东江下游博罗河段人类活动影响下的河床演变.pdfVIP

泥 沙 研 究 20lO年 10月 JournalofSedimentReseareh 第 5期 东江下游博罗河段人类活动影响下的河床演变 季荣耀，陆永军，左利钦 (南 京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学 国家重点实验室 ，江苏 南京 210029) 摘要 ：东江下游博罗河段近几十年来受上游建库与大规模河床采沙等人类活动影响强烈，水沙动力条件与河 床演变趋势出现了明显变异 。一方面上游建库使得含沙量与输沙量 明显减小 ，中枯水流量增大 ；另一方面大 规模人工采沙造成河床大幅下切 ，水位严重下降，潮汐上溯 明显，潮汐动力显著增强。本河段水沙动力过程 的 变异对通航条件 、咸潮防护、取水供水、堤防安全和生态环境等都产生了较大影响。 关键词 ：人类活动 ；河床采沙 ；河床演变 ；水文变异；博罗 中图分类号 ：TV148 文献标识码 ：A 文章编号 ：0468—155X(2010)05-0048-07 随着人类文明的发展 ，世界上 已很少有河流未经开发保持原有的 自然状态。当流域来水来沙条件 和河流的边界条件因人类活动改变后 ，河流将通过再造床过程做 出相应 的调整。流域上游建库和河道 人工河床采沙是影响河流 自然水沙条件的两种重要人类活动，特别是20世纪 80年代以来出现的大规 模河床采沙引发了河床普遍下切 、同流量水位降低 、河堤与桥梁基础暴露等一系列问题 ，成为近年众多 学者关注的焦点。国内有关采沙问题的研究，主要集中在人工采沙下的河床演变 、利弊分析及其相应的 对策”I3，近期把动床河工模型和数学模型用于模拟采沙坑周围的河床变形与流场变化 ’的研究也 在逐渐增多。国外有关河床采沙的专 门研究相对较少 ，其 中Chang 运用数学模型对加利福尼亚州圣 胡安溪因沙石开采引起的溯源冲刷进行 了系统研究，Mas．Pla等 则研究了海岸地区采沙对浅水层 一河 流系统的影响，Gill和 Lee等 还从不同角度研究了采沙坑引起的水流变化及其冲淤演变特性。 珠江流域中东江水系相对 自成一体 ，石龙 以下为三角洲河网区，石龙以上至惠州为东江干流下游河 段。东江下游剑潭枢纽 一谭公庙间的博罗河段是 目前惠州至东江 口航道的主要碍航河段 (图1)。该河 段河床宽浅 ，洲滩发育，滩槽变化剧烈 ，是惠州通往珠江三角洲的水运 “瓶颈”。本河段 目前正经历着大 规模的人工河床采沙过程 ，同时还受上游建库的影响，其近年来的水沙动力特性与河床边界条件发生了 显著变异 ，河床演变也呈现出新的特点和趋势。 1 河段概况 博罗河段由下头塘 、博罗大桥、水西尾 3个连续浅滩组成，每个浅滩之 间均有短小的 2．0m 以上深 槽相连，航槽最小水深 1．1m。水面比降陡，流速大，水深小 ，流路弯 曲是本河段 的显著特点。河段水沙 条件复杂 ，以径流作用为主 ，既受上游水库与水利枢纽调峰发电、蓄洪消峰的影响，还受下游河道上溯而 来的潮汐作用。据博罗水文站 1954—2005年水沙资料统计，其多年平均流量为 731．3m ／s、多年平均 含沙量为0．103kg／m ，年均悬移质输沙量为237．8万 t。流量、输沙量年内分布有明显的洪 、枯季之分 ， 主要集中在 4—9月，分别 占全年总量的70％和 80％以上。从河势看，博罗河段处于上、下游狭窄河段 收稿 日期 ：2008-08-13 基金项 目：国家重点基础研究发展计划资助 (2003CB415206)；国家 自然科学基金资助项 目 作者简介 ：季荣耀 (1978一)，男 ，山东临沂人 ，工程师 ，博士 ，主要从事河流海岸动力学与环境演变研究。 48 图 1 东江下游博罗河段位置及河势 图 Fig．1 Locationand riverregime ofBoluoreachofEastRiver 之间的宽浅河段 ，其上游津头湖河段最窄河宽 150m，水深7～8m；下游谭公庙河段最窄河宽200m，水深 8～11m。因此 ，当上游来水来沙进入本河段后 ，由于河面逐渐放宽 ，造成流速沿程逐渐变小 ，水流挟沙 能力下降，促使泥沙落淤而形成多处浅滩。 2 上游建库引起的水沙变化 东江是