對松花江干流岸線控制線劃定成果的研究——基于河道演變特性及河勢穩(wěn)定性分析

屈明洋，李嚴(yán)坤，江 明

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150030;2.黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶163316)

0 前 言

松花江干流自嫩江、第二松花江匯合口稱三岔河起到松花江入黑龍江止，從哈爾濱到佳木斯市段，為丘陵與河谷平原相間區(qū)，佳木斯以下，進(jìn)入廣闊平原區(qū)，是三江平原的主要組成部分。松干岸線長度為679.50 km，面積為702.74 km2。由于各地區(qū)間社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異，特別是各行政區(qū)域交界處，岸線控制線劃分不合理，沒有保持連續(xù)性和一致性，因此按照河流特性，岸線保護(hù)的要求，對岸線控制線科學(xué)合理的劃定是十分必要的［1］。

1 松花江干流河道演變特性與河勢穩(wěn)定性分析

1.1 河道形態(tài)

松花江干流流域面積18.46×104km2，其中平原面積5.50×104km2，松干哈爾濱以上為平原區(qū)，坡度緩，灘地寬闊，有濕地和牛軛湖，河道主槽寬為400 ～600m，平槽水深4 ～7 m;哈爾濱至佳木斯段為高平原和丘陵區(qū)，河谷狹窄，在牡丹江口上游為淺灘，河寬2 000 m，島嶼多、水流分散、河床比降陡，河床底質(zhì)為堅硬板巖和花崗巖;佳木斯以下為低平原，河道寬闊，主槽寬達(dá)1 500 ～2 000 m，平槽平均水深2 ～3m，河道中有沙洲，河槽滯蓄能力較大。

1.2 水沙特性分析

松干屬少沙河流，整個流域年輸沙模數(shù)分布呈東南部大，西北部小;丘陵區(qū)大，山區(qū)和平原區(qū)小的趨勢。哈爾濱以上來沙量746 萬t，占56.9%，其中哈爾濱河段的床沙中值粒徑為0.17 ～0.26mm，推移質(zhì)中值粒徑約為0.2mm 左右;佳木斯段的床沙中值粒徑為0.23 mm。

松干主要測站有關(guān)泥沙特征值見表1。

表1 松花江干流主要控制站泥沙特征值統(tǒng)計表

1.3 河道演變特性

1.3.1 肇源河段

肇源河段河道平面形態(tài)呈不對稱的啞鈴形，河道內(nèi)有加信子和菱角泡2 座洲島，二島均為老河裁彎取直后形成。肇源港位于下游菱角泡左汊左側(cè)凹岸處。隨著新河(右汊)發(fā)展和老河(左汊)的淤廢，加信子彎道和肇源彎道逐漸演變?yōu)楣畏帚夂拥馈＜有抛訊u尾匯合口處河道顯著收縮后進(jìn)入上、下兩彎道之間的順直微彎過渡段。從加信子島至菱角泡島，河道走向由自西向東驟變?yōu)樽员毕蚰稀Ｕ卦春拥揽菟诤訛┞懵叮訉?00 ～700m;洪水期水流漫灘，河寬可達(dá)9 000 m。

60 年代后，加信子彎道人工裁彎，而肇源彎道也在70 年代初—90 年代初實現(xiàn)了裁彎取直，造成肇源河段航線發(fā)生了較大幅度的變遷。目前，加信子左汊泥沙淤積嚴(yán)重，枯水期已不過流;右汊為通航汊道，枯水河寬300m 左右，航道水深5m 左右，河道蜿蜒曲折，水流沿凹岸流動，航道直線段較短。菱角泡左汊(肇源港汊道)因口門處泥沙淤積嚴(yán)重，枯水期船舶需從左汊下口進(jìn)出肇源港，形成枯水期船舶倒進(jìn)港局面;右汊枯水河寬約250m，航道水深約7m，現(xiàn)為通航汊道。

1.3.2 哈爾濱市上游段

該江段江心有一處江心島，屬松花江低漫灘部分，由泥沙淤積作用而形成，呈橢圓形。該江心島將松干分為南北兩汊，并形成大套子彎道。北汊先向東北方向運(yùn)動，后由陡彎折向東南，河道曲率較大;南汊基本由西向東，至四方臺折向東北，至一水源處與北汊匯合。南北兩汊所處相對位置多年來基本沒有變化。70 年代以前，大套子彎道主流位于江道北側(cè)，南側(cè)僅有一串溝。由于大套子彎道入口處經(jīng)歷年沖刷，南側(cè)串溝逐漸沖深發(fā)展，分流比加大，北側(cè)分流減少，至70 年代，逐步形成以南側(cè)江道為主流的河勢。

1.3.3 哈爾濱市區(qū)段

松花江哈爾濱江段現(xiàn)有江道平面形態(tài)、河相關(guān)系以及河底與水面縱向比降均失去了天然河道的特點，但主流和江道總體都是穩(wěn)定的。

1.3.4 佳木斯段

本依據(jù)佳木斯市水文站1963、1995、2003 年3 個年份的橫斷面實測資料分析，該段其主河槽的河床有變化。河槽左側(cè)的沖淤變化小，河槽右側(cè)沖淤變化大，同高程水位水面寬變小。

