0 引 言

2003年以來，隨著長(zhǎng)江上游三峽工程及水庫(kù)群相繼建成并投入運(yùn)行，長(zhǎng)江中下游干流輸沙量大幅減少，這將導(dǎo)致中下游河床長(zhǎng)期處于沖刷狀態(tài),直接影響防洪、航運(yùn)及兩岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。因此，對(duì)于三峽工程壩下游河床沖淤及演變規(guī)律的研究一直受到了學(xué)者們的高度關(guān)注。長(zhǎng)江南京河段位于長(zhǎng)江下游，河段內(nèi)洲灘發(fā)育，歷史上河勢(shì)不夠穩(wěn)定，曾多次發(fā)生主支汊易位、江岸崩塌、航道變遷等問題，河道演變情況十分復(fù)雜。經(jīng)過9次大規(guī)模河道治理工程，大部分河段岸線崩退、深泓頻繁擺動(dòng)基本被控制。然而，因上游三峽及水庫(kù)群等工程的建設(shè)與運(yùn)行，南京河段水沙條件、河床沖淤及灘槽變化等河床演變特征出現(xiàn)了新的動(dòng)態(tài)變化。因此，亟待重新評(píng)估該河段近年的河床演變規(guī)律。

已有關(guān)于南京河段近幾十年河床演變的研究較多，但由于受水文測(cè)站布點(diǎn)、地形資料制約或出于不同的研究目的，往往只局限于某個(gè)分河段。洪思遠(yuǎn)等論證了新生洲洲頭控制對(duì)新濟(jì)州汊道水動(dòng)力變化及主支汊演變的重要性，提出了在三峽水庫(kù)運(yùn)行后新水沙條件及河勢(shì)變化要求下守護(hù)洲頭的合理工程措施。屈貴賢等基于GIS分析了梅子洲洲頭護(hù)岸工程對(duì)該河段河勢(shì)演變的影響，認(rèn)為護(hù)岸工程的實(shí)施使該河段左側(cè)岸線及深泓擺動(dòng)幅度明顯趨小，河道平面變形得到了有效控制。楊小亭等以1998—2015年龍?zhí)端姥葑冞^程為出發(fā)點(diǎn)，從河床沖淤、洲灘和河道穩(wěn)定性等方面的變化綜合判定了三峽水庫(kù)攔沙蓄水導(dǎo)致龍?zhí)抖魏哟部傮w呈沖刷的態(tài)勢(shì)，但其調(diào)整較為緩慢，沖淤幅度很小。針對(duì)八卦洲左汊淤積萎縮問題，許多學(xué)者通過數(shù)學(xué)或河工模型，探討分析了洲頭魚嘴、左汊進(jìn)口切灘、疏浚擴(kuò)卡、洲尾導(dǎo)流壩及右汊潛壩等整治措施對(duì)河勢(shì)演變要素的影響，結(jié)果均表明整治工程基本遏制了八卦洲左衰右興的趨勢(shì)，總體河勢(shì)逐漸穩(wěn)定。上述研究大多集中在局部河段治理措施分析或工程對(duì)河道演變、防洪及航運(yùn)的影響方面,對(duì)于三峽工程運(yùn)行后水沙條件變化對(duì)南京全河段河勢(shì)演變影響方面的認(rèn)識(shí)不足。對(duì)此，朱宇馳、徐韋等基于1998—2010年的河道地形資料，利用GIS、RS和數(shù)字高程模型研究了三峽工程運(yùn)行對(duì)南京全河段河床沖淤演變的影響，發(fā)現(xiàn)2008年之前三峽蓄水對(duì)河床演變的影響并不明顯，2013年后河床呈現(xiàn)出沖刷的態(tài)勢(shì)；其他關(guān)于南京全河段河床演變研究的時(shí)間節(jié)點(diǎn)也以截至2010年左右為主。顯然，當(dāng)時(shí)三峽工程運(yùn)行時(shí)間還不是很長(zhǎng)，河床沖淤調(diào)整還需較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，上述研究并不能體現(xiàn)出三峽運(yùn)行對(duì)南京河段河床沖淤演變的長(zhǎng)期作用效應(yīng)。綜合來看，三峽工程運(yùn)行以來，長(zhǎng)江南京全河段20多年的河床沖淤及演變時(shí)空變化特征仍不明晰。

