長(zhǎng)江與洞庭湖匯流段水面線變化比較

徐成漢

(長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 武漢 430212)

0 前 言

荊江河段上起枝城下迄洞庭湖口的城陵磯，長(zhǎng)約347.2 km，是長(zhǎng)江中游自低山丘陵進(jìn)入沖積平原后的首段，貫穿于江漢平原與洞庭湖平原之間。荊江南岸有松滋河、虎渡河、藕池河分別自松滋口、太平口、藕池口分流至洞庭湖，與湘、資、沅、澧四水匯合后，于城陵磯復(fù)注長(zhǎng)江。在此交匯河段，由于長(zhǎng)江與洞庭湖水的相互頂托，水流的紊動(dòng)摻混，加上此交匯河段泥沙淤積、河道形態(tài)的改變、工程建設(shè)、河床的沖淤變化以及洪水特性等的影響，形成了極其復(fù)雜的江湖關(guān)系。因此研究長(zhǎng)江與洞庭湖匯流河段的水流特性是研究長(zhǎng)江與洞庭湖的防洪問(wèn)題、處理江湖關(guān)系及標(biāo)本兼治的關(guān)鍵河段，對(duì)長(zhǎng)江中下游河流動(dòng)力特性、河床的演變及河道整治都有著極其重大的意義。

由于該河段地處湖北省與湖南省交界處，河道管理與基礎(chǔ)觀測(cè)資料不多，河道特性、水面形態(tài)演變研究不多，為長(zhǎng)江干流和洞庭湖防洪治理的需要，需加強(qiáng)對(duì)該河段的觀測(cè)與研究。

長(zhǎng)江與洞庭湖匯流區(qū)有長(zhǎng)江干流上的監(jiān)利水文站(距交匯口上游58.6 km)、螺山水文站(距交匯口下游29 km)、蓮花塘水位站(交匯處)以及洞庭湖入?yún)R長(zhǎng)江的控制性水文站城陵磯站(距交匯口上游305 km)，這些站點(diǎn)均有較長(zhǎng)系列的水文觀測(cè)資料，長(zhǎng)江與洞庭湖匯流段區(qū)域分布如圖1所示。根據(jù)干流河段特性及水文站布設(shè)情況，將長(zhǎng)江與洞庭湖匯流段分為監(jiān)利～蓮花塘段、城陵磯～蓮花塘段、蓮花塘～螺山段共三段，盡可能選取各段上、下游流量相同時(shí)的資料，進(jìn)行2017年與2016年沿程水面線的分析比較，為長(zhǎng)江中下游及洞庭湖的防汛抗洪，更好地發(fā)揮三峽工程等梯級(jí)水庫(kù)防洪、發(fā)電、航運(yùn)及水資源利用提供技術(shù)支撐。考慮到蓮花塘僅為一水位站，沒(méi)有流量資料，距城陵磯水文站不遠(yuǎn)(僅相距3.5 km)，故以城陵磯的流量資料作為蓮花塘同步的流量資料。

圖1 長(zhǎng)江與洞庭湖匯流段區(qū)域分布圖

1 監(jiān)利至蓮花塘段水面線比較

長(zhǎng)江干流監(jiān)利至蓮花塘段流量為13 000 m3/s左右時(shí)，選取監(jiān)利至蓮花塘段2017年6月2日和2016年8月28日的資料，兩年監(jiān)利站的流量分別為13 000 m3/s、12 900 m3/s，城陵磯站的流量分別為11 200 m3/s、11 600 m3/s。監(jiān)利至蓮花塘流量為13 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表1和圖2。

表1 監(jiān)利至蓮花塘段13 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

結(jié)合表1和圖2可以看出，監(jiān)利至蓮花塘段流量為13 000 m3/s左右，2017年監(jiān)利、蓮花塘兩站水位，較2016年分別下降了0.87 m、1.51 m。

當(dāng)監(jiān)利至蓮花塘段流量為20 000 m3/s左右時(shí)，選取監(jiān)利至蓮花塘段2017年6月19日和2016年6月22日的資料，兩年監(jiān)利站的流量分別為19 100 m3/s、19 000 m3/s，城陵磯站的流量分別為13 300 m3/s、13 500 m3/s。監(jiān)利至蓮花塘流量為20 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表2和圖3。

圖2 流量為13 000 m3/s時(shí)監(jiān)利至蓮花塘段2017年、2016年水面線比較

表2 監(jiān)利至蓮花塘段20 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

圖3 流量為20 000 m3/s時(shí)監(jiān)利至蓮花塘段2017年、2016年水面線比較

結(jié)合表2和圖3可以看出，監(jiān)利至蓮花塘段流量為20 000 m3/s左右，2017年監(jiān)利、蓮花塘兩站水位，較2016年分別下降了0.69 m、0.93 m。

監(jiān)利至蓮花塘河段2017年汛期水面線和2016年相比，當(dāng)流量為13 000 m3/s和20 000 m3/s左右時(shí)，水面線均呈下降態(tài)勢(shì)。

