Page 37 - 水利学报2021年第52卷第2期

沙河床，断面上各取样点极不连续，难以计算平均中值粒径，进口、中部、出口三个部位断面各取
样点的汛后中值粒径大致粗化为 20 ~ 50、40 ~ 80、30 ~ 50 mm，河床整体粗化较为明显。（2）河道形
态。虽然河道总体冲刷，但石泓仍无顺畅的枯水过流通道，沙泓也仍然弯窄；同时碛坝以及石泓因
采砂活动形成的大量乱石堆，均有助于维持甚至增加综合糙率。
坡陡流急所在的沙泓中段，其演变与整个水道的总体特征有本质不同。该区域中洪水期是缓流
甚至回流区，对应淤积时段；而在枯水期则出现强水流条件，对应冲刷时段。因此，来沙减少会减
小悬沙汛期淤积幅度，但沙泓中段的河床形态乃至河床组成主要取决于枯水水流条件，是枯水过程
造床的结果。即使是汛后中值粒径粗化的现象，在很大程度上也只能反映其与年内汛期淤积大幅减
弱而导致床面卵石部分在汛末即已出露有关。

3 沙泓中段“坡陡流急”现象演变分析

沙泓中段“坡陡流急”现象在三峡水库蓄水以前就已显现，但实测资料较少，已难以掌握其具体
［2］
形成过程。长程比降分析表明 ，1960 年代在天然情况的 5300 m /s 流量级下，枝城-沙市河段沿程比
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降相对均匀，随后芦家河水道所在的枝城-马家店（枝江）段比降持续增大，1980 年代开始，就已成为
比降最大的区段。从宏观的角度来看，是河床组成的差异性造成了上下游冲刷厚度、水位降幅的区
别，这在山区河流至平原河流之间的过渡性河段具有一定的普遍性。从微观层面来看 ［11］ ，芦家河水
道较高的深泓高程、宽窄相间的平面形态所具备的卡口效应是导致比降集中，进而形成坡陡流急的
主要原因。
三峡水库蓄水以后，随着芦家河水道进出口水位落差加大，水道内水流条件必然出现新的变
化。根据三峡水库蓄水以来沙泓中段枯水期临时比降的监测资料，本文统计分析了沙泓中段整体比
降（毛家厂至姚港航道站 4 km 范围比降）和最陡局部比降（本文中特指宁化 1#码头上游附近比降最陡
区域，200 m 范围）两个比降指标的变化情况。
3.1 整体比降变化 图 5（a）实测数据点分布表明，芦家河水道沙泓中段毛家厂至姚港航道站 4 km 范
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围比降的变化有较强的趋势性。在 7000～8000 m /s流量范围内，比降实测资料连续性较好，显示 4 km 范
围整体比降是明显增加的。虽因数据点较为有限，难以拟合出较为精确的定量关系，但可大致估计
7000 m /s 左右流量的沙泓中段整体比降增加了约 0.7～0.8‱，显著高于芦家河水道进出口比降增幅。
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比降/‱ 比降/‱

（a）4km 范围内 （b）200m 范围内

图 5 三峡水库蓄水运用以来芦家河水道沙泓中段比降变化
另外，从变化过程来看，2006—2010 年沙泓中段整体比降变化不大，2010 年以后比降增速明显
加快，这与图 3 中昌门溪以下水位下降过程大体一致，说明 4 km 范围比降的变化与下游枯水位下降
并溯源传递密切相关。
3.2 最陡局部比降变化及分析 图 5（b）显示，芦家河水道沙泓中段最陡局部比降随时间、流量的分
布离散度较大，各流量级的最陡局部比降随时间没有明显的规律性变化，且即使是同一时间段，流
量基本相当，最陡局部比降也会有较大的差异。图 5（b）中有两点信息相对较为确定，一是最陡局部

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