因此，本文通過收集長(zhǎng)系列年及最新水文泥沙和地形資料，結(jié)合已有的研究成果，在分析三峽工程運(yùn)行前后水沙條件變化的基礎(chǔ)上，對(duì)長(zhǎng)江下游南京全河段河床沖淤及岸線、洲灘演變特征進(jìn)行研究分析，以期為新時(shí)期長(zhǎng)江岸線保護(hù)和開發(fā)利用提供最新的科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況、資料和方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)位于長(zhǎng)江南京河段，地處長(zhǎng)江下游，上起慈湖河口，下至大道河口，全長(zhǎng)約97 km, 上下游分別與馬鞍山河段的小黃洲汊道及鎮(zhèn)揚(yáng)河段的儀征水道連結(jié)(見圖1)。河段內(nèi)洲灘發(fā)育，平面形態(tài)為寬窄相間的藕節(jié)狀分汊河型，自上而下由新濟(jì)(新生)洲汊道段(A)、梅子洲汊道段(B)、八卦洲汊道段(C)和龍?zhí)秲x征水道段(D)組成，各汊道段首尾都有節(jié)點(diǎn)控制河勢(shì)，節(jié)點(diǎn)處河寬在1.1～1.4 km。

圖1 研究區(qū)域位置及其分段示意

慈湖河口—下三山為新濟(jì)洲汊道，屬順直多汊型河道，從上而下分布著新生洲、新濟(jì)洲、子母洲和新潛洲；目前左汊為支汊，分流比約為37%,平均河寬1.2 km, 平均水深11.9 m; 右汊為主汊，平均河寬1.8 km, 平均水深14.5 m。下三山—下關(guān)為梅子洲汊道，為微彎雙分汊河型，進(jìn)出口分別為七壩和下關(guān)束窄段，中間段由梅子洲分為左右兩汊，左汊內(nèi)尾部有潛洲；左汊為主汊，分流比約為95%,多年來較為穩(wěn)定。八卦洲汊道上起下關(guān)、下止西壩，屬弓型分汊型河道，其分流段自南京長(zhǎng)江大橋至八卦洲洲頭，主流偏向左岸下行，在左汊口門上游分左右兩支分別進(jìn)入左右汊；左汊為支汊，水淺且彎曲，由進(jìn)口段、南化河彎、黃廠河彎和出口段四個(gè)河彎組成，平均河寬0.8 km, 平均水深11.3 m, 近年來分流比維持在12%～16%左右；右汊寬深且順直，平均河寬1.2 km, 平均水深22.8 m。西壩—三江口節(jié)點(diǎn)為龍?zhí)端溃L(zhǎng)約21 km, 中段左岸有興隆洲和烏魚洲凸岸邊灘，自1985年實(shí)施興隆洲左汊封堵后，成為單一微彎河道，平面形態(tài)呈反S型，河道深槽緊貼凹岸，整體水深條件優(yōu)良，平均河寬在1.2～1.8 km, 平均水深20.0～28.4 m。三江口至大道河口為儀征水道，長(zhǎng)約12 km, 平面形態(tài)呈單一微彎，平均河寬1.7 km, 平均水深19.2 m。

1.2 數(shù)據(jù)資料及處理

1.2.1 來水來沙特性分析

南京河段屬感潮河段，全年除枯季大潮有上溯潮流外，基本上為單向下泄流，徑流是本河段造床的主要?jiǎng)恿σ蛩亍１竞佣螣o常年水文站，上游控制站有大通水文站，該站以下干流區(qū)間入?yún)R流量約占大通站的3%左右,因此可采用大通站的水沙資料反映本河段的來水來沙特性。收集大通水文站1950—2020年月均流量、輸沙率及含沙量數(shù)據(jù)，用于分析南京河段年徑流總量、年輸沙總量及含沙量特征。

1.2.2 河床沖淤分析

收集長(zhǎng)江南京河段1998年、2001—2020年期間每隔5 a的河道地形與固定斷面觀測(cè)資料，用于計(jì)算分析河床沖淤量、沖淤?gòu)?qiáng)度、沖淤厚度等的變化，計(jì)算范圍為南京河段新濟(jì)洲汊道至龍?zhí)秲x征水道段。為便于計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)南京河段河勢(shì)特征將其劃分為9段：新濟(jì)洲左汊段(A1)和右汊段(A2)、梅子洲分汊前干流段(A3)、梅子洲左汊段(B1)和右汊段(B2)、八卦洲分流段(C1)、八卦洲左汊段(C2)和右汊段(C3)、龍?zhí)秲x征水道段(D)[見圖1(b)]。

