長(zhǎng)江中游下荊江調(diào)弦口治理方案探討

盧金友，何廣水

長(zhǎng)江中游下荊江調(diào)弦口治理方案探討

盧金友，何廣水

（長(zhǎng)江科學(xué)院，武漢430010）

調(diào)弦口1959年建閘控制后，閘前淤積嚴(yán)重，冬春季節(jié)，已無法從長(zhǎng)江直接引水，其下游華容河的河道功能喪失，水環(huán)境惡化，已嚴(yán)重影響該地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活；調(diào)弦口所在的調(diào)關(guān)彎道過度彎曲，調(diào)關(guān)磯頭十分突出，挑流作用強(qiáng)烈，泄洪不暢，對(duì)船舶航行也極為不利。針對(duì)調(diào)弦口及調(diào)關(guān)彎道存在的問題，提出了調(diào)關(guān)彎道裁彎與雙閘控制和調(diào)關(guān)磯頭削磯改造與單閘控制2類治理方案，這2類方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，基本上都能達(dá)到調(diào)弦口的治理目標(biāo)。裁彎與雙閘控制方案實(shí)施后，可根本上改變調(diào)關(guān)彎道河勢(shì)條件惡劣、防洪形勢(shì)嚴(yán)峻的局面，改善航運(yùn)條件，但調(diào)關(guān)鎮(zhèn)現(xiàn)有的碼頭等設(shè)施需要遷建，上下游河道將發(fā)生一定的沖淤變化；調(diào)關(guān)磯頭削磯改造與單閘控制方案實(shí)施后，基本上可解決調(diào)關(guān)磯頭突出、險(xiǎn)情嚴(yán)重的問題，不改變現(xiàn)有總體河勢(shì)，對(duì)上下游河道的河勢(shì)沒有影響，但調(diào)關(guān)彎道過度彎曲和泄洪不暢的局面沒有改變，調(diào)關(guān)鎮(zhèn)需要部分遷建。這2類方案可作為調(diào)弦口和華容河及調(diào)關(guān)彎道治理規(guī)劃的基本方案。

河道治理；防洪；河勢(shì)；調(diào)弦口；調(diào)關(guān)彎道

1 問題的提出

荊江南岸沿程有松滋口、太平口、藕池口和調(diào)弦口等四口分流入洞庭湖，洞庭湖接納湘江、資水、沅水、澧水即四水和四口的來水來沙經(jīng)調(diào)蓄后于城陵磯匯入長(zhǎng)江，構(gòu)成了復(fù)雜的江湖關(guān)系。四口中以調(diào)弦口形成最早，相傳始于春秋時(shí)代（公元前770年）［1］。調(diào)弦口位于調(diào)關(guān)磯頭上游側(cè)（圖1），1934-1958年有10 a實(shí)測(cè)資料，其平均年分流量為120億m3，最大洪峰流量為1935年7月7日的1 970 m3／s。1959年調(diào)弦口建閘控制，一般不分流，汛期只有發(fā)生特大洪水時(shí)，根據(jù)防洪規(guī)劃和防洪調(diào)度方案，才扒口分洪；中枯水期，根據(jù)其下游工農(nóng)業(yè)和生活用水需要開閘引水。但由于閘前淤積嚴(yán)重，冬春季節(jié)，已無法從長(zhǎng)江直接引水，其下游華容河的河道功能喪失，沿岸水資源緊缺，水環(huán)境惡化，已嚴(yán)重影響該地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活。

圖1 調(diào)關(guān)彎道河勢(shì)示意圖Fig．1 Schematic map of river regime of Tiaoguan bend

