赣江下游入湖三角洲水道演变机理与整治

第1章 赣江下游河道特性与整治概述 1.1 赣江下游河道特性 1.1.1 概述 鄱阳湖是我国*大的淡水湖，也是我国第二大湖。它位于江西省境内，汇集赣江、抚河、信江、饶河、修河五河之水，经湖口汇入长江。由于河道流速小、水流分散，流域来沙在尾闾主河道及水网区分支分汊口、入湖扩散区淤积，减小了湖区的库容，使得鄱阳湖调蓄能力下降，同时泥沙的淤积使得入湖河流尾闾的河床逐渐抬高，对湖滨及五河的防洪产生了影响。 赣江是鄱阳湖水系**大河，也是长江八大支流之一，它发源于江西与福建交界的武夷山区，自南向北流经赣州、吉安、樟树等地，至南昌市分四汊注入鄱阳湖。 1.地理位置 赣江是长江流域鄱阳湖水系的**大河流，位于长江中下游南岸，地理位置为24°29′～29°11′N、113°30′～116°40′E。流域东部与抚河分界，东南部以武夷山脉与福建省分界，南部连广东省，西部接湖南省，西北部与修河支流潦河分界，北部通鄱阳湖，在湖口连接长江。流域东西窄、南北宽，略似斜长方形。赣江干流纵坡平缓，流域内盆地发育，人口和耕地较多。赣江上游与各主要支流之间多山，山间与河侧盆地发育。流域北有九岭山，南有大庾岭、九连山，东有广昌、乐安、南丰山地，东南有武夷山，西有罗霄山脉、诸广山。流域边缘及南部多为山地，一般海拔在400m左右，主峰约在1000m以上，中部为丘陵与盆地相间，较大的盆地有吉泰盆地，北部以冲积平原为主，为赣抚平原。 2.河道概况 赣江发源于江西、福建两省交界处的石城县石寮岽，自东向西流经瑞金市、会昌县，在会昌县城附近支流湘水汇入后称贡水，至会昌县庄口镇洛口村于左岸纳入濂水，至于都县城上游约2km纳入梅江，至赣县区先后纳入平江、桃江，至赣州市章水汇入后始称赣江；河流出赣州市后，折向北流，经万安县城，于罗塘附近纳入遂川江，至泰和县马市镇纳入蜀水，经泰和县城，于吉安县纳入孤江；吉安市上游约5km纳入禾水后，再经吉安市区，在吉水县城上游接纳乌江，至樟树市上游约4km纳入袁河，过丰城市至南昌县纳入锦江后，流经南昌市，然后分西（主）、北、中、南（东）四支注入鄱阳湖，其中主支在永修县吴城镇与修河汇合后注入鄱阳湖。 赣江流域水系发达，支流众多，集水面积为100～1000km2的河流有209条，1000～3000km2的有11条，3000km2以上的有11条。赣江干流自赣州市而下，至南昌市外洲水文站（简称“外洲站”），沿江两岸有集水面积大于1000km2的遂川江、蜀水、孤江、禾水、乌江、袁河、锦江和肖江等8条大支流汇入。赣江流域面积为8.28万km2，约占江西省总面积的50%。 赣州市以上为上游，贡水为主河道，习惯上称为东源，流域面积为27 095km2，河段长312km，平均比降0.22‰～0.52‰，多为山地。上游河段，河道多弯曲，水浅流急，流经变质岩区，山岭峻峭。赣江上游属山区性河流，多深涧溪流，落差较大，水力资源丰富。沿途注入主要支流有湘水、濂水、梅江、平江、桃江、章水等。 赣江自赣州市至新干县为中游，河段长303km，比降0.15‰～0.28‰，为山区和丘陵谷地，河宽400～800m，东岸有孤江、乌江，西岸有遂川江、蜀水及禾水。干流水流一般较为平缓，河床中多为粗沙、细沙及红砾石岩，部分穿切山丘间的河段则多急流险滩。赣州市至万安县的河段长90km，多为山地，河道较窄，河宽一般为400～500m，因流经变质岩山区，河床深邃，水急滩险，以“十八险滩”著称，素为舟师所忌。自万安县城以南2km处建造大型水电站以来，险滩均被淹没，现已不复存在。万安县至新干县河段河宽一般为600～900m。出吉安市后赣江穿流于低谷之间，江中偶有浅滩，其中有段河谷格外束狭，遂称“峡江”。 赣江自新干县以下为下游，河段长208km，比降0.06‰～0.10‰，河宽约1000m，东岸无较大支流汇入，西岸有袁河、锦江汇入。