沖淤量采用較為常見的斷面法進(jìn)行計(jì)算(受篇幅限制，詳細(xì)計(jì)算步驟參見文獻(xiàn)[24])。對(duì)1∶10 000實(shí)測(cè)地形圖切割斷面，彎曲段及變化較大部位間隔適當(dāng)縮小，共計(jì)128個(gè)斷面。河道斷面一般按1∶5 000進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，對(duì)陡坎及局部地形變化劇烈區(qū)域橫向點(diǎn)距進(jìn)行加密。為了解河槽不同部位的沖淤情況，分別計(jì)算了洪水(60 000 m3/s)、平灘(45 000 m3/s)、中水(30 000 m3/s)、枯水(10 000 m3/s)四級(jí)流量對(duì)應(yīng)水位以下河槽的沖淤量，因分析河段較長(zhǎng)且河段內(nèi)無常年水文站，沿程各控制斷面的計(jì)算水位由以往數(shù)學(xué)模型成果確定。

此外，根據(jù)2006年和2020年河道地形圖，計(jì)算三峽工程運(yùn)行后2006—2020年南京全河段沖淤厚度平面分布情況。通過對(duì)堤防內(nèi)河道建立三角網(wǎng)格，提取兩測(cè)次水下地形資料的三維地形散點(diǎn)數(shù)據(jù)(平面坐標(biāo)x、y,高程z),采用克里格插值法在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算出節(jié)點(diǎn)高程，兩測(cè)次高程之差即為沖淤厚度。

[24] 許全喜.三峽工程蓄水運(yùn)用前后長(zhǎng)江中下游干流河道沖淤規(guī)律研究 [J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2013,32(2):146-154.XU Q X.Study of sediment deposition and erosion patterns in the middle and downstream Changjiang mainstream after impoundment of TGR [J].Journal of Hydroelectric Engineering,2013,32(2):146-154.

1.2.3 河床演變分析

長(zhǎng)江下游馬鞍山河段下段的小黃洲汊道與南京河段的新濟(jì)洲汊道相接，小黃洲汊道與新濟(jì)洲汊道之間的單一河段為小黃洲汊道匯流段，即南京河段的進(jìn)口段。根據(jù)南京河段所處位置及上下游河段特性，考慮到上游小黃洲汊道的河床演變對(duì)南京河段進(jìn)口段的影響較大，本次河床演變分析的研究范圍確定為從馬鞍山河段的小黃洲汊道至南京河段的龍?zhí)秲x征水道。

所用資料為南京河段和小黃洲汊道1959—2020年期間特征年份的1∶10 000河道地形圖，以及1959—2020年歷年的分流比數(shù)據(jù)(根據(jù)所收集的資料情況，個(gè)別河段使用的資料年份稍有差異)。通過對(duì)相鄰測(cè)次地形圖等高線進(jìn)行平面套繪，分析洲灘等河床演變要素的變化，簡(jiǎn)要分析小黃洲汊道段近期演變特征，重點(diǎn)分析南京河段的河床演變特征。

以上數(shù)據(jù)來源如表1所列。

2 南京河段來水來沙條件變化

1950—2020年期間，大通站年徑流量無顯著單向趨勢(shì)性變化，年輸沙量呈階段性減少態(tài)勢(shì)。三峽工程運(yùn)行前后多年平均徑流量分別為9051億m3和8771億m3,徑流量略有減少，偏枯3.1%左右(見圖2、表2)。

圖2 1950—2020年大通站年徑流量、年輸沙量歷年變化

20世紀(jì)90年代以來，受長(zhǎng)江上游水土保持、水利工程攔沙、河道采砂等人類活動(dòng)影響，長(zhǎng)江上游流域來沙逐漸減少。長(zhǎng)江中下游輸沙量也明顯減小，大通水文站輸沙量以葛洲壩工程和三峽工程的蓄水為節(jié)點(diǎn)，呈階段性減少的變化趨勢(shì)：1951—1985年多年平均輸沙量為4.70億t; 1986—2002年多年平均輸沙量減少至3.40億t; 特別是2003年三峽工程運(yùn)行后，減幅更加顯著，2003—2020年多年平均輸沙量1.34億t, 較三峽工程運(yùn)行前的1951—2002年輸沙量減少了68.6%,同期多年平均含沙量也較三峽運(yùn)行前1951—2002年的0.471 kg/m3減少了67.7%(見圖2、表2)。

