1、松花江义泰通至图斯克河段河床演变与滩险碍航特性分析摘 要松花江义泰通至图斯克河段航线变化较大，左右摆动频繁，且存在着改汊现象；又由于受 1998 年特大洪水及近年来连续枯水的影响，平面形态已发生了较大的变化，有的河段滩槽移位，有的河段边滩、心岛、心滩消长。 关键词松花江、义泰通、河床演变、分析 中图分类号：S452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0306-01 1、引言 松花江是黑龙江右岸最大的支流，是黑龙江省发展对外贸易、江海联运的主要通道和内河通往边界地区的唯一主通道，为国家高等级航道。松花江义泰通至图斯克河段位于松花江下游佳木斯至同江河段内，航道里程 64
2、5km677km 河段。 2、河道特性 该河段为冲积性平原河流与分汊河段，河道平面形态复杂，岛多、汊多、滩多，两岸地势低平宽阔，河床两岸表层为亚粘土夹薄砾层，下层为中、粗沙和砾石，河岸抗冲性弱，极易侧蚀。河道宽浅，滩洲散乱，河道宽度一般在 8001200m 之间。 3、河床演变分析 在基于现场调研、实地勘察、水文分析的基础上，通过套绘 1972 年、1991 年、1995 年、2001 年、2010 年及 2012 年河道测图，对比分析河道演变规律、碍航浅滩特性及未来发展趋势。 3.1 航线变化 对比分析以上六个年份的河床地形图，该河段航线变化较大，左右摆动频繁，且存在着改汊现象。 3.2 平
3、面变化 该河段由于受 1998 年特大洪水及近年来连续枯水的影响，平面形态已发生了较大的变化，主要表现为边滩、心岛、心滩、深槽的变化。有的河段滩槽移位；有的河段边滩、心岛、心滩消长；部分分汊河段主、支汊交替易位，如义泰通河段，其下部主流已由南汊移到北汊；弯道凹岸不断冲刷后退，凸岸淤积增长，但速度较慢；岛屿岛头冲刷下移，尾部淤积加长，产生小面积位移。从整个河段的变化情况看，河流形态已重新调整。 3.3 纵向与横向变化 该河段为典型的冲积型平原河流，因底质原因，纵剖面无明显的台阶状变化，剖面线是一条有起伏的平缓曲线，平均比降相对比较平缓，义泰通河段平均比降为万分之一，但从图斯克以下，由于受黑龙江壅
4、水的影响，在不同水文年里，比降有所变化。 河床纵剖面和特征横断面在同一基面下，均有冲淤现象。对某一分汊河段横断面来说，在分流区和汇流区呈中间部位凸起的马鞍型，分汊段则具有江心洲分隔的复式断面。年际和年内变化形态为，一汊冲刷而另一汊淤积；对单一汊道均表现为有时冲刷，有时淤积、或一侧冲刷而另一侧淤积。 4、河床演变因素分析 河床演变的根本原因是输沙不平衡造成的，同时由于河床的自动调整作用，使河床变形具有绝对性、集中性和滞后性的特性。不同部位，不同性质的河床变形，影响因素也不同。 （1）河床边界条件影响 河床边界条件主要包括河床的平面和纵剖面形态，心滩、边滩及岛屿的部位、形状和高程，以及河床岸壁物质
5、组成和可动性等。 在水流和河床相互作用下塑造的河床形态影响着河床演变的发展趋势。在一个水文年内，洪水期水流对河床的塑造起着主导作用，枯水期河床对水流起着重要的制约作用。 河道所在的地质地貌条件也是影响河床演变的重要因素，由于河段地处三江平原，属较典型的冲积性平原河流。两岸及河床组成表层为亚粘土夹沙薄砾层，下层为细砂，抗冲性弱，极易冲刷。河道具有较宽广的河漫滩，在水流和河床的相互作用下，深泓线左右摆动频繁。河段汊道较多，岛屿、边滩、心滩散乱，河道宽浅，航槽曲折极不稳定。 （2）水流条件改变的影响 水流条件包括比降、流速和环流结构等，水流条件的改变既与上游来水条件有关也与河床形态有关。对本河段的浅
