, 常胜Evolution of floodplains and bars at the Jingjiang reach of Yangtze River, China in response to Three Gorges Reservoir impoundment
XUEXinghua, CHANGSheng收稿日期:2017-09-27
修回日期:2018-05-24
网络出版日期:2018-09-25
版权声明:2018《地理学报》编辑部本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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1 引言
大坝下游河道对水沙条件变动的地貌响应是河流地貌研究的重要课题[1],不仅影响大坝下游防洪、航运、农业等人类生产活动的进行,也涉及大坝下游河道演变的一些基本问题,得到国内外研究者广泛关注。目前,大坝下游地貌响应的研究,侧重于平面形态变化[2,3]、河床的冲刷与河床质粗化[4,5]、纵坡降变化及横断面形态调整[2, 4, 6]、河道摆动[2,3]以及河型转化[7]等河道演变基本问题。国内研究者针对黄河干流水库[8,9,10,11]、汉江丹江口水库[12,13]、长江三峡水库[14,15,16,17]等大型水利工程建成后的河床演变问题开展了大量研究。已有研究对洲滩等河床微地貌演变的讨论相对较少[18,19],洲滩作为河流地貌结构与格局的重要构成因素,对河流系统的完整性、复杂性及其生态服务功能具有重要意义[1,2]。大坝蓄水后河流系统都会迅速调整[1, 4, 6, 20],显示深刻的水文效应、地貌效应和生态效应。因此,人们十分关注大坝下游洲滩对拦蓄作用的响应特征。从平衡输沙理论出发,依据水沙条件和河道边界性质,可以区分不同类型的大坝下游地貌响应[1, 6],为理解大坝下游河流地貌演变提供了宏观的科学依据。相关的河流边滩冲淤变化实证研究[1],以及受调节河流与非调节河流的对比研究[21]表明,活动的河漫滩大幅度减少而非活动的显著增加,且地貌复杂度大大减小。大坝的河流地貌效应无论在结构上,还是在功能作用上,都有显著表现。据此,Legleiter[1]在分析大坝对下游河漫滩系统的影响时,将其区分为被动效应（连接性）和主动效应（过程功能）。从已有的研究中还应注意到,大坝下游河流地貌演变不仅受到不同水库运用方式下水沙条件变化的影响,而且也受到不同区域地质背景、河型等边界条件下响应差异性的影响[2, 6, 22],相应地也有必要开展这些方面针对性的研究。荆江是长江中游河流地貌过程颇为活跃和动态演变相当敏感的河段,对三峡水库运行后水沙条件变化的响应显著。历史上,荆江河段受到了自然和人工裁弯、葛洲坝等干扰的影响,一般认为,至三峡水库运行前的2002年荆江河段已处于冲淤动态平衡[23,24],自2003年三峡水库蓄水以来荆江河段又处于快速调整期[15, 23, 25-26]。目前,对荆江的河床冲刷[14-15, 27]、断面形态演变[27]和平面形态变化[16]等取得了较丰富的认识。研究表明,蓄水后荆江河段冲淤显著变大、加快,且冲淤部位有所变化,由蓄水前的槽冲滩淤转为滩槽均发生冲刷[23, 25],并出现一些新的演变特征,如下荆江河段凸岸冲刷、凹岸淤积的问题[25, 27-29]。对于三峡水库蓄水后荆江的洲滩演变,已有的研究,大多是针对小尺度特定河湾洲滩形态变化[30,31]或是对特定冲淤现象的讨论[19, 28-29],对全河段河型演变规律及驱动机制有所研究[32],但缺乏对荆江全河段洲滩演变格局的完整认识。为此,本文以荆江全河段为研究对象,利用遥感影像资料,三峡水库蓄水前后洲滩分布、面积及发育程度的变化情况,定量描述蓄水后洲滩的冲淤变化及其空间分布特性,并揭示洲滩形态的演变特征,以期深化对三峡水库下游地貌效应的认识,为荆江河段的管理提供参考依据。
2 研究区与方法
2.1 研究区简况
