长江是我国第一大河,区域地位优越,是我国唯一贯通东、中、西部的水路交通运输大通道。如何对长江中下游干流河段进行全面综合治理,使有利河势得到有效控制,不利河势得到全面改善,形成河势及岸线稳定,泄流通畅,航道、港域、水生态环境优良的河道,是当前长江中下游河道治理中亟需解决的问题。建国以来,已对长江中下游河道危及堤防安全的崩岸段和河势变化剧烈的险段进行了系统治理。在治理河道的同时开展了较为深入的河道演变分析,这些分析成果丰富了对河势调整规律及成因的认识。其中,不少研究学者认识到上游河势调整是下游河道演变的重要原因之一,且这种河势调整的传播影响范围可能包括下游相当长河段,与其它演变影响因素相比,上游河势条件有时可能是更为重要的影响因素。但也有部分学者认为,上游河势调整并不会一直向下游传播,存在部分河段能够阻隔这种传播效应,从而将上游河势调整的影响局限于某一区间内。长江中下游河道具有分汊河道与单一河道交错分布的特点,上游分汊河道河势调整后,是否会通过单一河道继续向下游传播,对长河段河势稳定意义重大。阻隔性河段的存在能够将长河段划分成若干区域,每个区域内部的河势调整不会影响至下游河段,这使得河道整治目标相对单一、治理对策相对简单。因此,通过系统梳理长江中下游长河段长时段的实测演变资料,剖析河势调整的传递及阻隔要素,明确阻隔性河段的定义、特征、成因及机理,对长江中下游河道治理具有十分重要的理论及实践价值。全文主要讨论了以下几个方面的问题:(1)阻隔性河段定义。通过系统总结长江中下游河势调整过程中的传递和阻隔现象,分类剖析传递及阻隔要素,发现部分河段上、下游河势调整发生时间、调整方式、调整周期并不对应,这种不对应性并非由上、下游河道河型不同或水沙条件不同引起的,而是中间河段自身特殊的河道形态及物质组成特征,使其能够在水沙条件变异时依然维持自身输沙平衡;在上游河势调整后,依然保持自身主流平面位置稳定,从而始终为下游河段进口提供稳定的入流条件,使上游河势调整无法影响至下游河段,这类河段被定义为阻隔性河段。(2)阻隔性河段特征。对比分析了阻隔性与非阻隔性河段在平面、横断面、纵剖面形态、河岸稳定性、河床抗冲性方面的异同,总结阻隔性河段特征。基于丁坝头部分离旋涡及诱导流速理论,分析节点挑流前后断面流速分布的变化情况,阐明节点挑流机理;采用数理统计方法分析各断面的不同水位下的河相系数标准差的沿程变化情况发现,非阻隔性河段存在标准差大于15的断面,而阻隔性河段的河相系数标准差均小于15;若形成阻隔性河段,河相系数小于4的断面的连续长度至少为3200m。建立断面流速分布计算式来估算近岸流速,基于Fukuoka方法,对比沿程各断面上层黏性土临界挂空长度与下层砂性土冲退距离,来评价二元结构岸坡的稳定性,成果表明,阻隔性河段不会发生单侧或双侧大幅度崩岸,总体稳定性好。(3)阻隔性河段成因。河势调整向下游传递的实质是主流平面位置及其持续时间的调整向下游传递。从主流摆动影响因素入手,建立河段进口主流平面位置经验计算式,分析阻隔性与非阻隔性河段的主流摆动模式差异,揭示了阻隔性河段在河道周界物质组成、河道形态属性等方面具有优势,使得主流摆动模式始终维持二线型。采用小波变换方法分析特征流量区间持续天数系列的时序特征,发现非阻隔性河段持续天数系列的主周期较短且有信号强烈的多个次周期,河势调整频率较高;阻隔性河段持续天数系列的主周期较长,次周期信号震荡并不强烈,河势调整频率较低。(4)阻隔性河段作用机理。通过推导水流动力轴线弯曲半径半经验半理论计算式发现,不同流量级下,阻隔性河段的河道边界约束力始终大于水流动力轴线摆动力,即便上游河势发生调整,本河段的河道边界始终能约束主流的摆动幅度。通过建立主流摆型波传播过程中河床动力响应模型,并剖析传播及衰减机制发现,当上游河势调整后,非阻隔性河段主流摆型波加速度发生明显震荡,震荡幅度呈由上至下逐渐增大的趋势;阻隔性河段主流摆型波加速度的震荡幅度呈由上至下逐渐衰减的趋势,且摆型波可能在传播过程中发生停滞,进而阻滞上游主流摆动向下游传播。(5)阻隔性河段分类识别与应用。提炼深泓摆动的影响因素包括:漫滩临界流量及持续时长、进口深泓摆动相对位移、节点挑流强度、河道宽深比、河漫滩相对宽度、希尔兹数等,建立历次深泓摆动距离与深泓摆动限制指标的经验关系,将长江中游27个单一河段划分为4个阻隔性河段;5个阻隔性向非阻隔性转化的过渡型河段;10个非阻隔性向阻隔性转化的过渡型河段;8个非阻隔性河段。对于非阻隔性向阻隔性转化的河段,可采取恰当整治措施消除破坏河段阻隔性原因;对于阻隔性向非阻隔性转化的河段,应注意防止不利变化导致原有阻隔性特征丧失;对于两个非阻隔性河段之间的长河段,应注意保证上、下游河势平顺衔接;对于阻隔性河段,应注意防止人为工程破坏河道天然阻隔性。