本书以赣江下游入湖三角洲水道为研究对象，利用历年河床底质资料、卫星遥感资料、水文泥沙资料及特殊洪水资料等，通过河床演变分析、数值模拟、模型和机理实验，探讨分析赣江下游河道历史演变特性、三角洲水道成因和延伸发展特性、赣江尾闾整治工程效果等，揭示了赣江下游河道洪水演进、水道分流、滩槽冲淤、水道重整及三角洲形态演变等机理和规律，构建了基于阻力参数和活动指标的三角洲水道系统分类方法、三角洲形成的动力演变理论模型及赣江尾闾工程泥沙数学模型，提出了河岸、滩槽演变模拟方法、三角洲模拟的实验设计方法和三角洲区域水道整治方法。这些研究成果推动和完善了短流程河流下游河道演变、入湖三角洲模拟与预测的理论与技术，对冲积河流及入湖三角洲的保护与治理具有重要的参考价值和指导意义。 本书可供从事河流演变、湖区生态及流域规划与管理等方面的科研人员及高等院校有关专业师生参考。

第1章 赣江下游河道特性与整治概述
　　1.1 赣江下游河道特性
　　1.1.1 概述
　　鄱阳湖是我国*大的淡水湖，也是我国第二大湖。它位于江西省境内，汇集赣江、抚河、信江、饶河、修河五河之水，经湖口汇入长江。由于河道流速小、水流分散，流域来沙在尾闾主河道及水网区分支分汊口、入湖扩散区淤积，减小了湖区的库容，使得鄱阳湖调蓄能力下降，同时泥沙的淤积使得入湖河流尾闾的河床逐渐抬高，对湖滨及五河的防洪产生了影响。
　　赣江是鄱阳湖水系第一大河，也是长江八大支流之一，它发源于江西与福建交界的武夷山区，自南向北流经赣州、吉安、樟树等地，至南昌市分四汊注入鄱阳湖。
　　1.地理位置
　　赣江是长江流域鄱阳湖水系的第一大河流，位于长江中下游南岸，地理位置为24°29′～29°11′N、113°30′～116°40′E。流域东部与抚河分界，东南部以武夷山脉与福建省分界，南部连广东省，西部接湖南省，西北部与修河支流潦河分界，北部通鄱阳湖，在湖口连接长江。流域东西窄、南北宽，略似斜长方形。赣江干流纵坡平缓，流域内盆地发育，人口和耕地较多。赣江上游与各主要支流之间多山，山间与河侧盆地发育。流域北有九岭山，南有大庾岭、九连山，东有广昌、乐安、南丰山地，东南有武夷山，西有罗霄山脉、诸广山。流域边缘及南部多为山地，一般海拔在400m左右，主峰约在1000m以上，中部为丘陵与盆地相间，较大的盆地有吉泰盆地，北部以冲积平原为主，为赣抚平原。
　　2.河道概况
　　赣江发源于江西、福建两省交界处的石城县石寮岽，自东向西流经瑞金市、会昌县，在会昌县城附近支流湘水汇入后称贡水，至会昌县庄口镇洛口村于左岸纳入濂水，至于都县城上游约2km纳入梅江，至赣县区先后纳入平江、桃江，至赣州市章水汇入后始称赣江；河流出赣州市后，折向北流，经万安县城，于罗塘附近纳入遂川江，至泰和县马市镇纳入蜀水，经泰和县城，于吉安县纳入孤江；吉安市上游约5km纳入禾水后，再经吉安市区，在吉水县城上游接纳乌江，至樟树市上游约4km纳入袁河，过丰城市至南昌县纳入锦江后，流经南昌市，然后分西（主）、北、中、南（东）四支注入鄱阳湖，其中主支在永修县吴城镇与修河汇合后注入鄱阳湖。
　　赣江流域水系发达，支流众多，集水面积为100～1000km2的河流有209条，1000～3000km2的有11条，3000km2以上的有11条。赣江干流自赣州市而下，至南昌市外洲水文站（简称“外洲站”），沿江两岸有集水面积大于1000km2的遂川江、蜀水、孤江、禾水、乌江、袁河、锦江和肖江等8条大支流汇入。赣江流域面积为8.28万km2，约占江西省总面积的50%。