长江中游荆江河段自湖北省枝江市（枝江大桥）至湖南省城陵矶（图1）,全长约327 km,以藕池口为界分为上、下荆江,上荆江为微弯分叉型河段,江心洲滩发育;下荆江为蜿蜒型河段,边滩发育。江口以上两岸有低山、丘陵,河床为砂卵石质;江口以下是冲积平原,为砂质河段[15, 33]。在河湾分布上[16],荆江河段包括23个河湾,上荆江由规模较大、弯曲率较小的6个河湾组成,在本文中为便于分析讨论,自上游而下依次编号为101~106,下荆江由17个弯曲率较大的河湾（编号207~223）组成。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图1研究区及基于遥感资料提取的2002-2015年洲滩分布
-->Fig. 1Distribution of floodplains and bars based on the data extracted from remote sensing images in the study area from 2002 to 2015
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2.2 遥感影像选取及洲滩分布信息提取
三峡水库自2003年蓄水以来已运行10余年,为更好地呈现研究区的洲滩分布,避免洪水淹没对洲滩识别的影响,再者蓄水后荆江枯水河床洲滩冲淤较明显[24,25],本项研究选取了蓄水前后3期枯水期Landsat ETM+影像（获取时间均为1月份）。至2002年荆江已处于总体冲淤平衡[23,24],故以2002年作为蓄水前的参照状态,以2009年、2015年反映蓄水后6年、12年的洲滩分布状态。遥感影像资料源于美国地质调查局（https://glovis.usgs.gov/）,并通过影像融合技术,得到15 m多光谱影像。经空间纠正、配准后,综合采用遥感指数法[34]和地理相关法,将洲滩地貌单元分类为凸岸滩、凹岸滩、心滩（洲）,得到研究区不同时期的洲滩分布（图1）,在GIS软件中计算河段、河湾、洲滩单元等尺度上的面积变化与发育度变化,并制作洲滩形态分布图,以刻画洲滩形态演变。荆江是限制性河道,其横向发展受荆江大堤控制,因此以荆江大堤为河道边界,对于上荆江少部分无堤段,借鉴相关研究普遍采用的方法[35],以河岸植被为边界。洲滩演变分析除了采用面积测算外,为增加不同规模河湾（河段）的可比性,还构建了洲滩发育度指数（Development Degree of floodplains and Bars, DDB）,即单位河长的洲滩面积（hm2/km）：
式中：S为洲滩面积（hm2）;L为河道中心线长度（km）。
3 结果与分析
3.1 荆江河段洲滩基准结构特征
以蓄水前的2002年为基准（图2）,荆江的洲滩发育度高、面积宽广,总洲滩面积590.2 km2,洲滩总体发育度为180.6 hm2/km,其中凸岸滩最为发育,其次为凹岸滩,心滩（洲）的规模和发育度最小。凸岸滩、凹岸滩、心滩（洲）的总面积依次为387.6 km2、146.7 km2、52.5 km2,其对应的发育程度分别为118.6 hm2/km、44.9 hm2/km、16.1 hm2/km。上、下荆江在洲滩结构上存在差异性（图2）,总体上,下荆江洲滩发育度较上荆江大得多,主要是凸、凹岸滩的面积和发育度明显高于上荆江,而上荆江心滩（洲）发育程度较下荆江大,这种洲滩结构与上荆江微弯分汊、下荆江高弯曲蜿蜒的平面形态结构[16]是吻合的。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图22002年荆江河段洲滩基准组成结构
-->Fig. 2Reference geomorphic structure of the Jingjiang reach in Yangtze River before Three Gorges Reservoir impoundment in 2002
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3.2 荆江河段洲滩总体变化特征
在洲滩总体变化上,三峡水库蓄水后,荆江河段洲滩总面积持续减少,且大部分发生在蓄水后的前6年（2002-2009年）,约占总冲刷量的83.7%,期间冲刷速率为0.55 km2/a,后期减弱,与蓄水前的2002年相比,累计冲刷减少4.56 km2（图3a）。相关研究也认为,大坝下游的冲刷调整大部分发生在蓄水后约10年甚至几年内[4, 6]。在冲淤分布上,总体看具有凸岸滩明显冲刷减小、凹岸滩及心滩（洲）有所淤增的特点（图3c~3h）。相较于2002年,至2015年荆江河段凸岸滩累计冲刷减少6.22 km2,前期冲刷强烈（减小7.03 km2）,后期略有淤增,主要与下荆江少部分河湾的明显淤增有关。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图3三峡水库蓄水后不同时期内荆江河段的洲滩变化