2020年長(zhǎng)江發(fā)生了近年來僅次于1954、1998年的流域性大洪水[8],據(jù)大通水文站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，2020年徑流量為11 180億m3,較2003—2019年均值增大了29.5%;年輸沙量為1.64億t, 與三峽工程運(yùn)行前的1951—2002年、2003—2019年均值相比，分別偏少61.6%、偏多24.2%;年平均含沙量為0.146 kg/m3,較2003—2019年均值減小了3.9%(見表2)。

3 三峽工程運(yùn)行以來南京河段河床演變特征

3.1 河床沖淤變化

三峽工程于1994年12月正式開工建設(shè)；2003年6月蓄水至135 m, 進(jìn)入圍堰蓄水期；2006年10月壩前水位抬升至156 m, 進(jìn)入初期蓄水期；2008年9月底開始實(shí)施175 m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行，并于2010年10月首次成功蓄水至175 m。此外，2011—2016年，三峽上游相繼有金安橋、龍開口、魯?shù)乩?、向家壩、溪洛渡?座水庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行。根據(jù)三峽及上游水庫(kù)群運(yùn)行情況和已有地形資料情況，將時(shí)段劃分為：1998—2001年(三峽蓄水前)、2001—2006年(三峽圍堰蓄水前后)、2006—2011年(三峽蓄水初期至175 m試驗(yàn)性蓄水期、水庫(kù)群運(yùn)行前)、2011—2016年(水庫(kù)群相繼運(yùn)行期)、2016—2020年(水庫(kù)群運(yùn)行后)5個(gè)階段，分別描述南京河段河床沖淤特征。不同時(shí)段下南京河段平灘河槽沖淤量計(jì)算結(jié)果如表3所列。

三峽工程運(yùn)行前的1998—2001年，由于經(jīng)歷了1998年長(zhǎng)江大洪水，南京河段河床發(fā)生劇烈沖刷，全河段平灘河槽累計(jì)沖刷泥沙6 346萬m3,單公里年均沖刷強(qiáng)度達(dá)到22.15萬m3/(km·a)。沿程自上而下呈沖淤交替，新濟(jì)洲和梅子洲汊道支汊、八卦洲分流段淤積，其余河段處于沖刷狀態(tài)，發(fā)生沖刷的河段以新濟(jì)洲主汊、八卦洲主汊至龍?zhí)秲x征水道段沖刷較大，沖刷量共占總沖刷量的88%。

20世紀(jì)90年代以來，長(zhǎng)江上游輸沙量減少明顯。三峽水庫(kù)于2003年6月蓄水后，水庫(kù)攔截了入庫(kù)泥沙的70%以上,導(dǎo)致長(zhǎng)江中下游來沙量進(jìn)一步減少。來水量也以中小水年為主，僅2005年、2010年、2012年、2016和2020年水量較大，其余年份徑流量均較蓄水前有所減小，尤以2006年最少，較蓄水前多年平均值偏枯24%(見圖2)。水沙條件的變化，對(duì)南京河段河床沖淤產(chǎn)生一定影響。2001—2020年，南京河段平灘河槽累計(jì)呈沖刷，共沖刷泥沙10 691萬m3,年均單公里沖刷強(qiáng)度5.89萬m3/(km·a)。斷面表現(xiàn)為“灘槽均沖”,沖刷主要集中在平灘河槽，其沖刷量占洪水河槽沖刷量的90%,沿程上總體具有上淤下沖的特征，其中梅子洲汊道段沖刷強(qiáng)度最大，龍?zhí)秲x征段沖刷量最多。