　　赣州市以上为上游，贡水为主河道，习惯上称为东源，流域面积为27 095km2，河段长312km，平均比降0.22‰～0.52‰，多为山地。上游河段，河道多弯曲，水浅流急，流经变质岩区，山岭峻峭。赣江上游属山区性河流，多深涧溪流，落差较大，水力资源丰富。沿途注入主要支流有湘水、濂水、梅江、平江、桃江、章水等。
　　赣江自赣州市至新干县为中游，河段长303km，比降0.15‰～0.28‰，为山区和丘陵谷地，河宽400～800m，东岸有孤江、乌江，西岸有遂川江、蜀水及禾水。干流水流一般较为平缓，河床中多为粗沙、细沙及红砾石岩，部分穿切山丘间的河段则多急流险滩。赣州市至万安县的河段长90km，多为山地，河道较窄，河宽一般为400～500m，因流经变质岩山区，河床深邃，水急滩险，以“十八险滩”著称，素为舟师所忌。自万安县城以南2km处建造大型水电站以来，险滩均被淹没，现已不复存在。万安县至新干县河段河宽一般为600～900m。出吉安市后赣江穿流于低谷之间，江中偶有浅滩，其中有段河谷格外束狭，遂称“峡江”。
　　赣江自新干县以下为下游，河段长208km，比降0.06‰～0.10‰，河宽约1000m，东岸无较大支流汇入，西岸有袁河、锦江汇入。江水流经辽阔的冲积平原，地势平坦，河面宽阔，两岸傍河筑有堤防。赣江自南昌市以下河谷开阔，河道与支汊纵横交错，形成了复杂的水网，进入尾闾地区。
　　3.鄱阳湖概况
　　鄱阳湖是我国第一大淡水湖，也是我国第二大湖，位于江西省北部、长江中下游南岸，距南昌市东北部50km，隶属于上饶市，介于28°22′～29°45′N、115°47′～116°45′E，跨新建、进贤、余干、鄱阳、都昌、湖口、庐山、德安和永修等县（市、区）。鄱阳湖为过水性吞吐型湖泊，上承赣江、抚河、信江、饶河、修河五大河流及博阳河、漳田河、潼津河等河流之水，下接我国第一大河——长江。在正常的水位情况下，鄱阳湖面积有3914km2，容积达300亿m3。松门山作为鄱阳湖的分界线将湖区分为南北两个区域，松门山西北为北鄱阳湖，该湖面呈狭窄状，实际上它是一条与长江相通的通港道，长40km，大多宽3～5km，*窄处约2.8km；松门山东南为南鄱阳湖，该湖面宽大广阔，为鄱阳湖的主体，长133km，*宽处达74km。湖面在平水位时略高过长江的水面，湖水北向流向长江。因为鄱阳湖的调节，赣江、信江等河流的洪峰能减弱15%～30%，从而也降低了长江洪峰对两岸的威胁发生率。
　　鄱阳湖流域水资源丰富，经湖口站出湖入江的多年平均水量为1436亿m3。流域径流量年内分配不均匀，汛期4～9月的径流量占全年的75%左右，其中主汛期4～6月的径流量占50%以上，10月至次年3月仅占全年的25%左右，其中10～12月仅占全年的9%。鄱阳湖流域各河多年平均悬移质含沙量为0.07～0.73kg/m3，湖口站含沙量为0.076kg/m3。各河多年平均年入湖输沙量1860万t，通过湖口注入长江的多年平均年输沙量为938万t，多年平均年淤积量达922万t。
　　鄱阳湖流域和信江流域均属亚热带湿润季风气候。春雨、梅雨明显，四季更替分明。鄱阳湖多年平均气温16.2～19.7℃，极端*低气温为零下18.9℃，极端*高气温44.9℃。冬春多偏北风，夏秋多偏南风，偶有台风侵袭，多年平均风速1.0～3.8m/s，*大风速37.1m/s；多年平均相对湿度75%～83%；多年平均无霜期241～304d，由南向北递减；流域多年平均年降水量1596mm，各地年平均降水量一般为1400～1900mm，降水量年内分配不均，4～9月降水量占全年的73%，年际变化幅度大；流域多年平均年水面蒸发量800～1200mm，山区小于丘陵，丘陵小于平原，中部大于周围，东部略大于西部。
　　1.1.2 自然条件
　　1.地质地貌