6、滩来说，都存在以下情况： 上游来水量大，流速大，则水流挟沙力也大，此时如果上游来沙量小，浅滩将被冲刷；上游来水量小，流速小，则水流挟沙力低，如果上游来沙量大，浅滩将发生淤积，对特定的来水条件，河床平面的放宽，会导致水流扩散，使上游束窄段比降及流速增大，而下游放宽段比降及流速较小；河床平面的束窄，导致水流受到不同程度的壅水作用，使上游放宽段比降和流速减小，而下游束窄段比降和流速较大，其结果同样会引起河床形态的变化。 微弯分汊河段，因为河道弯曲，表层流指向汊道右侧深槽，底层流指向汊道左侧边滩，横向输沙的结果，深槽冲刷，边滩淤积。微弯分汊河段的河床演变受洪枯水水流条件改变的影响较大，水流有高水取直，
7、低水走弯的特点，又因为河槽展宽及河道分汊，引起洪枯水主流方向左右摆动，流向不一致。 （3）来水来沙条件的影响 河道来水量、来沙量及其过程，以及两者在数量上和时间上的相对关系，都直接影响河床演变。松花江属少沙河流，悬移质含量很小，处于次饱和状态，参与造床作用主要以推移质为主。通过对佳木斯站水文、泥沙资料的相关分析可以看出，多数年份沙峰超前于洪峰，而且水沙组合为大水丰沙年、枯水小沙年、中水中沙年，这样的组合对河道的稳定较为有利；个别年份也出现过洪峰超前于沙峰的情况，但由于来水量相对较小或涨水持续时间短而退水时间较长，河段未产生较大的淤积。 （4）冰凌的影响 分析松花江干流多年的流冰观测资料，开、封
8、江流冰对河床演变均会产生一些影响，尤其是春季流冰，由于松花江属西南东北流向，易形成冰塞、冰坝，堵塞河道，引起河道变化。冰层挟沙对河道也有一定的影响。 5、浅滩成因及碍航特性分析 5.1 浅滩成因 （1）洪、枯水流向不一致 通过对比分析多年来航线的变化可以发现，本河段受来水来沙的周期性变化及上游水流动力轴线变化的影响，在中、枯水年时，由于水流走弯，形成了一系列的小弯曲河槽，航线多转折点，在弯道环流作用下又使得两岸边滩过分展宽。在洪水年时，水流撇弯取直，航线向一条直线发展；水流的取直流径作用下切割边滩，最后发展成江心洲。由于江心洲的作用使水流发生扩散，特别是中洪水期横向环流和漫滩水流挟带的泥沙较多
9、，使边滩、江心滩淤积加强，逐年增高露出水面形成江心岛。（2）弯道环流作用 本河段为弯曲型河段，通过分析实测河床地形图可以发现，河段内弯道环流较多，在不同的来水年作用下，会呈现出不同的凹岸冲刷、凸岸淤积现象。 （3）河床宽、窄变化易形成浅滩 从测图上看，本河段所涉浅滩河段等均在河流放宽处，并且河流放宽处上下游均为水流束窄河段。当水流由束窄处流向放宽处时，水流流速降低、水面比降减小、泥沙易于淤积；当水流由放宽处向束窄处流动时，河道缩窄，形成局部壅水，水流速降低，放宽处所淤积之泥沙很难输送到下游，易行成浅滩。 （4）汊流交汇或支流河口汇入形成浅滩 河道汊流交汇处由于两股或多股水流的相互碰撞、摩擦作用
10、，消耗了水流内部能量，致使水流流速降低，水流挟沙能力减弱，泥沙易于落淤，形成浅滩。 5.2 浅滩碍航特性 此河段从未进行过大规模航道整治，碍航特性比较明显，其中主要碍航特性表现在以下几个方面： （1）水深不足。 （2）航宽不足。 （3）弯曲半径不足、浅区过渡段长。 6 河道演变趋势分析 总结 以上的河床演变分析，今后义泰通至图斯克河段河道演变发展趋势为： （1）本河段河势将总体保持相对稳定，变化将是相对稳定中变化，且具有一定的规律性。 （2）河道主深泓线仍将走目前航道所在汊道，航槽呈现平面同一汊内的一定幅度的摆动，短期内不会发生航路改汊现象，通航汊道的格局仍将长期持续。 （3）天然状态下，受弯道环流作用，凹岸不断冲刷、凸岸不断淤长仍将持续。 （4）受水流冲刷作用，主流流经的江心岛、滩将呈逐渐下移趋势，岛头、滩首受冲后退，尾部相应下延淤长。