其中，在2001—2006年，三峽工程由施工期進(jìn)入圍堰蓄水階段，南京河段來水來沙較少，清水下泄作用還不明顯，整體略有沖刷，平灘河槽共沖刷了254萬m3,年均沖刷強(qiáng)度僅0.53萬m3/(km·a),新濟(jì)洲主汊、梅子洲分流及主汊段沖刷相對(duì)明顯，其余河段均表現(xiàn)為淤積。2006—2011年，三峽工程相繼進(jìn)入初期蓄水和175 m試驗(yàn)性蓄水運(yùn)行期，下泄泥沙減少但南京河段來水量增加，清水下泄作用下南京河段沖刷逐漸增大，其平灘河槽共沖刷泥沙5 462萬m3,年均沖刷強(qiáng)度為11.44萬m3/(km·a),遠(yuǎn)大于圍堰蓄水期。沖刷主要以龍?zhí)秲x征段和梅子洲分流段為主，沖刷量分別占65%、33%。2011—2016年，隨著上游水庫(kù)群相繼運(yùn)行，下泄泥沙進(jìn)一步減少，在2012年、2016年大水年疊加作用下，清水下泄作用加強(qiáng)，南京河段(除新濟(jì)洲右汊外)呈全程沖刷，尤以梅子洲分流及左汊段沖刷幅度最大，全河段平灘河槽總沖刷量為6 688萬m3,年均沖刷強(qiáng)度14.01萬m3/(km·a),大于圍堰蓄水至試驗(yàn)性蓄水期。上游水庫(kù)群運(yùn)行后的2016—2020年11月，南京河段則普遍出現(xiàn)了淤積，平灘河槽共淤積泥沙1 713萬m3,淤積強(qiáng)度4.48萬m3/(km·a)?？赡苁且?yàn)?016—2019年以中小水年為主，來水來沙量均較小，造床作用不明顯；加上在2020年長(zhǎng)江流域性大洪水作用下，上游來沙量顯著增多，且本河段汛期洪峰水位高、高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),不僅削弱了河段內(nèi)泥沙輸移能力，也造成邊灘泥沙淤積增多。

結(jié)果表明，三峽工程運(yùn)行引起南京河段河床整體呈沖刷且逐年加劇的態(tài)勢(shì)。特別是從2006年三峽進(jìn)入初期蓄水階段后，沖刷明顯增大，2006—2020年全河段平灘河槽累計(jì)沖刷10 437萬m3,年均沖刷強(qiáng)度7.81萬m3/(km·a),相比于2001—2006年的沖刷強(qiáng)度增大了近14倍；沖刷形態(tài)以平灘河槽沖刷為主，其沖刷量占洪水河槽沖刷量的74%;從沖刷空間分布來看(見圖3),新濟(jì)洲左右緣下段、梅子洲分流段大勝關(guān)一帶、梅子洲左汊五橋下游一帶以及龍?zhí)秲x征水道的局部險(xiǎn)工段和主流頂沖位沖刷較明顯，最大沖深普遍達(dá)到10 m左右，全河段平均沖刷厚度為0.673 m。

圖3 2006—2020年南京河段沖淤厚度分布

3.2 近期河床演變特征

近60 a來，長(zhǎng)江南京河段的河床演變受自然因素和人為因素的雙重影響，且人為因素影響日益增強(qiáng)。自50年代開始，南京河段先后實(shí)施了9次較大規(guī)模的河道整治工程，護(hù)岸總長(zhǎng)度達(dá)到約110 km。

3.2.1 三峽工程運(yùn)行前演變

三峽工程運(yùn)行前，南京河段總體大致以20世紀(jì)70年代為界，經(jīng)歷了由自然演變逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯た刂破谘葑兊倪^程，隨著人類活動(dòng)的增強(qiáng)，河道整體成為受工程控制較強(qiáng)的河段。三峽運(yùn)行前南京河段河床演變及汊道分流比變化情況如圖4、圖5所示。

圖4 三峽運(yùn)行前南京河段河床演變(0 m線)

圖5 1950—2020年分流比變化

(1)自然演變階段(19世紀(jì)中期至20世紀(jì)70年代):

1973年以前，上游馬鞍山河段的小黃洲洲體變形強(qiáng)烈，洲頭及左右緣沖刷崩退、洲尾淤長(zhǎng)，小黃洲左汊由衰退轉(zhuǎn)為發(fā)展，其分流比緩慢增加[見圖5(a)、圖6]。受上游小黃洲汊道河勢(shì)變化的影響，新濟(jì)洲汊道在自然演變期主要經(jīng)歷了主支汊易位的過程，1959—2000年左汊分流比由64%下降至37%。梅子汊道分流段(即七壩、大勝關(guān)束窄段)在1970年以前的河勢(shì)變化主要表現(xiàn)為深泓逐漸脫離三山磯節(jié)點(diǎn)向七壩左移，左岸陳山頂子至七壩自上而下曾發(fā)生崩岸。梅子洲汊道受上游七壩和下游下關(guān)節(jié)點(diǎn)段河勢(shì)演變的直接影響，1970年以前大勝關(guān)—梅子洲頭、梅子洲左汊左岸九袱洲一帶以及下關(guān)—浦口段岸線因沖刷而崩岸頻發(fā)。八卦洲汊道在1985年以前洲頭未守護(hù)時(shí)期，分流段主泓頻繁擺動(dòng)、分流點(diǎn)下移，導(dǎo)致八卦洲頭持續(xù)崩退，整體呈左衰右興的發(fā)展趨勢(shì)。龍?zhí)端揽傮w經(jīng)歷了從順直-彎曲-分汊-單一段的演變過程，1970年以前邊界不穩(wěn)定，河道擺動(dòng)幅度大，加之受上游八卦洲水道左右汊興衰交替的影響，主流擺動(dòng)明顯；儀征水道受上游龍?zhí)端篮觿?shì)的影響，在1998年以前其演變也呈深泓往復(fù)擺動(dòng)的特征，導(dǎo)致三江口附近、世業(yè)洲右汊口門及新河口附近等幾處相繼出現(xiàn)崩岸。