　　赣江流域呈现山地丘陵为主体的地貌格局，山地丘陵占流域面积的64.7%（其中山地占43.9%，丘陵占20.8%），低丘（海拔200m以下）岗地占31.4%，平原、水域等仅占3.9%。赣江流域西部为罗霄山脉，构成赣江水系与湘江水系的分水岭，由一系列北东向山脉构成，自北向南依次有九岭山、武功山、万洋山、诸广山等，海拔多在1000m以上；南端地处南岭东段，主要山地有大庾岭和九连山，大致走向为东西向，构成赣江水系与珠江水系的分水岭；东端主要由若干北北东向山地构成，其南端为武夷山，系赣江水系与闽江水系的分水岭；北端为雩山，系赣江水系与抚河水系的分水岭；流域南部为花岗岩低山丘陵区，并且其间夹有若干规模较小的红岩丘陵盆地，中部为吉泰红岩丘陵盆地，北部则为赣江下游，是一种以山地、丘陵为主体兼有低丘岗地和少量平原的地貌组合类型。
　　这种地貌格局自南向北沿着赣江的流向呈阶梯状分布，流域上游区山地丘陵面积占83.0%，低丘岗地占15.5%，平原仅占1.5%；中游区山地丘陵面积占56.7%，低丘岗地占38.1%，平原占5.2%；下游区山地丘陵面积占37.0%，低丘岗地占55.9%，平原占7.1%。很明显，山地丘陵依次减少，低丘岗地则依次增多，河谷平原面积相应扩大。
　　2.气候状况
　　赣江流域地处南岭以北、长江以南，属亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量丰沛，四季分明，光照充足，春雨、梅雨明显，夏秋间晴热干燥，冬季阴冷，但霜冻期较短。赣江流域南北纬度跨越4°，干流天然落差达937m，导致南北气候出现差异，这些差异主要表现在以下几个方面。
　　（1）气温：根据1959～2004年气象部门的统计，赣江流域南北年平均气温相差3℃左右，流域平均气温为16.3～19.5℃，以于都县19.7℃为*高，南高北低；相应≥10℃的积温，上游区＞6000℃，中游区＞5500℃，下游区＜5500℃，同样无霜期南部比北部长。但由于南北地势不同，南部山地多，北部低丘岗地多，南北年平均*低气温和*高气温均差别不大。
　　（2）降水量：受地理位置、地形和气候条件的影响，流域内降水量分布很不均匀，大小相差悬殊，其分布特点是山区多于河谷盆地，形成以罗霄山脉南端及九岭山脉为中心的两个高值区，以吉泰盆地和赣州为中心的低值区。全流域1956～2000年平均降水量为1400～2000mm，西部山区年降水量普遍在1700mm以上，河谷盆地年降水量均小于1500mm。年平均降水量*大的站为处于九岭山脉的院前站，降水量达2077mm，*小的为处于赣州的长村站，降水量仅1372mm。流域内年平均*大降水量与*小降水量比值为1.51。
　　（3）蒸发量：受气候变化影响，赣江流域水面蒸发量的地域分布总的趋势是山区小于丘陵，丘陵小于盆地、平原。全流域年蒸发量为800～1200mm，以南昌为*大，其次为赣州，蒸发量均大于1200mm，以罗霄山脉井冈山为中心低值区，蒸发量普遍小于800mm。流域各站年蒸发量*大为1307mm，*小为707mm，其比值为1.85。蒸发量年内变化较大，夏季气温高，蒸发量大；冬季气温低，蒸发量小。全流域月*大蒸发量绝大多数出现在7月，其蒸发量占年蒸发量的22%左右；月*小蒸发量出现在1月，其蒸发量占年蒸发量的5.5%左右。
　　3.流域水利资源