-->Fig. 3Changes in the acreage and development of floodplains and bars at the Jingjiang reach in different periods after Three Gorges Reservoir impoundment
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三峡水库蓄水后,上、下荆江洲滩冲淤变化的时空格局存在差异性,显示出对水沙调节的响应复杂性,这种复杂性在其他河流的研究中也可以观察到[8, 13]。在洲滩总体冲淤变化上,无论是从面积变化还是发育度变化上看,上荆江洲滩的冲刷萎缩都要强于下荆江（图3a、3b）。断面冲淤研究也表明,上荆江冲刷强度较下荆江大[27]。蓄水后上荆江洲滩一直处于冲刷萎缩中,并有加剧之势,而下荆江表现为前期（2002-2009年）明显冲刷减小、后期（2009-2015年）淤积增长,即存在上荆江洲滩冲刷、泥沙向下游输移、部分在下荆江淤积的特点,这种上游冲刷、泥沙输移至下游方向淤积的冲淤分布特征在河湾尺度上表现得更为直接、明显。2002-2009年、2009-2015年上荆江洲滩冲刷分别减小2.39 km2、4.07 km2,累计减小6.48 km2,冲刷速率为0.50 km2/a,洲滩发育度较蓄水前的2002年减小4.24 hm2/km。2002-2009年下荆江洲滩冲刷减小1.43 km2,2009-2015年淤增3.33 km2。
在冲淤分布上（图3c~3h）,蓄水后的前期阶段（2002-2009年）,上荆江凸、凹岸滩冲刷萎缩,心滩（洲）有淤积增长;后期（2009-2015年）凸岸滩和心滩（洲）冲刷萎缩明显,凹岸滩有所淤积增长（与部分河湾心滩并岸有关）。至2015年,上荆江凸、凹岸滩累计分别冲减5.35 km2、1.17 km2,心滩（洲）淤增0.71 km2。心滩（洲）的淤增在成因上可能是,该河段涨淤落冲,枯水河槽冲刷严重、蚀深下切[27, 33],乃至枯水位下降[36],三峡水库蓄水后退水快、汛后冲刷不足[26]。下荆江,在前期阶段,凸岸滩冲刷减小、凹岸滩淤积增长,凸岸滩冲刷强度甚至超过上荆江,冲刷速率达0.57 km2/a,凸、凹岸的冲淤对比关系已有报道[25, 28-29, 31],其成因可能与后文所述高蜿蜒河湾平面形态下凸、凹岸的互动演变关系有关。后期阶段,下荆江凸岸滩明显淤积增长,凹岸滩变化不大。下荆江心滩（洲）在蓄水后持续淤积发展,累计淤增0.63 km2。
3.3 荆江河段洲滩冲淤分布与形态演变
3.3.1 荆江河段心滩（洲）演变特征 上荆江各河湾均发育有规模较大的心滩（洲）,且分布位置大体稳定,其中在跨度较大的河湾102、103和104分别存在4、2、3个心滩（洲）体（图4）。在下荆江除了石首和监利2个河湾（编号208、214）存在分布稳定的心滩（洲）外,其他5个河湾处的心滩（洲）存在明显的时空动态性,其中藕池口分流（河湾编号207）心滩在蓄水后,伴随分流口滩的迅速扩张而并滩,调关、七弓岭、观音洲河湾（编号211、221、222）的心滩则是蓄水后的新生滩。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图4三峡水库蓄水后荆江心滩(洲)的变化分布