圖6 三峽工程運(yùn)行前后小黃洲汊道等高線變化

(2)人工控制期演變期：

20世紀(jì)70年代，小黃洲經(jīng)過1973—2000年洲頭守護(hù)工程、長(zhǎng)江隱蔽工程等相繼治理后，其洲頭崩退基本停止、洲尾淤長(zhǎng)速度趨緩(見圖6)。新濟(jì)洲汊道經(jīng)2000年南京河段二期整治工程后，宏觀河勢(shì)已逐漸趨于穩(wěn)定，左衰右興的態(tài)勢(shì)得到了遏制，2000—2003年，左汊分流比維持在37%～40%左右。自1970年對(duì)七壩、大勝關(guān)、梅子洲彎道以及下關(guān)、浦口實(shí)施護(hù)岸工程后，七壩、大勝關(guān)束窄段—梅子洲汊道段江岸崩塌基本停止，河勢(shì)漸趨穩(wěn)定，至此七壩—大勝關(guān)、下關(guān)—浦口岸線得到守護(hù)并形成河勢(shì)控制節(jié)點(diǎn)。八卦洲汊道在1985年實(shí)施八卦洲汊道整治工程后，分流區(qū)主泓趨于穩(wěn)定，洲頭崩退得到控制，左汊衰退速率減緩，河勢(shì)也進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的階段。龍?zhí)秲x征水道在先后實(shí)施的70年代護(hù)岸工程、80年代控導(dǎo)工程和汊堵工程、1994—1996年新河口拋石護(hù)岸工程作用下，加上上游八卦洲汊道河勢(shì)趨于穩(wěn)定，經(jīng)河床自動(dòng)調(diào)整，該河段河勢(shì)基本穩(wěn)定。

綜上，三峽工程蓄水前的自然演變階段，南京河段整體河道邊界不穩(wěn)，河道擺動(dòng)幅度大，加之受上游河勢(shì)影響，主流不穩(wěn)，部分汊道河段主支汊易位或互為消長(zhǎng)，部分河段甚至發(fā)生了河型轉(zhuǎn)換；在20世紀(jì)70年代至2000年實(shí)施的一系列護(hù)岸工程、整治工程的作用下，岸線邊界逐漸穩(wěn)定，加之上游小黃洲汊道河勢(shì)也逐漸穩(wěn)定，南京河段河勢(shì)總體漸趨穩(wěn)定，河床演變主要體現(xiàn)在局部灘槽變化上。

3.2.2 三峽工程運(yùn)行后演變

三峽工程運(yùn)行后南京河段河床演變情況如圖7、圖8所示。三峽工程運(yùn)行后，來水來沙條件的改變導(dǎo)致南京河段經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)期的沖刷，但在一系列護(hù)岸工程、河勢(shì)控制工程作用下，河段內(nèi)河床仍保持原有的演變規(guī)律，河勢(shì)總體基本穩(wěn)定，岸線與洲灘平面變形不大，也未發(fā)生長(zhǎng)河段的主流大幅擺動(dòng)現(xiàn)象。南京河段的河床變化主要表現(xiàn)為沖刷導(dǎo)致的局部河勢(shì)調(diào)整。特別是在一些無護(hù)岸工程的迎流頂沖和深槽貼岸帶附近，部分河段長(zhǎng)期受水流沖刷易發(fā)生崩岸，還有一些汊道段支汊分流比持續(xù)下降，其分流段深槽往主汊方向擺動(dòng)對(duì)支汊入流也具有不利影響。例如：新生洲右緣未護(hù)岸段局部沖刷崩岸；八卦洲右汊口門上元門邊灘深槽右移，伴隨左汊分流比持續(xù)減??；龍?zhí)秲x征段的烏龍山邊灘和興隆洲心灘深槽沖刷發(fā)展。具體變化如下：

