錢塘江干流衢江段江道河床演變分析

陳 剛，肖乃堯，何震洲，巫春濤

（1.浙江省錢塘江流域中心，浙江 杭州 310016；2.浙江省錢塘江管理局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310016）

0 引 言

衢江是錢塘江上游的干流，主要流經(jīng)浙江省衢州市和金華市，上起衢州市常山港、江山港合流的雙港口，下迄蘭溪市西南橫山納金華江接蘭江，河道總長(zhǎng)77 km，流域面積8 092 km2，平均比降3.1‰。衢江沿東北方向下泄，接納了眾多支流，呈羽狀水系，其中較大的有右岸的烏溪江和靈山港，左岸的銅山源、芝溪，江心洲較多。衢江為山溪性河道，坡陡流急，河道落差較大，洪水暴漲暴落[1]。

2003年以來，衢江從上游往下游陸續(xù)建設(shè)了塔底、安仁鋪、紅船豆、小溪灘、游埠、姚家等6座航運(yùn)樞紐，兼顧航運(yùn)和發(fā)電，至2018年全部完成建設(shè)，其中上游4座在2016年之前建成，下游2座在2016年之后建成。2020年、2022年衢江在梅雨期遭受了大洪水，衢州站洪峰流量為1998年以來最大，大洪水對(duì)河床有明顯的重塑作用。本文主要通過上述水文地形數(shù)據(jù)，分析近6年來江道沖淤、洪水位和過流能力的變化，著重分析樞紐建設(shè)和洪水對(duì)衢江江道的影響，為河道管理及防汛工作提供參考。

1 衢江江道斷面基本情況

衢江江道在2016年之前無完整江道測(cè)量資料，2016年因修編《錢塘江流域防洪規(guī)劃》需要，在衢江全河段布設(shè)了105個(gè)重要斷面進(jìn)行實(shí)測(cè)，有較完整的衢江江道斷面資料。衢江測(cè)量斷面布置見圖1，斷面布設(shè)在能夠反映河勢(shì)變化、突出保護(hù)對(duì)象、便于行洪能力動(dòng)態(tài)分析、易于開展復(fù)測(cè)等處。2019年之后形成固定監(jiān)測(cè)機(jī)制，2019年、2020年、2021年連續(xù)對(duì)105個(gè)重要斷面開展斷面監(jiān)測(cè)。2022年，錢塘江流域中心結(jié)合數(shù)字孿生建設(shè)需要，對(duì)衢江全河段江道開展水陸全地形測(cè)量，水下采用多波束掃測(cè)，水陸交接邊緣較淺區(qū)域采用單波束測(cè)量，實(shí)現(xiàn)全江道點(diǎn)云數(shù)據(jù)成果，實(shí)現(xiàn)水下地形數(shù)據(jù)10 cm以內(nèi)的精度，圖2為2022年衢江各段點(diǎn)云圖。

圖1 衢江測(cè)量斷面分布圖

圖2 2022年衢江各段點(diǎn)云圖

2 典型斷面變化

研究河段典型斷面沖淤變化見圖3。各河段沖淤變化分析：

圖3 江道斷面變化圖

2019—2021年衢江典型洪水：2020年，衢州站洪峰水位63.54 m，超警戒2.34 m，洪峰流量6 600 m3/s；2021年，衢州站洪峰水位63.51 m，超警戒2.31 m，洪峰流量6 870 m3/s，超警歷時(shí)43 h。2022年的測(cè)量于汛前完成，故不納入2022年洪水。

衢江大橋（柯城）—烏溪江匯入口段，2016—2022年，衢州水文站斷面整體變化不明顯，2016—2019年因?yàn)楹降朗杩＃澜档停?020年較2019年有明顯的回淤，因2020年衢江大洪水，2021年江道有所降低，2021年洪水影響較小，2022年局部存在輕微淤積，淤積幅度為0.50~1.00 m，2022年斷面基本與2016年斷面重合。衢州水文站附近其他斷面2022年與2016年比較，變化不明顯。塔底樞紐上游，2022年相較于2021年左右岸略有淤積，下游相較于2021年變化不大，但與2016年相比，2019、2020、2021、2022年整體從原來左高右低變?yōu)樽蟮陀腋摺?/p>

安仁鋪樞紐—紅船豆樞紐段，2022年相較于2021年，江道略有沖刷，沖刷深度0.10~0.20 m，相較于2016年沖刷深度0.20~0.30 m?；㈩^山大橋斷面（龍游水文站），近5年來主槽變動(dòng)不明顯，但右邊灘變化較大，為人工挖沙所致；2016—2019年因?yàn)楹降朗杩?，開挖了較大一塊，2021年較2019、2020年有明顯的回淤。

小溪灘樞紐—姚家樞紐段，2022年相較于2021年，斷面基本一致；2021年相較于2020年，主槽略有沖刷，沖刷深度0.10~0.20 m，至姚家樞紐上下游基本穩(wěn)定；相較于2016年，主槽斷面局部有較大變動(dòng)。小溪灘下游游埠、姚家為2016年后新建的兩級(jí)樞紐，建成后的航道疏浚對(duì)河道有一定擾動(dòng)，故2019年較2016年斷面變動(dòng)較大[1]，2019—2022年斷面沖淤變化十分有限。