-->Fig. 4Changes in the acreage and development of mid-channel bars/islands at the Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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三峡水库蓄水后的前期阶段（2002-2009年）,上荆江心滩（洲）淤增3.23 km2,后期（2009-2015年）冲刷萎缩,减小2.52 km2。前期主要是沙市、公安和郝穴3河湾（编号104、105、106）处心滩（洲）的淤积增长（图4a、4b）,尤其是前二者中的太平口心滩（编号104101）和南星洲分别淤增1.73 km2、2.09 km2,其他心滩（洲）冲淤变化不大。后期,除公安河湾处的南星洲继续淤增外,其他河湾的心滩（洲）皆冲刷萎缩。长江中游心滩（洲）冲淤的时空变异性在相关研究中也有报道[19],在成因上,部分河湾及前期的淤增,如前文所述,是河段自身冲淤性质与水文情势调整共同作用的结果[26-27, 33, 36],后期的普遍冲刷表明水文情势变化引起的清水下泄、冲刷仍占主导。对于同一河湾内的多个心滩（洲）体,河湾102、103和104均表现出上游心滩（洲）冲淤动态变化大、下游心滩（洲）动态变化较小的特征（图4c、4d）。
比较而言,下荆江心滩（洲）在三峡水库蓄水后具有总体淤积增长之势（图4a、4b）,除藕池口分流处（河湾207）心滩并滩、监利河湾（编号214）乌龟洲有所冲刷缩小外,其他5个河湾的心滩（洲）均具累计淤增的特征,甚至在河湾211、222新成心滩。心滩（洲）淤增、新成心滩并不一定意味着河型调整,目前来看,大多认为三峡水库蓄水后荆江河段还不存在河型调整[16, 37],其成因可能是,河流泥沙沿程得到恢复[38],在高蜿蜒河湾平面形态控制、洞庭湖顶托作用下,上游冲刷泥沙在向下游输移中的暂时性部分淤积。
三峡水库蓄水后,荆江河段心滩（洲）除了面积冲淤增减外,还存在滩体位置活动现象,综合二者可将心滩（洲）演变区分为8种类型,如表1所示。
Tab. 1
表1
表1三峡水库蓄水后荆江心滩(洲)演变的类型划分
Tab. 1Classification of the mid-channel bars/islands evolution at the Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment (according to position movement and erosion/accretion dynamics)
| 演变类型 | 演变特征 | 典型心滩(洲) | |
|---|---|---|---|
| 位置活动 | 冲淤情况 | ||
| 定位型 | 定位平衡型 | 位置稳定;冲淤变化不大 | 水陆洲,柳条洲(图5a) |
| 定位冲淤交替型 | 位置稳定;时冲时淤,冲淤变化较大 | 芦家河浅滩,金城洲(图5b),广兴洲心滩 | |
| 变位型 | 变位冲淤交替型 | 位置明显移动;时冲时淤,冲淤变化较大 | 三八滩(图5c) |
| 变位淤扩型 | 位置明显移动;滩体淤增扩大 | 倒口窑心滩,七弓岭心滩(图5d) | |
| 后退型 | 主体位置不变,局部后退;持续冲蚀 | 关洲(图5e),火箭洲,马羊洲 | |
| 前进型 | 整体前进型 | 主体位置不变,滩体整体前进;淤积扩大 | 张家桃园心滩,调关心滩,观音洲心滩(图5f) |
| 洲头前进型 | 主体位置不变,滩头前进;淤积扩大 | 太平口心滩,南星洲(图5g),姣子渊心洲,乌龟洲 | |
| 合滩型 | 心滩靠岸并滩 | 颜家台心滩,茅林口心滩(图5h),新河口心滩 | |
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首先,按滩体位置活动趋向,区分为定位型、变位型、后退型、前进型和合滩型等5个第一级类;然后,按滩体冲淤变化情况,区分了6个第二级亚类。对于后退型和合滩型,考虑到研究期内冲淤变化方式较简,未细分第二级亚类,即存在8种典型心滩（洲）演变类型：① 定位平衡型,如上荆江河湾102的水陆洲和柳条洲（图5a）,位置分布稳定,冲淤变化不大;② 定位冲淤交替型,如上荆江河湾102的芦家河浅滩、河湾104的金城洲（图5b）,下荆江河湾218的广兴洲心滩,其位置分布稳定,但时冲时淤,冲淤变化皆较大;③ 变位冲淤交替型,如上荆江的三八滩（图5c）,位置分布明显向凹岸移动,冲减和淤增变化皆较大;④ 变位淤扩型,如下荆江石首（河湾208）倒口窑心滩、河湾221处的七弓岭心滩（图5d）,表现为滩体明显向凹岸移动,并淤增扩大;⑤ 后退型,如上荆江河湾101的关洲（图5e）、河湾103的火箭洲和马羊洲,其主体位置不变,局部侵蚀后退;⑥ 整体前进型,如下荆江河湾222的观音洲新成心滩（图5f）,表现为滩体主体位置不变,整体淤积前进;⑦ 洲头前进型,如上荆江太平口心滩、公安河湾（编号105）的南星洲（图5g）和下荆江的乌龟洲,其主体位置不变,洲（滩）头淤积前进;⑧ 合滩型,如上荆江河湾106的颜家台心滩、藕池口分流段（编号207）的茅林口心滩（图5h）,表现为心滩靠岸并滩。