第2章 长江中下游河床地貌划分方法研究的进展

2.1 长江中下游河床地貌划分方法初步研究概述

作者在《长江河道认识与实践》一书中曾对长江中下游河道河床地貌进行过较为系统的研究,文中对于河床地貌的划分提出了一个初步的方法,即特征水位法。研究认为,在长江中下游河床地貌中首先从稳定的成型淤积体堆积地貌与年际年内河床都处于冲淤变化的枯水河槽之间,是以平均枯水位即多年月平均水位中最低3个月的平均值作为分界。在该水位以上有河漫滩、江心洲(属河漫滩相)、边滩、心滩以及拦门沙(属河床相)等地貌;在枯水河槽内有潜心滩与潜边滩、深槽与浅滩、沙埂与沙嘴,以及倒套与拦门沙浅滩等地貌。在平均枯水位以上的堆积地貌中,因河岸地质资料的局限性和二元结构的复杂性,不易识别河漫滩相堆积地貌与河床相堆积地貌之间的分界,故以多年平均水位作为二者划分的特征水位。鉴于平滩的河岸地貌条件千差万别,不易确定某一河段的平滩水位,因而按多年月平均水位最高4个月的平均值替代平滩水位,称为平滩洪水位。以上3个水位称为河床地貌划分的特征水位。由于我们先要弄清的是,在自然条件下不受河道整治影响的长江中下游河床地貌划分的特征水位,因而取下荆江人工裁弯前和汉江丹江口水库蓄水前的干流河道水位进行统计比较恰当。表2-1列出了1950-1967年长江中下游各主要水文(水位)站上述三个特征水位的统计值。在各河段河床演变分析中,我们可根据其与上下游水位站的距离插补确定其特征水位,再按地形图的具体情况确定相应的特征等高线对其划分的地貌变化进行分析。作者在完成以上初步研究时就曾考虑到对上述地貌划分方法需在以下几个方面做进一步研究:

(1)由于在初步研究中确定的上述特征水位方法并未进行过全面系统的检验,因此,需要选择离上述水文(水位)站较近的河段,就自然条件下的特征水位与相应地形图上的地貌进行分析,以检验上述方法在各河段应用中的合理性,并确定提供河床演变分析中运用的特征等高线。

(2)通过检验上述方法可以用于大通以上的径流河段(非感潮河段),那么,它下游主要仍受径流影响的感潮河段还能否应用上述方法应予研究,如能用这一方法则下延至哪个河段也需研究。

(3)初步研究中对枯水位以下的深槽形态并没有明确的划定,仅指出在枯水河槽内以某一高程较低的特征等高线构成较深的河床部分为深槽,因此,如何在一般情况下相对合理地确定深槽的特征等高线是需要进一步分析的问题。

此外,在分汊河段内主支汊的堆积地貌与枯水河槽的划分是一致的,但深槽的特征等高线是否应当有所区别也有待研究。

以上是本章首先要研究的内容。

表2-1 自然条件下长江中下游河床地貌特征水位 单位:m

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 85或黄海基面。

在初步研究中还认为,长江口河床地貌划分有其特殊性:一是长江口受巨大径流和潮汐动力的双重作用,其河床平面形态和河床地貌与仅受径流作用的长江下游河道应有较大的差异,河床地貌成因与演变特性均会有显著的不同;二是长江口的潮位在年际间最高潮位与最低潮位之差仅6~7m,而日潮差一般又有2~3m的变化幅度,徐六泾多年平均水位最高4个月的平均值(为1.23m)与最低3个月的平均值(为0.44m)之差仅0.79m,多年平均水位为0.86m,与以上两个高、低水位平均值之间分别相差0.37m和0.42m。这三个水位间相差如此之小,因而不应也不可能借鉴长江中下游以特征水位的方法来划分长江口的河床地貌。初步研究表明,长江口河床地貌之间是直接采用表达形态特征的等高线而进行划分的[1]。长江口河床地貌划分中没有“枯水河槽”的概念,代之以我们定义的“基本河槽”,它在径流的各种来水来沙条件和口外各种潮汐动力条件共同作用下形成的水流泥沙运动中都会产生冲淤影响以至河床变形;“堆积地貌”则是在河道造床过程和演变中形成的成型淤积体。上述二者是直接以特征等高线-5m划分的。-5m线以上为堆积地貌,包括河漫滩相(河漫滩与江心洲)和河床相(边滩和心滩),它们之间又以特征等高线0m来划分;0m与-5m之间的边滩、心滩,虽然总体上为单向淤积的河床相堆积地貌,但在长江口涨、落潮流和风浪作用下,仍然是有可能受到冲刷的河床地貌;0m以上才为细颗粒泥沙即河漫滩相堆积,包括两岸的河漫滩和平滩河槽内的江心洲(岛),平滩特征等高线定为2m。在-5m以下的基本河槽内,有潜边滩、潜心滩、沙嘴、沙埂、深槽与浅滩、拦门沙浅滩与倒套等地貌。根据最近进一步研究表明,在长江口河段(包括近河口段即澄通河段),潜边滩和潜心滩以及依附的沙嘴和沙埂在河床演变中是冲淤变化十分活跃的河床地貌。一方面它们是河床演变中的淤积体,在形态上具有一定程度的稳定性,还有可能进一步发展为边滩和心滩,所以也称其为准堆积地貌;另一方面在来水来沙和边界条件变化下又易发生冲刷并对河势变化产生影响。因此,在基本河槽内将它们的特征等高线定为-10m能够较好地表达其形态及其冲淤变化;而将深槽的特征等高线定为-15m(及以下);-15m深槽之间的纵向隆起呈马鞍形态的部位为浅滩,滩脊高程低于-10m,深槽两侧-15~-10m的河床部分称边槽。长江口河道横断面宽度和面积很大,水深在不同的主、支汊内差别较大,以致在支汊内可以形成尺度较小、高程较高的河床地貌,其特征等高线视支汊的具体情况而定。

以上就是长江口直接以特征等高线划分河床地貌的方法,我们称为特征等高线法。显然,这一分析方法对于长江口河段而言是值得肯定的。然而,这一方法是否能上延到江阴以上的河段,还需待研究。如果可以的话又上延到哪个河段合适,也有待研究。这是本章研究的第二个方面的内容。

在对长江下游河床地貌划分方法进行检验的基础上,就长江下游若干河段近期河床地貌变化进行简要分析。最后,对按河床地貌研究途径进行河床演变分析提出建议。