减少居多，为0.61。
表3 监利河段各河段宽深比统计
2.4 平滩河宽及平均水深的变化
表4及表5所示的为各河段的平滩河宽、平均水深随各水文年的变化情况。由表可知，监利河段内各河段的平滩河宽的大小整体表现为：弯曲段>下游过渡段>上游过渡段。平均水深的大小规律与平滩河宽相反。平滩河宽的整体变化规律与宽深比类似，基本遵循先增加后减小，2002年以后其变化趋势呈倒“U”形。三峡工程蓄水运用后至2006年6月，平滩河宽整体上表现为：上游过渡段累积有所缩窄，且缩窄幅度较大，由2003年10月的1313m缩窄为2006年6月的1063m缩窄19.0%；下游过渡段平滩河宽先逐年稍有展宽，随后又有所缩窄，累积稍有缩窄，但幅度小于上游过渡段。弯曲平滩河宽虽稍有展宽，但展宽幅度不大，整体较为稳定。
表4 监利河段各河段平滩河宽统计 m
表5 监利河段各河段平均水深统计 m
平均水深多年来有升有降，变化趋势与平滩河宽正好相反。2003年6月三峡工程蓄水运用后，各河段的平均水深累积均有所刷深，但刷深的幅度稍有差异。其中上游过渡段受三峡工程蓄水运用的影响刷深最为严重，2003年10月至2006年6月河床累积平均刷深1.90m，下游过渡段平均冲刷的深度次于上游过渡段，为0.90m，弯曲段最小，仅为0.10m。
3 演变趋势预估
三峡工程蓄水运用后，由于水库的拦蓄作用，洪峰流量明显减小，枯水流量加大，中小历时延长，水量年内分配逐渐均匀化。并且大量的粗颗粒的泥沙被水库拦截在库内，下泄的水流含沙量将明显偏低，促使下游河床在一定时期内将发生自上而下的沿程冲刷。
监利河段位于长江中游下荆江河段中段。由监利水文站实测的水沙资料（见图5）可知。
图5 监利站年径流量与年输沙量模比系数历年变化
1950年以来，监利站的年径流量整体呈增加的趋势，三峡工程蓄水运用以后，年径流量也是逐年增加；年输沙量递减的趋势较为明显，2003年6月三峡工程的蓄水运用使监利站的年输沙量进一步减少。另外，监利河段目前的边界条件已不是完全由二元结构组成，该河段南北两岸主要险工段基本已被护岸工程所控制，从而在一定程度上约束了该河段的横向摆动。预计今后一定时期内，在水沙条件及河床边界条件不致于发生大的改变的情况下，监利河段河床交会进一步产生冲刷，并且整体以河床下切为主，横断面形态逐渐向窄深方向发展，上游过渡段在河床下切的同时，平滩河宽可能会进一步缩窄；弯曲段在河床冲刷下切的同时，平滩河宽有可能会随着乌龟洲洲体的冲淤变化面有所展宽，但冲深与展宽的幅度均不会太大；下游过渡段，在低含沙水流的作用下，河床累积可能稍有刷深。总之，监利河段冲刷下切到一定的程度，随着主流顶冲点的下降，以前未经守护的岸线可能会发生崩塌，河宽会有所加大，抑制了宽深比的进一步减小。
4 结语
监利河段位于长江中游下荆江河段中段。自1980年以来，由于受上游水沙条件及河床边界条件影响，监利河段的横断面形态发生了相应的调整，呈现一定的规律。预计今后一定时期内在水沙条件及河床边界条件不致于发生大的改变的情况下，监利河段河床将进一步产生冲刷，宽深比将有所减小，河床逐渐向窄深方向发展。应因势利导，加强河道两岸护岸工程的实施，防止崩岸等险情的发生。
参考文献：
[1] 黎礼刚，郑文洋，卢金友等.下荆江监利河段近期河道演变与综合整治初深.长江科学院院报，2006，（5）.
[2] 姚仕明，黄莉，洪建.长江中游周天河段河床演变分析.人民长江，2006，（7）
作者简介:黄莉,女,长江水利委员会长江科学院河流所,工程师。