1.3.5 牡丹江段

牡丹江城市段屬山區(qū)河流，從70 年代地形圖、現(xiàn)狀衛(wèi)星地圖等資料對比分析，河勢相對穩(wěn)定。

1.4 河勢穩(wěn)定性分析

河道縱向穩(wěn)定系數(shù):哈爾濱段為4.2 ～6.5，縱向相對穩(wěn)定;佳木斯河段為2.6，縱向比較穩(wěn)定。

河道橫向穩(wěn)定系數(shù):哈爾濱段為0.33，佳木斯段為0.31，介于蜿蜒型和游蕩型之間，為橫向欠穩(wěn)定的過渡型河道。

1.5 河勢穩(wěn)定性評價意見

據(jù)以上分析，該河段為對河勢的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，提出評價意見。岸線穩(wěn)定程度通過河段主流線、河岸頂沖和河床的穩(wěn)定性等因素分為3 類，分別基本穩(wěn)定、相對穩(wěn)定、不穩(wěn)定岸線，評價結(jié)果見表2。由表2 可知，基本穩(wěn)定13 段、相對穩(wěn)定26 段，不存在不穩(wěn)定段。

表2 松花江干流域重點河道岸線河勢穩(wěn)定性評價結(jié)果

2 岸線控制線劃定

2.1 岸線控制線定義

岸線控制線是岸線利用管理控制線，是依據(jù)河流水流方向劃定的，其包括外緣和臨水控制線;外緣控制線是除無堤段以河道岸邊與設(shè)計洪水位交界線為準(zhǔn)，一般則以江河堤防工程管理范圍為外緣控制線;臨水控制線則是在滿足安全行洪和河流健康的前提下，在順?biāo)鞣较蚣昂影杜R水側(cè)劃定的控制線［2］。

2.2 岸線控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上述原則，結(jié)合實際情況，松花江干流岸線控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)為臨水控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)和外緣控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)［3］。

2.2.1 臨水控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)

1)對河勢穩(wěn)定河段，河灘槽關(guān)系明顯，則采用灘槽分界線為臨水控制線。岸線控制線確定方式示意圖見圖1:

圖1 岸線控制線確定方式示意圖

2)對河勢較穩(wěn)定河段，但河灘槽關(guān)系不明顯，則采用平槽水位與岸邊的交界線，或主槽外邊緣線作為臨水控制線，具體情況根據(jù)實際情況分析確定［4］。

對于不容易確定岸邊與平槽水位交界線，則采用堤防臨水側(cè)管理范圍邊緣線(距堤腳線30m，距堤腳線50m)或堤腳線，或二級臺地高坎線作為臨水控制線。具體情況根據(jù)實際情況分析確定。其岸線控制線確定方式參照示意圖2:

圖2 岸線控制線確定方式示意圖

3)對于河勢不穩(wěn)、河槽沖淤變化明顯、主流擺動的河段，考慮河勢演變的影響，在劃定臨水控制線時，適當(dāng)留有余地［5］。

在凹岸段、頂沖段，以及多汊或汊網(wǎng)型河段，以堤腳線或二級臺地高坎線、臨水側(cè)堤防管理范圍邊緣線作為臨水控制線;在凸岸段及淤積發(fā)展段，以灘地邊緣線或平槽水位線作為臨水控制線。其岸線控制線確定方式參照示意圖3:

圖3 岸線控制線確定方式示意圖

2.2.2 外緣控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)

1)對于已建有堤防工程的河段，一般在工程建設(shè)時已劃定堤防工程的管理范圍，外緣控制線采用已劃定的堤防工程管理范圍的外邊緣線;對部分未劃定堤防工程管理范圍的河段，參照《堤防工程管理設(shè)計規(guī)范》(SL171－96)及各省區(qū)的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合工程具體情況，根據(jù)不同級別的堤防合理劃定。參照示意圖1、2［6］。

2)對于無堤防的河道采用河道設(shè)計洪水位與岸邊的交界線作為外緣控制線。對已規(guī)劃建設(shè)堤防工程而目前尚未建設(shè)的河段，根據(jù)工程規(guī)劃要求，以規(guī)劃堤防管理范圍外緣線劃定外緣控制線。參照示意圖1、2。

2.3 岸線控制線的劃定

2.3.1 臨水控制線的劃定

1)哈爾濱何家溝以下段，屬于大頂子山航電樞紐回水區(qū)段，在尖滅點以下河段，按實際征地高程與岸邊的交界線，作為臨水控制線。

2)其它河段，按照臨水控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)1)、2)、3)劃定。

2.3.2 外緣控制線的劃定

1)肇源三岔河～古恰鄉(xiāng)河段，堤防背水側(cè)為蓄滯洪區(qū)預(yù)留用地，不劃外緣控制線。

2)其它河段，按照外緣控制線劃定標(biāo)準(zhǔn)1)、2)劃定。

3)江心洲不劃外緣線。

2.4 岸線控制線劃定成果

根據(jù)上述岸線控制線劃定的原則和標(biāo)準(zhǔn)，松干三岔河口至哈爾濱市段以及佳木斯市和牡丹江市城市河段的臨水控制線總長度為679.5km，外緣控制線總長度為620.25km，岸線區(qū)總面積為702.74km2。岸線控制線成果匯總情況見表3。

表3 松花江干流重點河道岸線控制線成果表

［1］陳偉，趙瑞娟，董麗丹.淺析松遼流域河道岸線利用管理規(guī)劃［J］，東北水利水電，2009(10):68－69.

［2］段新虹，樊靜.對河道岸線利用管理規(guī)劃實施的幾點看法［J］，河道整治，2009(07):89－90.

［3］陳娟.科學(xué)規(guī)劃、合理利用和保護(hù)松遼流域重點河道岸線［J］，中國水利，2013(13):86－88.

［4］虞娟，陳一梅.河道岸線演變預(yù)測方法研究［J］.三峽大學(xué)學(xué)報，2005(04):17－21.

［5］盧金友，張細(xì)兵，黃悅.三峽工程對長江中下游河道演變與岸線利用影響研究［J］.水電能源科學(xué)，2011(05):79－82.

［6］中華人民共和國水利部.堤防工程管理設(shè)計規(guī)范(SL171—96)［S］.北京:中國水利水電出版社，1996.