通過對(duì)比分析，衢江江道2022年相較于2016年基本變化不大，江道整體穩(wěn)定，只有局部灘地稍有變化，游埠、姚家樞紐建成后的航道疏浚對(duì)河道有一定擾動(dòng)，歷年洪水并未對(duì)江道造成大的變化，也未改變江道穩(wěn)定的趨勢(shì)。近1年衢江水文站處局部輕微淤積，淤積深度0.50~1.00 m，塔底樞紐上游左岸略有淤積，其他河段輕微沖刷，整體沒有變化。

3 江道容積變化

結(jié)合2016年、2019年江道斷面測(cè)量成果及2022多波束掃測(cè)成果資料[2]，分析2016年以來的江道容積變化（見圖4）。容積由各斷面警戒水位以下計(jì)算匯總得到，各斷面警戒水位根據(jù)水文站水位進(jìn)行內(nèi)插得到，各水文站斷面警戒水位：衢州站為61.20 m、樟樹潭站為57.70 m、龍游站為42.70 m、洋港站為35.00 m。

圖4 衢江各區(qū)間警戒水位以下江道容積圖

由表1可知，雙港口—衢州水文站段江道容積年度變化較小，容積較為穩(wěn)定，3年間（2016—2019年）變動(dòng)幅度10萬m3，比例在2%以下，呈現(xiàn)先增加后減少狀態(tài)；衢州水文站—龍游水位站段江道容積逐年增加，增長(zhǎng)幅度較小，每3年變動(dòng)幅度在300萬m3以下，比例在2.5%左右；龍游水位站—洋港水位站段江道容積逐年增加，增長(zhǎng)幅度較小，前3年變動(dòng)幅度301萬m3，比例在4%左右，后3年基本無變化；洋港水位站—橫山大橋段江道容積逐年增加，增長(zhǎng)幅度較小，前3年基本無變化，后3年變動(dòng)幅度108萬m3，比例在1.5%以下；總體而言，衢江段江道容積較為穩(wěn)定，呈逐年微量增加狀態(tài)，平均每年增加0.58%。

4 江道洪水位變化

衢江江道2022年相較于2016年基本變化不大。2021年錢塘江干流洪水主要位于常山港，衢江整體沒有出現(xiàn)量級(jí)洪水，江道斷面變化不大，故采用2021年復(fù)核洪水位。選用20 a一遇洪水作為分析方案，分別計(jì)算2016年斷面現(xiàn)狀工況（防洪規(guī)劃現(xiàn)狀）和2021年斷面現(xiàn)狀工況下的水位，并進(jìn)行差值計(jì)算。結(jié)果可知，水位變動(dòng)與斷面變動(dòng)基本一致，斷面疏深處水位略有下降，斷面淤積處水位略有抬升，但因?yàn)檎w斷面變動(dòng)不大，與2016年相比，水位變幅均不超過0.05 m[3]。2021年測(cè)量斷面和錢塘江流域規(guī)劃采用的2016年斷面的沿程水位見表2。

表2 衢江干流及主要支流現(xiàn)狀工況2016—2021年洪水成果對(duì)比表 單位： m

5 過流能力分析

安全泄量以堤防設(shè)計(jì)水位為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算斷面的過流能力；充分考慮各斷面的水位—流量關(guān)系，結(jié)合上下游非恒定流計(jì)算，得出衢江重要斷面的安全泄量。因堤防高程和河道斷面與2016年變化不大，斷面允許流量亦相差不大。成果見表3。根據(jù)衢州水文數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得出水位—流量關(guān)系為：Y=7/108X2+0.001 5X+56.717（X為流量，m3/s；Y為水位，m）。

表3 斷面允許流量分析表

6 結(jié) 論

1）2016—2022年，衢江段江道容積較為穩(wěn)定，呈逐年微量增加狀態(tài)，警戒水位以下平均每年平均增加0.58%。大洪水不改變衢江江道總體變化趨勢(shì)。2016年姚家和游埠樞紐建成后洋港水位站—橫山大橋容積變化不明顯，衢江航運(yùn)樞紐的建設(shè)對(duì)江道的影響總體不大。

2）2016—2022年，衢江段斷面整體情況變化不大，局部有變化。塔底樞紐上游整體從原來左高右低變?yōu)橛腋咦蟮停换㈩^山大橋斷面（龍游水文站），主槽變動(dòng)不明顯，但右邊灘變化較大，航道疏浚開挖后，2021年有明顯的回淤；小溪灘樞紐—姚家樞紐段主槽斷面局部有較大變動(dòng)；小溪灘下游游埠、姚家為2016年以后新建的兩級(jí)樞紐，建成后的航道疏浚對(duì)河道有一定擾動(dòng)，故2019年較2016年斷面變動(dòng)較大，2019—2022年斷面沖淤變化不大，顯示樞紐建成后江道較為穩(wěn)定。

3）水位變動(dòng)與斷面變動(dòng)基本一致，2016—2022年衢江段斷面整體情況變化不大，故洪水位變動(dòng)不大。