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图5三峡水库蓄水后荆江心滩(洲)演变的8种典型类型
-->Fig. 5Eight typical types of mid-channel bars/islands evolution at the Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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3.3.2 荆江河段凸、凹岸滩演变特征 荆江各河湾的冲淤分布亦表明,凸岸滩的冲淤变化明显大于凹岸滩,下荆江较上荆江具有更复杂的冲淤演变特征。上荆江各河湾凸岸滩都在不同时期内存在不同程度的冲刷萎缩,其中较显著的有河湾101、104、105、106,其凸岸滩面积缩小超过0.5 km2（图6a）。这些河湾凸岸滩较为发育,在三峡水库蓄水前存在明显向河突出的滩体,如河湾101的同济垸边滩（图7a）、河湾104的腊林洲边滩（图7b）和陈家台边滩（图7c）、河湾105的文村边滩（图7d）和周家台边滩（图7e）、河湾106的林家台边滩（图7f）,滩体突出部在蓄水后大都被冲蚀。下荆江凸岸滩的冲淤变化并非完全一致（图6）,尽管大多数河湾存在不同程度的冲刷萎缩,但藕池分流口河湾、石首河湾和监利河湾（编号207、208、214）等明显淤积增长,部分前期（2002-2009年）冲蚀的河湾在后期（2009-2015年）淤增（河湾211、220）。可见,下荆江凸岸滩并非完全是“凸岸冲刷”[25, 28-29, 31],而是有冲有淤,冲刷为主。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图6三峡水库蓄水后荆江凸、凹岸滩冲淤面积分布
-->Fig. 6Erosion/accretion distribution of floodplains and bars at the convex and concave banks of the Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图7三峡水库蓄水后上荆江凸、凹岸滩冲淤形态演变
-->Fig. 7Morphological evolution of floodplains and bars at the convex and concave banks of upper Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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凹岸滩冲淤变化大多不超过0.5 km2,冲淤较大者有上荆江的河湾102、106和下荆江的河湾208、214、207（图6）。上荆江凹岸的冲淤分布与形态演变与凸岸滩相似,在沿程冲刷的背景上,凹岸边滩发育处明显冲蚀,岸滩形态复杂性减小,如河湾102凹岸的江口边滩（图7g）和河湾105凹岸的雷家洲边滩（图7h）,河湾106凹岸滩后期的面积增长则与颜家台心滩的靠岸并滩有关（图7f）。即,上荆江凸岸突出滩体和凹岸发育的边滩冲刷显著,但形态变化不大,其成因可能与其河岸边界条件有关,该河段江口以上两岸为低山、丘陵控制[15, 39],江口以下两岸冲积平原,上层粘土层厚[39],抗冲蚀力强,而蓄水前形成的砂质边滩则易于冲刷。