江水流经辽阔的冲积平原，地势平坦，河面宽阔，两岸傍河筑有堤防。赣江自南昌市以下河谷开阔，河道与支汊纵横交错，形成了复杂的水网，进入尾闾地区。 3.鄱阳湖概况 鄱阳湖是我国**大淡水湖，也是我国第二大湖，位于江西省北部、长江中下游南岸，距南昌市东北部50km，隶属于上饶市，介于28°22′～29°45′N、115°47′～116°45′E，跨新建、进贤、余干、鄱阳、都昌、湖口、庐山、德安和永修等县（市、区）。鄱阳湖为过水性吞吐型湖泊，上承赣江、抚河、信江、饶河、修河五大河流及博阳河、漳田河、潼津河等河流之水，下接我国**大河——长江。在正常的水位情况下，鄱阳湖面积有3914km2，容积达300亿m3。松门山作为鄱阳湖的分界线将湖区分为南北两个区域，松门山西北为北鄱阳湖，该湖面呈狭窄状，实际上它是一条与长江相通的通港道，长40km，大多宽3～5km，*窄处约2.8km；松门山东南为南鄱阳湖，该湖面宽大广阔，为鄱阳湖的主体，长133km，*宽处达74km。湖面在平水位时略高过长江的水面，湖水北向流向长江。因为鄱阳湖的调节，赣江、信江等河流的洪峰能减弱15%～30%，从而也降低了长江洪峰对两岸的威胁发生率。 鄱阳湖流域水资源丰富，经湖口站出湖入江的多年平均水量为1436亿m3。流域径流量年内分配不均匀，汛期4～9月的径流量占全年的75%左右，其中主汛期4～6月的径流量占50%以上，10月至次年3月仅占全年的25%左右，其中10～12月仅占全年的9%。鄱阳湖流域各河多年平均悬移质含沙量为0.07～0.73kg/m3，湖口站含沙量为0.076kg/m3。各河多年平均年入湖输沙量1860万t，通过湖口注入长江的多年平均年输沙量为938万t，多年平均年淤积量达922万t。 鄱阳湖流域和信江流域均属亚热带湿润季风气候。春雨、梅雨明显，四季更替分明。鄱阳湖多年平均气温16.2～19.7℃，极端*低气温为零下18.9℃，极端*高气温44.9℃。冬春多偏北风，夏秋多偏南风，偶有台风侵袭，多年平均风速1.0～3.8m/s，*大风速37.1m/s；多年平均相对湿度75%～83%；多年平均无霜期241～304d，由南向北递减；流域多年平均年降水量1596mm，各地年平均降水量一般为1400～1900mm，降水量年内分配不均，4～9月降水量占全年的73%，年际变化幅度大；流域多年平均年水面蒸发量800～1200mm，山区小于丘陵，丘陵小于平原，中部大于周围，东部略大于西部。 1.1.2 自然条件 1.地质地貌 赣江流域呈现山地丘陵为主体的地貌格局，山地丘陵占流域面积的64.7%（其中山地占43.9%，丘陵占20.8%），低丘（海拔200m以下）岗地占31.4%，平原、水域等仅占3.9%。赣江流域西部为罗霄山脉，构成赣江水系与湘江水系的分水岭，由一系列北东向山脉构成，自北向南依次有九岭山、武功山、万洋山、诸广山等，海拔多在1000m以上；南端地处南岭东段，主要山地有大庾岭和九连山，大致走向为东西向，构成赣江水系与珠江水系的分水岭；东端主要由若干北北东向山地构成，其南端为武夷山，系赣江水系与闽江水系的分水岭；北端为雩山，系赣江水系与抚河水系的分水岭；流域南部为花岗岩低山丘陵区，并且其间夹有若干规模较小的红岩丘陵盆地，中部为吉泰红岩丘陵盆地，北部则为赣江下游，是一种以山地、丘陵为主体兼有低丘岗地和少量平原的地貌组合类型。 这种地貌格局自南向北沿着赣江的流向呈阶梯状分布，流域上游区山地丘陵面积占83.0%，低丘岗地占15.5%，平原仅占1.5%；中游区山地丘陵面积占56.7%，低丘岗地占38.1%，平原占5.2%；下游区山地丘陵面积占37.0%，低丘岗地占55.9%，平原占7.1%。很明显，山地丘陵依次减少，低丘岗地则依次增多，河谷平原面积相应扩大。 2.