　　赣江流域自然资源丰富，为农业生产提供了优越的自然条件。流域内外洲站以上流域面积为80 948km2，占全省面积的48.5%，耕地面积占全省耕地面积的一半，居住人口也占全省人口的一半。流域水能理论蕴藏量为364万kW，占鄱阳湖水系的60%，可开发的水能资源为364万kW。流域内已建2.5万kW以上水电站4座（即万安、江口、上犹江、白云山等水电站），其中万安水利枢纽装机容量50万kW，是流域内*大的水利工程，4座水电站总库容约40亿m3，总装机容量63.52万kW，年发电量19.4亿kW？h。其他大中小型水利工程数以千计，基本建成了蓄、引、提、排、挡相结合，防洪、排涝、灌溉、发电、航运、供水、水土保持兼顾，大中小型并举的一个比较完善的水利工程体系。
　　1.1.3 水沙特性
　　外洲站地处赣江尾闾入口处，为主要的入口边界控制站，这里重点以外洲站的历年实测资料分析赣江尾闾的水沙特性。
　　1.历年流量
　　通过对1950～2014年连续65年实测流量资料分析（外洲站实测流量变化见图1.1），外洲站控制流域内径流丰富，多年平均径流深829.8mm，多年平均流量2130m3/s，*大年均流量3640m3/s（1973年）是*小年均流量750m3/s（1963年）的4.85倍。
　　图1.1 外洲站实测流量变化
　　2.历年含沙量及输沙率
　　统计外洲站历年年均含沙量和年均输沙率变化，分别如图1.2和图1.3所示。可以看出，外洲站历年年均含沙量的变化可以分成三部分：①前期即1956～1989年，这一期间年均含沙量的变化虽有波动，但始终维持在一个稳定的区间内；②中期即1990～2000年，这一期间含沙量呈逐年减小的趋势；③后期即2001～2013年，这一期间年均含沙量变化不大，始终维持在0.03kg/m3左右。而对于外洲站历年年均输沙率，自1980年有统计资料以来至2013年，呈现减小的趋势。
　　图1.2 外洲站历年年均含沙量变

目录
第1章 赣江下游河道特性与整治概述 1
1.1 赣江下游河道特性 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 自然条件 3
1.1.3 水沙特性 4
1.1.4 地质特征 8
1.2 赣江下游洪水特性与防洪工程概况 9
1.2.1 洪水灾害特性 9
1.2.2 防洪工程建设 11
1.3 入湖三角洲的河道系统特性 12
1.4 赣江下游综合整治面临的问题 14
1.5 研究现状 15
1.5.1 河流演变研究现状 15
1.5.2 数值模拟研究现状 16
1.5.3 遥感研究现状 19
1.5.4 入湖三角洲形成过程理论与实验研究现状 20
1.5.5 赣江下游河段研究现状 24
第2章 基于实测与遥感资料的赣江下游河道演变特征 31
2.1 基于实测资料的赣江下游河道演变特征 31
2.1.1 外洲河段演变特征 33
2.1.2 外洲河段冲淤特征 36
2.1.3 尾闾河段冲淤特征 46
2.2 基于遥感资料的赣江下游河道演变特征 57
2.2.1 遥感技术方法 58
2.2.2 赣江干流演变特征 59
2.2.3 赣江尾闾演变特征 62
第3章 赣江下游尾闾河段演变机理分析 69
3.1 河道演变机理 69
3.1.1 河道演变对来水条件的响应 69
3.1.2 河道演变对来沙条件的响应 75
3.1.3 河道演变对分流比的响应 80
3.2 水体演变分析 84
3.2.1 研究方法 84
3.2.2 赣江尾闾及南昌城区水体演变分析 86
3.2.3 水体变化驱动力分析 98
第4章 赣江下游尾闾地区洪水模拟与行洪安全 101
4.1 历史洪水与危害 101
4.1.1 历史洪水记载 101
4.1.2 洪水灾害成因 104
4.2 洪水特性 105
4.3 控制方程 107
4.3.1 水流基本方程 107
4.3.2 泥沙模型控制方程 108
4.3.3 数值离散方法 108
4.3.4 模型中泥沙模块相关物理量的确定 114