2 蓮花塘至螺山段水面線比較

當(dāng)蓮花塘至螺山段流量為31 000 m3/s左右時(shí)，選取蓮花塘至螺山段2017年6月23日和2016年6月20日的資料，兩年蓮花塘站的流量分別為15 400 m3/s、15 400 m3/s，螺山站的流量分別為31 600 m3/s、31 700 m3/s。蓮花塘至螺山的流量為31 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表3和圖4。

表3 蓮花塘至螺山段31 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

結(jié)合表3和圖4可以看出，蓮花塘至螺山段流量為31 000 m3/s左右，2017年蓮花塘、螺山兩站水位，較2016年分別下降了0.59 m、0.70 m。

圖4 流量為31 000 m3/s時(shí)蓮花塘至螺山段2017年、2016年水面線比較

當(dāng)蓮花塘至螺山段流量為44 000 m3/s左右時(shí)，選取蓮花塘至螺山段2017年7月14日和2016年7月4日的資料，兩年蓮花塘站的流量分別為21 300 m3/s、21 200 m3/s，螺山站的流量分別為44 000 m3/s、43 900 m3/s。蓮花塘至螺山的流量為44 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表4和圖5。

表4 蓮花塘至螺山段44 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

結(jié)合表4和圖5可以看出，蓮花塘至螺山段流量為44 000 m3/s左右，2017年蓮花塘、螺山兩站水位，較2016年分別下降了0.70 m、0.78 m。

3 城陵磯至蓮花塘段水面線比較

由于蓮花塘為一水位站，無(wú)流量資料，但其距洞庭湖出口控制水文站城陵磯相距不過(guò)3.5 km，為比較城陵磯至蓮花塘河段水面線的變化，假定蓮花塘與城陵磯具有相同的流量。當(dāng)城陵磯至蓮花塘段流量為8 000 m3/s左右時(shí)，選取城陵磯至蓮花塘段2017年5月14日和2016年9月2日的資料，兩年城陵磯站的流量分別為7 820 m3/s、7 820 m3/s，蓮花塘站的流量分別為7 820 m3/s、7 820 m3/s。蓮花塘至螺山的流量為8 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表5和圖6。

圖5 流量為44 000 m3/s時(shí)蓮花塘至螺山段2017年、2016年水面線比較

表5 城陵磯至蓮花塘段8 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

結(jié)合表5和圖6可以看出，城陵磯至蓮花塘段流量為8 000 m3/s左右，2017年蓮花塘、螺山兩站水位，較2016年分別上升了0.34 m、0.32 m。

圖6 流量為8 000 m3/s時(shí)城陵磯至蓮花塘段2017年、2016年水面線比較

當(dāng)城陵磯至蓮花塘段流量為11 000 m3/s左右時(shí)，選取城陵磯至蓮花塘段2017年8月16日和2016年8月29日的資料，兩年城陵磯站的流量分別為11 000 m3/s、11 000 m3/s，蓮花塘站的流量分別為11 000 m3/s、11 000 m3/s。城陵磯至蓮花塘的流量為11 000 m3/s左右時(shí)，相應(yīng)水位變化成果見(jiàn)表6和圖7。

表6 城陵磯至蓮花塘段11 000 m3/s時(shí)2017年與2016年水面線比較

注：表中蓮化塘的流量用城陵磯代替。

結(jié)合表6和圖7可以看出，城陵磯至蓮花塘段流量為11 000 m3/s左右，2017年蓮花塘、螺山兩站水位，較2016年分別上升了0.54 m、0.52 m。

4 結(jié) 論

結(jié)合長(zhǎng)江干流與洞庭湖匯流段沿程監(jiān)利水文站、城陵磯水文站、螺山水文站及蓮花塘水位站等水位與流量資料，將長(zhǎng)江與洞庭湖匯流區(qū)進(jìn)行了2017年與2016年汛期水面線的比較，初步得出如下結(jié)論：

圖7 流量為11 000 m3/s時(shí)城陵磯至蓮花塘段2017年、2016年水面線比較

(1)當(dāng)監(jiān)利站流量為13 000 m3/s和20 000 m3/s時(shí)，長(zhǎng)江干流監(jiān)利至蓮花塘段沿程水位呈下降趨勢(shì)；(2)當(dāng)螺山站流量為31 000 m3/s和44 000 m3/s時(shí)，長(zhǎng)江干流蓮花塘至螺山段水位呈下降趨勢(shì)；(3)當(dāng)城陵磯站流量為8 000 m3/s和11 000 m3/s時(shí)，城陵磯至蓮花塘段沿程水位呈上升趨勢(shì)。

由此可知，2016～2017年在汛期長(zhǎng)江干流段水面線均呈下降趨勢(shì)，以沖刷為主，而洞庭湖匯流區(qū)水位抬升，以淤積為主。