气候状况 赣江流域地处南岭以北、长江以南，属亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量丰沛，四季分明，光照充足，春雨、梅雨明显，夏秋间晴热干燥，冬季阴冷，但霜冻期较短。赣江流域南北纬度跨越4°，干流天然落差达937m，导致南北气候出现差异，这些差异主要表现在以下几个方面。 （1）气温：根据1959～2004年气象部门的统计，赣江流域南北年平均气温相差3℃左右，流域平均气温为16.3～19.5℃，以于都县19.7℃为*高，南高北低；相应≥10℃的积温，上游区＞6000℃，中游区＞5500℃，下游区＜5500℃，同样无霜期南部比北部长。但由于南北地势不同，南部山地多，北部低丘岗地多，南北年平均*低气温和*高气温均差别不大。 （2）降水量：受地理位置、地形和气候条件的影响，流域内降水量分布很不均匀，大小相差悬殊，其分布特点是山区多于河谷盆地，形成以罗霄山脉南端及九岭山脉为中心的两个高值区，以吉泰盆地和赣州为中心的低值区。全流域1956～2000年平均降水量为1400～2000mm，西部山区年降水量普遍在1700mm以上，河谷盆地年降水量均小于1500mm。年平均降水量*大的站为处于九岭山脉的院前站，降水量达2077mm，*小的为处于赣州的长村站，降水量仅1372mm。流域内年平均*大降水量与*小降水量比值为1.51。 （3）蒸发量：受气候变化影响，赣江流域水面蒸发量的地域分布总的趋势是山区小于丘陵，丘陵小于盆地、平原。全流域年蒸发量为800～1200mm，以南昌为*大，其次为赣州，蒸发量均大于1200mm，以罗霄山脉井冈山为中心低值区，蒸发量普遍小于800mm。流域各站年蒸发量*大为1307mm，*小为707mm，其比值为1.85。蒸发量年内变化较大，夏季气温高，蒸发量大；冬季气温低，蒸发量小。全流域月*大蒸发量绝大多数出现在7月，其蒸发量占年蒸发量的22%左右；月*小蒸发量出现在1月，其蒸发量占年蒸发量的5.5%左右。 3.流域水利资源 赣江流域自然资源丰富，为农业生产提供了优越的自然条件。流域内外洲站以上流域面积为80 948km2，占全省面积的48.5%，耕地面积占全省耕地面积的一半，居住人口也占全省人口的一半。流域水能理论蕴藏量为364万kW，占鄱阳湖水系的60%，可开发的水能资源为364万kW。流域内已建2.5万kW以上水电站4座（即万安、江口、上犹江、白云山等水电站），其中万安水利枢纽装机容量50万kW，是流域内*大的水利工程，4座水电站总库容约40亿m3，总装机容量63.52万kW，年发电量19.4亿kW？h。其他大中小型水利工程数以千计，基本建成了蓄、引、提、排、挡相结合，防洪、排涝、灌溉、发电、航运、供水、水土保持兼顾，大中小型并举的一个比较完善的水利工程体系。 1.1.3 水沙特性 外洲站地处赣江尾闾入口处，为主要的入口边界控制站，这里重点以外洲站的历年实测资料分析赣江尾闾的水沙特性。 1.历年流量 通过对1950～2014年连续65年实测流量资料分析（外洲站实测流量变化见图1.1），外洲站控制流域内径流丰富，多年平均径流深829.8mm，多年平均流量2130m3/s，*大年均流量3640m3/s（1973年）是*小年均流量750m3/s（1963年）的4.85倍。 图1.1 外洲站实测流量变化 2.历年含沙量及输沙率 统计外洲站历年年均含沙量和年均输沙率变化，分别如图1.2和图1.3所示。可以看出，外洲站历年年均含沙量的变化可以分成三部分：①前期即1956～1989年，这一期间年均含沙量的变化虽有波动，但始终维持在一个稳定的区间内；②中期即1990～2000年，这一期间含沙量呈逐年减小的趋势；③后期即2001～2013年，这一期间年均含沙量变化不大，始终维持在0.03kg/m3左右。而对于外洲站历年年均输沙率，自1980年有统计资料以来至2013年，呈现减小的趋势。 图1.2 外洲站历年年均含沙量变