在冲淤分布与形态演变上,相较于上荆江,下荆江凸岸滩和凹岸滩的演变均表现出一定的变异性。下荆江凸岸滩演变的一个重要特点是,凸岸滩上游弯侧冲蚀后退,湾顶退缩,过湾顶后,下游弯侧淤积伸长,反映出滩体向下游渐次冲刷输运的特征,河湾弯曲率减小[16],凸岸高弯异化形态存在向正弦化形态[40]转变的趋势,典型的如石首河湾的向家洲边滩、碾子湾河湾的南碾子湾边滩（图8a）。这种冲淤分布与形态演变过程在下荆江17个河湾中的13个均有表现。下荆江凸岸滩上冲下淤的演变特征,可能是三峡水库蓄水后沿程冲刷,至下荆江河流泥沙恢复达到一定量[38]并部分淤落的结果,尤其后期下荆江洲滩总体明显淤增即是河流泥沙得到有效恢复的一个重要表现。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图8三峡水库蓄水后下荆江凸、凹岸滩冲淤演变
-->Fig. 8Morphological evolution of floodplains and bars at the convex and concave banks of lower Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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另外,下荆江属高蜿蜒河段,相邻河湾过渡段不明显,凸、凹岸紧密相连,如寡妇夹河湾凸岸与调关河湾凹岸,以及后者的凸岸与中洲子河湾的凹岸（图8b）,在急弯段甚至出现上游河湾凸岸与下游河湾凹岸共用的情形,如七弓岭河湾的凸岸与观音洲河湾的凹岸（图8d）,使得上一河湾凸岸滩的上冲下淤过程,延伸到下一河湾凹岸,引起下游河湾凹岸的淤增,但淤增一般未延伸到凹岸的下半段,下半段一般仍处冲刷后退中。如寡妇夹凸岸边滩的冲淤延伸到调关河湾的凹岸、调关凸岸张智垸边滩的上冲下淤延伸到中洲子河湾凹岸（图8b）,河湾215凸岸大马洲冲刷而在河湾216凹岸显著淤增（图8e）,城陵矶河湾（编号223）七姓洲凹岸边滩生长发展（图8c）。即,下荆江相邻河湾凸、凹岸滩演变存在纵向互动关系,甚至促使凹岸侧心滩的发展,如图8b中的调关新成心滩,以及图8d中七弓岭心滩向凹岸的移动与增长、观音洲凹岸侧新成心滩,这可能是三峡水库蓄水后下荆江心滩有所发展的原因之一。
当相邻河湾过渡段较明显或同向弯曲时,下游河湾凹岸则处“正常”冲蚀状态。如荆江门河湾（编号219）上游为长顺直过渡段,荆江门河湾与其下游河湾220间亦有顺直段过渡,碾子湾河湾（编号209）和寡妇夹河湾为同向河湾,可以看到寡妇夹河湾凹岸边滩（图8b）、荆江门河湾凹岸滩、河湾220的凹岸滩（图8d）都处于与上荆江凹岸类似的冲刷蚀退过程中。可见,高弯曲度、过渡段不明显乃至上、下游凸、凹岸共用的河湾平面形态格局是下荆江相邻凸凹岸滩的互动演变关系的一个重要条件。
下荆江监利河湾的凸岸演变略显不同,但其凹岸仍然受上游河湾凸岸冲刷—淤积延伸的影响（图8e）,窑圻脑边滩淤增延伸至乌龟洲头部一带,甚至乌龟洲头部心滩得到了显著发展,而凹岸下半部至太和岭边滩都处冲蚀后退中。对于监利河湾凸岸,一方面其上游弯侧受护岸工程保护冲刷较弱,再者顶部由于乌龟洲南部心滩靠岸并滩而呈淤增状态,凸岸下游半段丙寅洲边滩则处于冲蚀中,冲刷一直延伸到下一河湾凹岸顶部的天子一号附近,此时,河湾215凹岸呈“正常”冲蚀状态。另外,石首河湾208（图8a）上游河湾藕池口一直处于迅速向上游方向淤积伸展中,但滩体左侧（与石首河湾凹岸同侧）严重冲刷（图9c）,石首河湾凹岸亦处于“正常”冲蚀中。可见,上游河湾凸岸上冲下淤亦应是下荆江河段相邻河湾凸、凹岸演变纵向互动关系的一个重要前提。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图9三峡水库蓄水后荆江分流口洲滩演变
-->Fig. 9Evolution of the floodplains and bars around the three bifurcations of Jingjiang reach after Three Gorges Reservoir impoundment