同時(shí)，調(diào)弦口所在的調(diào)關(guān)彎道多年來河勢(shì)發(fā)生了較大變化，尤其是沙灘子河彎1972年汛期自然裁彎后，由于新河與上下游河道銜接極不平順，河勢(shì)發(fā)生了急劇的調(diào)整變化（圖2）［2～4］。新河進(jìn)口右岸寡婦夾一帶岸線崩退，水流頂沖點(diǎn)迅速下移，直沖金魚溝邊灘，岸線最大崩退達(dá)3 200 m，最大年崩率達(dá)500 m，致使新河出口下游由右向彎道變成左向彎道。金魚溝河彎半徑增大，由1980年1 800 m增加到1987年的2 950 m，相應(yīng)地下游連心垸彎道凹岸受沖崩退，河彎半徑由1980年3 000 m減小至1987年的1 750 m，形成急彎，使調(diào)關(guān)磯頭更為突出，磯頭附近流態(tài)紊亂，局部水頭落差很大，險(xiǎn)情時(shí)有發(fā)生，危及堤防的安全。如1989年7月13日，江水上漲，水流湍急，磯頭上下50 m范圍內(nèi)水頭落差達(dá)0．8 m，護(hù)坡塊石被沖走，坡面被沖出8～9 m高的吊坎；1993年8月30日，磯頭上下30 m范圍內(nèi)水頭落差達(dá)1．05 m，磯頭下腮下平臺(tái)被沖壞，形成長(zhǎng)80 m、寬20～30 m、深1～1．5 m、面積達(dá)1 560 m2的2個(gè)環(huán)形沖坑；2005年汛期又出現(xiàn)類似的險(xiǎn)情，磯頭下部平臺(tái)被沖，形成面積近1 000 m2的沖坑。與此相應(yīng)，磯頭前沿形成范圍大而深的沖刷坑，1992年8月實(shí)測(cè)最深點(diǎn)高程達(dá)-21．3 m（表1），為歷年實(shí)測(cè)最低。近幾十年來，為控制河勢(shì)、穩(wěn)定岸線，對(duì)調(diào)關(guān)河段彎道凹岸均進(jìn)行了守護(hù)。至2001年底，左岸金魚溝已護(hù)長(zhǎng)5 120 m，累計(jì)拋石約39．2萬m3；右岸連心垸護(hù)岸工程長(zhǎng)2 500 m，累計(jì)拋石約44．4萬m3；調(diào)關(guān)至八十丈段護(hù)岸工程長(zhǎng)7 720 m，累計(jì)拋石約82．5萬m3，其中調(diào)關(guān)磯頭附近長(zhǎng)1 700 m岸線平均每米拋石已達(dá)200 m3。

調(diào)關(guān)彎道堤內(nèi)為調(diào)關(guān)鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)總?cè)丝?．8萬，轄2個(gè)社區(qū)、22個(gè)村，2007年工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約3．35億元。調(diào)關(guān)是鎮(zhèn)政府駐地，常住人口1．2萬，2007年工業(yè)產(chǎn)值約2．0億元。

圖2 沙灘子自然裁彎后河道變化圖Fig．2 River channel change of Shatanzi after natural cut-off

目前，調(diào)關(guān)彎道過度彎曲，河勢(shì)不順，堤外無灘，調(diào)關(guān)磯頭十分突出（圖3），挑流作用強(qiáng)烈，泄洪不暢，防洪形勢(shì)嚴(yán)峻，對(duì)船舶航行也極為不利，是長(zhǎng)江中游著名的險(xiǎn)工段。三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用后，調(diào)關(guān)河段將發(fā)生沖刷，岸坡可能變陡，灘槽高差加大，防洪形勢(shì)更為嚴(yán)峻。因此，對(duì)調(diào)弦口及調(diào)關(guān)彎道進(jìn)行治理，恢復(fù)調(diào)弦口分流功能，解決其下游華容河兩岸地區(qū)的用水和水環(huán)境問題，調(diào)整、改善調(diào)關(guān)彎道河勢(shì)，改變防洪形勢(shì)嚴(yán)峻的局面，都已十分緊迫。

表1 調(diào)關(guān)磯頭沖刷坑最深點(diǎn)高程歷年變化表Table 1 Variation of deepest point elevations of scour hole in the head of protrusive rock of the Tiaoguan over the years

2 治理方案探討

圖3 調(diào)關(guān)磯頭形狀圖Fig．3 Configuration of the head of protrusive rock of Tiaoguan

針對(duì)調(diào)弦口和調(diào)關(guān)彎道存在的問題，治理目標(biāo)宜為通過治理，調(diào)弦口能引水進(jìn)流，解決華容河兩岸的水資源問題，改善水環(huán)境；消除調(diào)關(guān)磯頭的挑流作用和險(xiǎn)情，改善調(diào)關(guān)河段的河勢(shì)，改變防洪形勢(shì)嚴(yán)峻的局面，改善航運(yùn)條件。