2006年以來，上游小黃洲汊道的河勢(shì)總體穩(wěn)定，洲尾淤長(zhǎng)基本停止，但出現(xiàn)了洲尾岸線右擺的變化，擺幅約為450 m, 基本與新生洲洲頭岸線形成平滑連接的走向，同期右汊出口段-10 m深槽也發(fā)生右擺并有所束窄[見圖6(b)]。小黃洲左汊自1973年實(shí)施洲頭守護(hù)工程至今，分流比一直呈緩慢增加的態(tài)勢(shì)，2019年雖實(shí)施了左汊口門守護(hù)工程，但左汊分流比仍快速增大，2018—2020年分流比已增大至37%左右，較三峽蓄水前1998年增大了約61%[見圖5(a)]。這些變化對(duì)馬鞍山河段及下游新濟(jì)州汊道段河勢(shì)穩(wěn)定具有不利影響。

圖7 三峽運(yùn)行前后南京河段河床演變(0 m線)

圖8 三峽運(yùn)行前后八卦洲汊道至龍?zhí)秲x征水道段深槽平面位置變化

在上游小黃洲、南京河段二期整治工程以及新濟(jì)洲河段整治工程等一系列河勢(shì)控制和護(hù)岸工程控制作用下，新濟(jì)洲汊道段的岸線與深槽平面位置總體變化不大，宏觀河勢(shì)漸趨穩(wěn)定，左衰右興的態(tài)勢(shì)得到了遏制，三峽工程運(yùn)行至2020年，左汊汛期分流比基本維持在34%～40%左右。但受上游小黃洲汊道局部河勢(shì)變化的影響，近年來新濟(jì)州汊道局部岸段仍處于調(diào)整中，特別是一些護(hù)岸工程空白段，如新生洲洲體右緣下段存在局部未護(hù)岸段，岸坡土體長(zhǎng)期受水流沖刷，同時(shí)受右岸樊家磯挑流影響，2016—2020年出現(xiàn)局部沖刷與崩岸，-10 m線呈鋸齒狀崩退左移。鑒于近年來，上游小黃洲匯流段局部河勢(shì)的調(diào)整和小黃洲左汊分流比持續(xù)增大，目前雖然新濟(jì)州汊道灘槽總體仍保持較好的平面形態(tài)，但這些變化若持續(xù)下去，將不利于新濟(jì)州汊道左汊入流，可能會(huì)在一定程度上加劇汊道左衰右興的態(tài)勢(shì)，值得重視。

經(jīng)過歷次河道整治工程，梅子洲汊道河段在進(jìn)出口七壩和下關(guān)節(jié)點(diǎn)段的約束下，總體河勢(shì)保持基本穩(wěn)定，雖然河段內(nèi)河床沖刷量較大，但主要以縱向沖刷下切為主，最大沖刷厚度普遍達(dá)到10 m左右。進(jìn)出口段的七壩、大勝關(guān)和下關(guān)、浦口節(jié)點(diǎn)段的深泓走向與灘槽平面位置的變化均不大，汊道段在上下游節(jié)點(diǎn)、梅子洲一帶護(hù)岸工程保持良好的情況下，主支汊仍會(huì)保持比較穩(wěn)定的河勢(shì)。但梅子洲汊道河段的部分險(xiǎn)工段和迎流頂沖部位岸坡普遍較陡、灘地較窄，堤防距離水邊較近，且處于主流頂沖區(qū)域，易形成高強(qiáng)度沖刷從而誘發(fā)崩岸，目前河勢(shì)基本穩(wěn)定對(duì)已做護(hù)岸工程的依賴性較大，未來在保持護(hù)岸工程狀況良好的條件下，基本穩(wěn)定的河勢(shì)將繼續(xù)維持下去。

在1985年實(shí)施八卦洲汊道整治工程后，八卦洲汊道段的河勢(shì)進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的階段，2018—2020年南京河段再次實(shí)施的八卦洲汊道整治工程，使該河段河勢(shì)進(jìn)一步得到穩(wěn)固，經(jīng)歷了2020年大洪水的考驗(yàn)，至今洲頭仍保持基本穩(wěn)定。然而，盡管整治工程遏制了八卦洲左汊的衰退速率，但其分流比仍在緩慢下降，如2003—2013年汛期分流比維持在13.8%～19.4%,2014—2020年汛期分流比已下降至16%左右。此外，近年來右汊口門上元門邊灘前沿-10 m深槽出現(xiàn)了明顯右移，該變化可能會(huì)對(duì)左汊入流產(chǎn)生不利影響。