4.3.5 模型边界条件 117
4.4 洪水过程模拟 119
4.4.1 模型计算区域 119
4.4.2 模型的验证 119
4.4.3 模型的边界条件 121
4.4.4 模拟工况 121
4.5 洪水模拟结果分析 125
4.5.1 水位变化分析 125
4.5.2 分流比变化分析 129
4.5.3 流速变化分析 130
4.5.4 洪水过程总结 130
第5章 基于阻力参数与活动指标的三角洲水道系统分类 132
5.1 基于阻力参数与活动指标的河流形态判别法 132
5.1.1 河流阻力及河流活动指标 132
5.1.2 植被因素影响及量化方法 138
5.1.3 基于阻力参数与活动指标的河型分类方法 139
5.1.4 河型分类阈值验证 144
5.2 河控三角洲水道系统形态分类 146
5.2.1 浑水极限切应力影响因素分析及计算 146
5.2.2 浑水极限切应力影响因素相关程度判定 147
5.2.3 三角洲平原水道活动指标计算 148
5.2.4 三角洲平原水道分形维度 149
5.2.5 三角洲平原水道分类判别 151
5.2.6 三角洲水道分类阈值验证 151
第6章 入湖三角洲初始段动力演进理论模式及其验证 156
6.1 入湖三角洲初始段平面射流理论模型 156
6.2 模型相似解法 158
6.3 床面冲淤变形计算 160
6.4 模型验证 161
6.5 对比研究 165
6.6 理论解影响因素分析 167
第7章 不同因素对入湖三角洲形成演变过程影响的实验研究 174
7.1 实验装置 174
7.2 实验方法 175
7.3 实验现象 177
7.4 水道系统动力演进过程及水流流态转变周期分析 179
7.4.1 水道系统动力演进过程分析 179
7.4.2 水流流态的周期性转变及周期预测 185
7.5 三角洲沉积过程和形态分析 188
7.5.1 三角洲前缘特性分析 188
7.5.2 三角洲岸线弯曲度分析 189
7.5.3 三角洲沉积形态分析 190
7.6 对照组和重复组对比实验分析 193
第8章 入湖三角洲阶段性演变过程实验研究 196
8.1 研究背景 196
8.2 实验装置及方法 196
8.3 实验现象 198
8.4 水道系统动力演进过程分析 203
8.5 三角洲沉积过程分析 204
8.5.1 纵向生长 204
8.5.2 横向生长 206
8.5.3 垂向生长 207
8.5.4 岸线弯曲度 209
8.6 赣江三角洲年内发展变化特征 211
8.7 实验三角洲与赣江三角洲演变过程对比分析 212
第9章 区域水道整治 214
9.1 水道整治现状 214
9.1.1 水系现状 214
9.1.2 水质现状 214
9.1.3 防洪现状 214
9.1.4 存在的问题 214
9.1.5 整治的必要性 215
9.2 尾闾四支整治结果分析 215
9.2.1 冲淤变化分析 215
9.2.2 枯水水位分析 217
9.3 尾闾主支整治效果分析 220
9.3.1 主支模型计算区域 220
9.3.2 模型的验证 220
9.3.3 工程应用 222
9.3.4 结果分析 222
9.3.5 小结 225
9.4 尾闾分汊河段整治效果分析 226
9.4.1 流线变化分析 226
9.4.2 河床岸线变化 227
9.4.3 洲头冲淤变化分析 228
9.4.4 分流比变化分析 229
9.5 典型河段效果分析 230
9.5.1 江心洲地形变化分析 230
9.5.2 河漫滩地形变化分析 232
9.5.3 枢纽下游弯道地形变化分析 234