根據(jù)調(diào)弦口和調(diào)關(guān)彎道的現(xiàn)狀，采取以下2類治理方案，基本上可以達(dá)到上述治理目標(biāo)。

2．1裁彎與雙閘控制方案

此方案即對(duì)調(diào)關(guān)彎道實(shí)施裁彎取直，自寡婦夾上游開挖裁彎引河，經(jīng)過金魚溝狹頸與中洲子彎道相連，新河彎頂位于三合垸，引河長(zhǎng)約10 km，裁彎比約為1∶2。裁彎工程實(shí)施后，根據(jù)規(guī)劃治導(dǎo)線，對(duì)新河凹岸約11．25 km長(zhǎng)的岸線適時(shí)實(shí)施河勢(shì)控制工程，同時(shí)新河左右岸部分堤防需改建，新建堤防長(zhǎng)約8．7 km，以形成防洪封閉圈。原堤防間的新河凹岸修建防淤隔流堤，長(zhǎng)約4．3 km，以控制故道的泥沙淤積。在故道上口門處修建控制閘，根據(jù)用水需求控制閘門，為華容河提供水源，原調(diào)弦口閘保留，疏浚閘前分流道，保證水流能進(jìn)入華容河（圖4）。同時(shí)，需對(duì)華容河河道進(jìn)行疏浚。遇大洪水需分洪時(shí)，根據(jù)防洪規(guī)劃和防洪調(diào)度方案，扒口分洪。

圖4 裁彎工程方案布置示意圖Fig．4 Layout plan of the cut-off works scheme

圖5 調(diào)關(guān)磯頭削磯改造方案布置示意圖Fig．5 Layout chart of the rebuilding scheme of cutting the head of protrusive rock of Tiaoguan

這類方案實(shí)施后，過度彎曲的調(diào)關(guān)彎道將整治成微彎性河道，可以從根本上改變調(diào)關(guān)彎道河勢(shì)條件惡劣、防洪形勢(shì)嚴(yán)峻的局面，同時(shí)可縮短航程、改善航運(yùn)條件。通過調(diào)弦口口門及其進(jìn)流道的疏浚整治，恢復(fù)調(diào)弦口分流能力，可以解決華容河兩岸的水資源不足和水環(huán)境惡化問題。特大洪水需要分洪時(shí)，可打開新建的控制閘和原調(diào)弦口閘分流入洞庭湖。因本方案裁彎比較小，對(duì)其上下游河段水文形勢(shì)及沖淤影響有限，因此，不會(huì)對(duì)其上游沙灘子裁彎老河的國(guó)家自然保護(hù)區(qū)帶來影響。這類方案存在的不足主要是調(diào)關(guān)鎮(zhèn)現(xiàn)有的2座小型散貨碼頭和1座小型車渡碼頭需要遷建，工程投資相對(duì)大一些；同時(shí)，裁彎工程實(shí)施后，其上下游河道將發(fā)生一定的沖淤變化，裁彎新河進(jìn)出口附近局部河勢(shì)也可能發(fā)生一定的調(diào)整，但相對(duì)三峽工程運(yùn)用后的沖淤變化，裁彎引起的沖淤變化是比較小的。

2．2調(diào)關(guān)磯頭削磯改造與單閘控制方案

此方案即在現(xiàn)狀情況下疏浚調(diào)弦口閘前分流道和華容河河道，保證水流能進(jìn)入華容河。維持調(diào)關(guān)彎道現(xiàn)狀，只對(duì)調(diào)關(guān)磯頭實(shí)施削磯改造，改造后的岸線與上游連心垸岸線平順連接，最大削磯后退寬度約85 m，長(zhǎng)約1．1 km，對(duì)削磯改造后長(zhǎng)約1．1 km的岸線進(jìn)行守護(hù)。具體的治導(dǎo)線走向及方案宜通過河工模型試驗(yàn)研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。同時(shí)調(diào)關(guān)磯頭附近堤防后退，最大后退寬度約260 m，新建堤防長(zhǎng)約1．3 km（圖5）。

這類方案實(shí)施后，調(diào)關(guān)磯頭不再突出，平順了岸線，不改變現(xiàn)有總體河勢(shì)，對(duì)上下游河道的河勢(shì)沒有影響，基本上解決了調(diào)關(guān)磯頭突出、險(xiǎn)情嚴(yán)重的問題；通過調(diào)弦口口門及其進(jìn)流道和華容河的整治，恢復(fù)調(diào)弦口分流能力，可以解決華容河兩岸的水資源不足和水環(huán)境惡化問題；調(diào)關(guān)鎮(zhèn)現(xiàn)有的碼頭等設(shè)施不需要遷建；工程投資相對(duì)小一些。該方案存在的不足主要是調(diào)關(guān)彎道過度彎曲和泄洪不暢的局面沒有改變，調(diào)關(guān)鎮(zhèn)需要部分遷建。

