Page 41 - 水利学报2021年第52卷第2期

所示。3 个钻孔构成的纵向地质剖面与窄槽深泓的横向平均距离仅 300 m 左右，距离窄槽边缘不到
200 m，但钻孔取样同样并未揭示有胶结卵石层的存在。
综合上述分析，基本可以确定毛家花屋窄槽段的河床组成应主要为宽级配卵石，胶结卵石层存
在的可能性较低。

图 10 疏浚弃土 图 11 钻孔样品

5 “坡陡流急”段演变机理及趋势分析

以上分析已指出，水面比降由速度水头比降与能量损失比降两部分组成，短距离内缓流条件下
（坡陡流急段弗雷德数目前远小于 1），一定幅度的水位下降引起的流速水头以及局部能量损失的变化
幅度是有限的。因此，虽然三峡水库蓄水以来芦家河水道出口的水位仍在继续下降，但在短距离最
陡局部比降区域，比降进一步集中加大的趋势并不明显。
坡陡流急段的流速变化并不完全取决于最陡局部比降的大小，在某一区段内，只要水面比降大
于能量损失比降，则水流流速沿程增加。图 6 中反映的表流加速段长度约 1.7 km，对该区段历年来比
降进行统计分析表明（见图 12），该区段的比降接近沙泓中段整体比降的两倍，其变化与沙泓中段整
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体比降的变化规律较为一致，三峡水库蓄水运用以来 8000 m /s 以下流量级的比降值增加较为明显，
3
其中 7000 m /s 左右流量的比降增加了约 1.5‱以上，落差增加值达到了沙泓中段 4 km 增加值的约
80%。这一方面说明毛家花屋前沿的表流加速段是芦家河沙泓中段最核心的水位控制段；另一方
面，表明该段比降的加大，必然增加势能向动能的转化，流速随之逐渐增加。

比降/‱

图 12 三峡水库蓄水运用以来芦家河水道沙泓中段流速加速区比降
按照 3.2 节中的概化数值分析认识，在地形边界固定、糙率稳定的假定条件下，水流只能通过加
大流速，增加能量损失比降以逐级消减水位降幅向上游的溯源传递。在流量不变的前提下，流速加
大必然引起水位下降，因此，长达 1.7 km 的核心水位控制段亦无法完全消纳下游水位降幅，即使控
制段进一步延长，也只是会加大水位降幅的削减幅度，而无法维持进口水位的完全稳定。需要特别
指出的是，只有当控制段水流条件因下游水位大幅下降进入急缓流临界状态后，则下游水位的继续

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