龍?zhí)秲x征河段總體河勢(shì)多年保持基本穩(wěn)定，該河段河床變化主要表現(xiàn)為深槽沖刷。其中，龍?zhí)端蓝闻d隆洲心灘上游的河勢(shì)條件相對(duì)穩(wěn)定，近年來過渡段和下彎道段沖刷較明顯，過渡段的烏龍山邊灘前沿-10 m深槽和下彎道段的興隆洲心灘-10 m深槽向左均有所沖刷展寬，心灘左槽的沖刷發(fā)展可能會(huì)加重龍?zhí)逗涌诟浇植拷兜臎_刷；儀征水道段自1998年以來岸線和深泓平面位置基本穩(wěn)定，-20 m深槽自入口至世業(yè)洲分流區(qū)全線貫通，深槽右緣與尾部有所沖刷，尾部沖刷幅度相對(duì)較大，2006—2020年-20 m深槽向右展寬約100 m, 槽尾下延約1.2 km。

綜合來看，三峽工程蓄水運(yùn)行后，南京河段河勢(shì)出現(xiàn)了一定程度的調(diào)整，但平面形態(tài)仍保持總體穩(wěn)定，岸線沖淤總體變化不大，深泓橫向擺動(dòng)較少，深槽平面位置基本穩(wěn)定，河型沒有發(fā)生變化。

4 結(jié) 語

三峽工程蓄水運(yùn)行近20 a以來，長(zhǎng)江下游徑流量變化不大，但輸沙量銳減，導(dǎo)致長(zhǎng)江南京河段整體呈沖刷狀態(tài)。2001—2020年全河段累計(jì)沖刷量達(dá)到10691萬m3,沖刷形態(tài)具有“灘槽均沖”和以平灘河槽沖刷為主的特點(diǎn)，2006年以后沖刷加劇，2006—2020年沖刷強(qiáng)度相比于2001—2006年增大了近14倍；沿程自上而下由運(yùn)行前的“沖淤交替”變?yōu)椤吧嫌?、下沖”,其中，梅子洲汊道和龍?zhí)秲x征水道段沖刷相對(duì)較大。

三峽工程運(yùn)行后來水來沙條件的改變雖使南京河段經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)期的沖刷，但在已實(shí)施的河道整治與護(hù)岸工程共同作用下，南京河段河勢(shì)總體基本穩(wěn)定，深泓橫向擺動(dòng)較小，岸線和深槽平面位置變化不大，河型也沒有發(fā)生變化。但仍存在局部河勢(shì)的沖刷調(diào)整，主要表現(xiàn)為：

(1)受上游小黃洲汊道匯流段局部河勢(shì)變化(洲尾岸線和-10 m深槽右擺、左汊分流比緩慢增大)的影響，新生洲洲體右緣未護(hù)岸段出現(xiàn)了局部沖刷與崩岸，小黃洲尾局部河勢(shì)的變化可能會(huì)一定程度地加劇新濟(jì)州汊道左衰右興的趨勢(shì)。

(2)近年來，八卦洲汊道左汊分流比仍呈減小態(tài)勢(shì)，同時(shí)右汊口門上元門邊灘-10 m深槽明顯右移，對(duì)左汊入流不利。

(3)龍?zhí)秲x征段總體河勢(shì)穩(wěn)定，烏龍山邊灘前沿、興隆洲心灘深槽有所沖刷發(fā)展。

建議下一階段密切關(guān)注上游小黃洲匯流段局部河勢(shì)和左汊分流比的變化情況，開展該變化對(duì)下游新濟(jì)州河段河勢(shì)影響的研究工作；對(duì)八卦洲右汊上元門邊灘深槽平面位置進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，適時(shí)開展上元門邊灘深槽平面變化與八卦洲左汊分流比關(guān)系的相關(guān)研究工作；對(duì)重點(diǎn)險(xiǎn)工段、迎流頂沖和深槽貼段(含護(hù)岸空白段)及河勢(shì)控制節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)水文和水下地形監(jiān)測(cè)，必要時(shí)實(shí)施適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，以確保長(zhǎng)江南京河段河勢(shì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。