綜上可見，以上2類方案各有利弊。在制定調(diào)弦口和華容河及下荊江河道治理規(guī)劃時(shí)，可以這2類方案為基礎(chǔ)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境等方面進(jìn)行全面深入論證后確定治理方案。

3 結(jié)語

恢復(fù)調(diào)弦口分流功能，解決其下游華容河兩岸地區(qū)的用水和水環(huán)境問題，調(diào)整、改善調(diào)關(guān)彎道河勢(shì)，改變防洪形勢(shì)嚴(yán)峻的局面已十分緊迫。本文在分析調(diào)弦口及調(diào)關(guān)彎道存在的問題基礎(chǔ)上，提出了調(diào)關(guān)彎道裁彎與雙閘控制和調(diào)關(guān)磯頭削磯改造與單閘控制2類治理方案，并進(jìn)行了初步比較分析。這2類方案技術(shù)上都是可行的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，基本上都能達(dá)到調(diào)弦口的治理目標(biāo)，其中裁彎方案對(duì)解決調(diào)關(guān)彎道的防洪、河勢(shì)問題更為徹底。這2類方案可作為調(diào)弦口和華容河的治理的基本方案納入下荊江河道治理規(guī)劃，進(jìn)行深入論證，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益綜合比較后選定。

［1］唐日長(zhǎng)．關(guān)于荊江四口分流若干問題的研討［J］．人民長(zhǎng)江．1956，（2）：16-19．

［2］潘慶焱木，袁金煉，曾靜賢，等．下荊江裁彎工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)［J］．人民長(zhǎng)江．1978，（1）：11-33．

［3］余文疇，盧金友．長(zhǎng)江河道演變與治理［M］．北京：中國(guó)水利水電出版社，2005．

［4］黃煜齡，盧金友，黃悅，等．三峽水庫(kù)運(yùn)用不同時(shí)段攔沙泄水對(duì)下游河道沖淤與河勢(shì)影響及對(duì)策研究（“九五”三峽工程泥沙問題研究）［R］．武漢：長(zhǎng)江科學(xué)院，2000．

（編輯：周曉雁）

Discussion on Regulation Scheme of Tiaoxiankou in Lower Jingjiang River of Middle Reaches of Yangtze River

LU Jin-you，HE Guang-shui
（Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

After Tiaoxiankou was controlled by the sluice built in 1959，the deposition in front of the sluice has become very serious．The Hua-rong River has lost its river function，and the water environment become worse and worse，so they all have affected the industry and agriculture production and resident life in this region severely．In the meantime，the Tiaoguan bend where Tiao Xiankou is located is excessively curved，the river regime is not smooth，the head of protrusive rocks of the Tiaoguan is very outward，releasing flood discharge is not effective，so the flood control situation is very severely and there is not good for the navigation．According to the problems of Tiaoxiankou and Tiaoguan bend，this paper puts forward two kinds of regulation schemes of cutting Tiaoguan bend in conjunction with double sluices control and cutting the head of protrusive rock of the Tiaoguan in conjunction with single sluice control．The two kinds of schemes have their own advantages and disadvantages and can reach the regulation target basically．The scheme implementation of cutting Tiaoguan bend in conjunction with double sluices control can fundamentally change the river regime conditions and flood control situation of Tiaoguan bend，and improve the navigation condition．However，existing facilities will be rebuilt，and some changes will be caused by river erosion and deposition of its upstream and downstream．The scheme implementation of cutting head of protrusive rocks of the Tiaoguan and single sluice control can basically solve the problem of head of protrusive rocks and some dangerous situations．Meanwhile，this scheme will not change the existing river regime．However，the over-bent river bed and poor flood situation can also exist，and some part of Tiaoguan town need to be rebuilt．The two schemes can act as the basic schemes of regulation plan of Tiaoxiankou，Huarong River and Tiaoguan bend．

river regulation；flood control；River regime；Tiao Xiankou；Tiao Guan bend

TV852

A

1001-5485（2009）03-0001-04

2008-03-25

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAB05B03）

盧金友（1963-），男，浙江仙居人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事河流泥沙基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律、河流湖泊演變與治理及開發(fā)利用、水利樞紐工程泥沙問題等研究工作。（電話）027-82829869（電子信箱）lujy66＠vip．163．com，Lujy＠m(xù)ail．crsri．cn。