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综上所述,下荆江洲滩演变以凸岸冲淤演变为主导,河湾凸岸滩的上游弯侧冲蚀、湾顶退缩、下游弯侧淤增延伸,淤伸过程甚至可达相邻下游河湾凹岸,使得该凹岸上半部边滩淤积发展,乃至促使凹岸侧心滩的发展,但相邻河湾凸、凹岸演变的纵向互动关系一般不越过凹岸湾顶,凹岸下半部一般仍处于“正常”冲蚀状态。相关研究中“凸岸冲刷、凹岸淤积”[25, 28-29, 31]即是相邻河湾凸、凹岸互动演变关系的一种体现,但下荆江岸滩演变并不严格地凸岸冲刷、凹岸淤积,凸岸滩并非完全是冲刷,而是冲刷为主、有冲有淤,凹岸亦非完全是淤积,而是上半部淤积、下半部冲刷,还存在凹岸“正常”冲刷状态下的河湾。下荆江相邻河湾凸、凹岸滩演变的纵向互动关系,存在于以下3个方面的主要基础：① 三峡水库蓄水后清水下泄、沿程冲刷,下荆江河流泥沙得到有效恢复;② 凸岸上游侧冲蚀、下游弯侧淤伸;③ 高蜿蜒河湾平面形态格局,相邻河湾过度段不明显,凸凹岸紧连甚至共用;④ 还有洞庭湖的顶托作用。
3.3.3 荆江河段分流口洲滩演变 三峡水库蓄水后,三口分流处洲滩演变存在差异性,松滋口分流处两岸边滩强烈冲蚀萎缩,太平口分流处岸滩变化不大而心滩淤增发展,藕池口分流处洲滩迅猛淤积扩大并向上游延伸。松滋河分流口两岸的羊角洲和陈二口边滩都强烈冲刷后退,分流口下游处的心滩处于动态平衡中（图9b）。太平口分流处,分流口两侧岸滩冲淤变化不大,但太平口心滩明显淤积增长（图9a）。藕池河分流口滩体迅猛淤积延伸,至2009年已与分流口心滩白洲连为一体（图9c）,分流口淤积严重,枯水期断流。
三分流口所在河段平面形态相似,均为顺直微弯段,三者冲淤演变差异与荆江河段宏观冲淤格局是一致的,在三峡水库蓄水后清水下泄、沿程冲刷的背景下,河流泥沙沿程恢复状况不同,还受到局地洲滩形态的水力作用关系及其物质组成差异性的影响。松滋口位于荆江起始段,处于山区型向平原型河流过度的河段,该河段砂卵石河床抗冲蚀力强[36],至松滋口沿程泥沙恢复有限,河流冲刷力强,但分流口洲滩为易于冲刷的砂质滩[41],再加上羊角洲顶冲上游来水,洲滩头部冲刷严重,萎缩后退。太平口位于上荆江中部的沙市河湾,分流处岸滩为粘土/中细沙/卵石层三元结构,上部粘土层较厚[39],抗冲蚀力强,分流口两侧岸滩冲刷较弱;而太平口心滩由于河流泥沙沿程冲刷得到一定恢复,太平口河道顺直放宽,再者该河段洪淤枯冲且枯水河槽强烈冲蚀下切[14],三峡水库蓄水后退水快,汛后心滩体冲刷不足[28],皆有利于心滩淤积发展。藕池口正处上、下荆江过渡处,三峡水库蓄水后,上荆江河段冲刷量巨大[14],至下荆江河流泥沙得到较好的恢复[38],藕池分流口河段的入口和出口窄、中间放宽,中部雍水、分散,天星洲顶托,分流口洲滩淤积扩大,滩体甚至已延伸到该河湾入口。
4 结论
（1）三峡水库蓄水后至2015年荆江洲滩总面积持续冲刷减小,累计冲减4.56 km2,大部分发生在蓄水后的前6年（冲刷速率0.55 km2/a）;洲滩演变以凸岸滩冲刷萎缩占主导,累计冲刷6.22 km2;凹岸滩和心滩（洲）有所淤积,分别淤增0.98 km2、1.33 km2;上、下荆江在冲淤动态、分布和形态演变上存在差异性。（2）在冲淤动态上,上荆江洲滩总面积一直处于冲刷萎缩中,且其强度明显大于下荆江,累计冲刷6.46 km2;下荆江前期（2002-2009年）冲刷、后期（2009-2015年）淤增,累计淤1.90 km2。
（3）在冲淤分布上,上荆江凸岸滩持续冲刷萎缩,凹岸滩前期冲刷明显、后期略有淤增,心滩（洲）前期淤增、后期冲蚀,至2015年凸、凹岸滩累计分别冲减5.35 km2、1.17 km2,心滩（洲）淤增0.71 km2。下荆江冲刷主要发生在凸岸滩,至2015年累计冲刷0.87 km2,凹岸滩和心滩（洲）有所发展,分别累计淤增2.15 km2、0.63 km2。
（4）根据滩体的位置活动和冲淤动态性,荆江心滩（洲）演变被区分为8种典型类型,包括定位平衡型、定位冲淤交替型、变位冲淤交替型、变位淤扩型、后退型、洲头前进型、整体前进型和合滩型。
（5）在形态演变上,上荆江凸岸突出滩体和凹岸发育的边滩冲刷显著,凸、凹岸滩形态变化不大。下荆江凸岸滩上游弯侧冲蚀后退、湾顶退缩、下游弯侧淤积伸长,高弯异化形态向正弦化形态转变,形态趋于低弯扁平化;在连续高弯曲、过渡段不明显甚至相邻凸、凹岸共用的河湾平面形态格局下,上游河湾凸岸冲刷—淤积过程延伸到相邻河湾凹岸,成为下荆江凹岸滩和心滩发展的重要因素,但凹岸淤积一般不越过湾顶。
The authors have declared that no competing interests exist.
