第2章 河段河道演变及冲淤变化研究

2.1 宜昌—枝城河段

2.1.1 河道概况

宜昌—枝城河段上起宜昌市镇江阁（宜34）下至宜都市枝城镇（荆3），全长约59.8km，分为宜昌、宜都两个河段。其中宜昌河段为镇川门至虎牙滩，长约20km，宜都河段为虎牙滩至枝城水文站，长约37km。河段进出口分别设有宜昌和枝城两水文站。在宜都附近有支流清江入汇。

河道两岸主要有宜昌、虎牙滩、云池、白洋、清江口、城背溪、枝城等基岩节点控制，全河段发育有四至六级阶地，河岸抗冲性较强的黄黏土普遍发育，整段河势长期以来相对稳定。

宜昌—枝城河段为长江穿流白垩第三系中，其中宜都以上为顺直微弯型河段，宜都以下为弯曲型河段，如宜都弯曲段、白洋弯曲段、枝城洋溪弯曲段等。沿岸地貌以丘陵为主，且受地质构造与岩性控制明显，河谷走向与岩层倾向基本一致，谷坡比较缓和，边滩较发育，主要有胭脂坝、张家嘴边滩、南阳碛、大石坝边滩等。

宜昌—枝城河段主要洲滩为卵砾石或卵砾石夹砂，河床物质组成沿程分布总体表现为：河床物质成分具有由多类到单一，床沙级配范围由宽变窄的分布特征；卵砾石洲滩床沙中值粒径d₅₀大于50mm。

2.1.2 水沙变化

三峡蓄水前宜昌站多年（1981—2002年）平均径流量为4353亿m³，多年平均悬移质输沙量为4.59亿t。2003年三峡水库蓄水以来，根据坝前蓄水位的不同，大体经历了3个时期，即135～139m运行期（2003—2006年）、145～156m运行期（2007—2008年）和175m试验性蓄水期（2009年）。三峡水库蓄水后，宜昌站含沙量和输沙率比蓄水前大幅减少，减小幅度约90%，见图2-1。

三峡蓄水前枝城站多年 （1992—2002年）平均径流量为4326亿m³，多年平均悬移质输沙量为3.77亿t。三峡水库135～139m蓄水运用期 （2003—2006年），年平均径流量为3979亿m³，较多年平均值偏少8.0%；年平均悬移质输沙量为0.85亿t，较多年平均值偏少77.4%。2007年三峡处在145～156m运行期，年径流量为4180亿m³，较多年平均值偏少3.4%，较2003—2006年平均值偏大5.0%；年悬移质输沙量为0.68亿t，较多年平均值偏小82.0%，较2003—2006年平均值偏小20.1%。2009年三峡处在175m运行期，年径流量为4043亿m³，较多年平均值偏少6.8%；年悬移质输沙量为0.41亿t，较多年平均值偏小89.1%，较2003—2006年平均值偏小51.7%。

图2-1 宜昌站年均径流量、输沙量过程线

2.1.3 深泓平面变化

1.宜昌河段

宜昌河段顺直微弯，深泓线从镇川门开始基本上紧贴右岸，至万寿桥附近逐步过渡到左岸，沿胭脂坝左槽下行。出胭脂坝后又逐步过渡到右岸，至龙盘湖附近过渡到左岸又随即转向右岸，在磨盘溪附近又逐步过渡到左岸直至虎牙滩，深泓线走向与主流线走向基本一致。深泓线多年走向变化不大。三峡水库运行后，宜昌河段深泓线平面摆动不大，一般在150m以内，总体上保持稳定，局部有一定变化，见图2-2。

2.宜都河段

宜都河段基本顺直，杨家嘴以下有两个反向弯道段——宜都弯道和白洋微弯段。长江河道出虎牙滩后深泓线偏左岸下行，至鱼洋溪过渡到右岸，在云池附近又逐步过渡到左岸，在宜62附近逐渐过渡到右岸三马溪边滩尾部，进入宜都弯道凹岸到南阳碛潜洲头逐步过渡到左汊。白洋弯道段深泓线基本贴凹岸下行。梅子溪至楼家河，深泓线逐步居中后再向右岸过渡，顺着右岸而行进入枝城。三峡水库蓄水运行后，从平面上看宜都河段深泓平面位置基本稳定，在大石坝及外河坝附近，因河床冲刷明显，各年有一定变化，摆动幅度略大于其他河段，但无明显趋势性变化，见图2-3。

2.1.4 河道冲淤变化

根据宜昌—枝城河段2002—2008年每年10—11月开展常测固定断面 （共51个断面，平均断面间距约1.2km）测量成果，采用断面地形法分别计算枯水河槽、基本河槽、平滩河槽、洪水河槽 （对应宜昌站5000m³/s、10000m³/s、30000m³/s、50000m³/s水面线下河槽，为长江河道冲淤量多年采用水面线）冲淤量分别为9187万 m³、9050万 m³、10368万m³和10275万m³。

图2-2 三峡水库蓄水后宜昌河段深泓平面变化图

2003年三峡水库蓄水后，宜昌处于冲刷状态，但2004年冲刷幅度已减小，至2005年略有回淤。近年来整河段冲淤交替，趋于平衡。2003年三峡水库蓄水后，全河段处于冲刷状态，但2004年冲刷幅度已减小，2005年、2006年和2007年略有回淤。宜都河段基本处于持续冲刷状态。从河床冲刷部位看，枯水河槽冲刷量占洪水河槽冲刷量，宜昌河段约75%，宜都河段约占93%，可见河床冲刷以枯水河床为主。

图2-3 三峡水库蓄水后宜都河段深泓平面变化图

2.1.5 深泓纵剖面变化

1.宜昌河段

三峡水库运行以来，宜昌河段深泓普遍下切，河段深泓平均冲深1.5m，主要冲刷为胭脂坝以上河段，但局部最大冲深位于胭脂坝段，2002年9月—2008年10月最大冲深达到5.5m（宜43断面），胭脂坝以下河段深泓变化不大。

从宜昌河段深泓沿程高程来看，胭脂坝头昌11—昌12、胭脂坝尾宜45以及虎牙滩宜49—宜51段为河段枯水的浅滩控制节点，其中宜40断面（位于昌11—昌12之间）深泓冲深为2.0m，其他控制点的冲刷均低于1.0m，见图2-4。

图2-4 三峡水库蓄水后宜昌河段深泓纵剖面变化图

2.宜都河段

2003年三峡水库蓄水运行以来，宜都河段深泓普遍下切，河段深泓平均冲深约5m，主要冲刷段位于红花套—云池、宜都弯道段及大石坝—白洋弯道段，最大冲深为沙集坪附近的枝2号断面，累积冲深达15.7m，其次为大石坝段的宜70断面，冲深为15.6m，其他河段冲淤变化稍微较小，见图2-4。

从宜都河段深泓高程沿程变化看，宜都河段深泓高点位于虎牙滩（宜53断面）、宜都弯道段（宜62—宜66断面）、大石坝段（宜68—宜70断面）以及外河坝段（荆1—枝2断面）。自三峡水库蓄水运行以来，宜都河段深泓普遍下切明显，且以外河坝段最大，平均接近10m，大石坝段次之，平均下降约8m，宜都弯道平均下降约4.5m，古老背深泓变化相对最小，深泓高程相对稳定。