長江下游和暢洲汊道整治工程研究

杭建國，張增發(fā)，汪桂欽

（1.鎮(zhèn)江市長江河道管理處，江蘇鎮(zhèn)江 212003；2.鎮(zhèn)江市水利局，江蘇鎮(zhèn)江 212003）

長江下游和暢洲汊道整治工程研究

杭建國1，張增發(fā)1，汪桂欽2

（1.鎮(zhèn)江市長江河道管理處，江蘇鎮(zhèn)江 212003；2.鎮(zhèn)江市水利局，江蘇鎮(zhèn)江 212003）

長江鎮(zhèn)揚河段河勢的自然演變、惡化，已威脅防洪安全且制約沿江國民經(jīng)濟發(fā)展。河段內(nèi)以和暢洲汊道變化最為劇烈，洲頭崩退、汊道內(nèi)部崩岸時有發(fā)生，導致主支汊易位，河勢不穩(wěn)嚴重影響“黃金水道”安全暢通。在采取了平順拋石護岸、窩塘沉梢促淤、砂枕潛壩束流等綜合治理工程措施后，得到一定程度改善，和暢洲汊道河勢趨于穩(wěn)定，取得了比較理想的整治效果。整治措施對長江分汊河道治理具有一定啟示。

和暢洲；汊道；治理

1 和暢洲汊道基本情況

1.1 河勢情況

長江鎮(zhèn)揚河段位于江蘇省境內(nèi)，上起三江口承南京河段，下迄五峰山接揚中河段，全長73.7 km。河段由儀征水道、世業(yè)洲汊道、六圩彎道、和暢洲汊道及大港水道組成（圖1）。

和暢洲汊道自沙頭河口至大港青龍山，為雙分汊河型，洲體呈長方形，左、右汊長分別為10.9 km和10.2 km。汊道分流區(qū)左右岸分別為人民灘和征潤洲尾灘。

長江主流出六圩彎道后進入和暢洲左汊，緊貼洲體北緣下行并在洲體東北角過渡到對岸孟家港岸段，在大港青龍山與右汊水流匯合，沿右岸下行進入大港水道。

和暢洲為近代淤積并洲而成，河床為青灰色極細沙或粉沙，偶有淤泥夾層，抗沖性差，床沙中值粒徑在0.09～0.18 mm之間［1］，易沖并導致崩岸。

圖1 長江鎮(zhèn)揚河段河勢圖Fig.1 The regime diagram of Zhengyang section in Yangtze River

1.2 水文特性

和暢洲汊道受海潮影響，每日兩漲兩落，漲潮歷時約3 h、落潮約9 h。多年平均潮位2.67 m（黃?；?，下同），平灘水位3.6 m，歷年最高潮位6.69 m，最低潮位－0.65 m，最大潮差2.32 m。造床流量為45 000 m3／s左右，多年平均流量為28 900 m3／s，歷史最大流量為92 600 m3／s、最小流量為4 620 m3／s。多年平均徑流量為9 120億m3，多年平均輸沙量為4.38億t，多年平均輸沙率為13 900 kg／s，多年平均含沙量為0.486 kg／m3［2］。懸移質(zhì)泥沙高潮時含沙量小，落潮時含沙量大，流速與含沙量呈正比關系［1］。

1.3 汊道演變過程

從19世紀中葉至今，鎮(zhèn)揚河段平面形態(tài)已形成雛形，即由中間的一個彎道段連接兩個汊道段。當時和暢洲汊道包括小刀洲、長生洲、高家沙等大小沙洲，為多分汊河道。20世紀30年代，和暢洲發(fā)生大規(guī)模并洲，至50年代初完成多汊并為兩汊的過程。從汊道分流比角度來看，在解放初期至1961年屬左汊發(fā)展右汊萎縮時期（左汊分流比從32%上升到56.1%），1962年至1970年屬左汊萎縮右汊發(fā)展期（左汊分流比從56.1%下降至27%），1971年至1975年屬兩汊相對穩(wěn)定期（左汊分流比穩(wěn)定在26%左右），1976年以來，和暢洲左汊進入新的發(fā)展階段，1977年左汊水流取直，洲體東北角鵝頭狀凸出部位被切割沖失，分流比急劇上升，至80年代中期分流比超過50%，至2002年左汊分流比上升到75.48%。與此同時，和暢洲洲頭和洲體北緣劇烈崩退，1954－1984年30 a間洲頭崩退了4 km，僅1983年就崩塌后退了610 m，其變化速度為長江下游所罕見。經(jīng)過1983－1993年的一期整治，左汊發(fā)展的趨勢一度有所趨緩，但在1996年、1998年和1999年遭遇長江大洪水作用，和暢洲左汊的發(fā)展速度又明顯加快，洲體左緣大規(guī)模崩退（突發(fā)崩岸相繼形成了幾個大崩窩，詳見表1），分流比上升到75.48%的歷史峰值。針對和暢洲發(fā)展的嚴峻形勢，2002年6月開始實施和暢洲左汊口門控制工程，主體工程完成后，汊道河勢得以控制，左汊分流比下降至72%～73%后相對穩(wěn)定（和暢洲左汊歷次實測分流比見圖2）。

圖2 和暢洲左右汊實測分流比變化曲線圖Fig.2 The curve diagram ofm easured diversion ratio of the left-and right-braided rivers at Hechang Island

表1 和暢洲汊道大規(guī)模崩窩統(tǒng)計表Table1 The statistics of large-scale landslide on braided river at Hechang Island

2 和暢洲汊道整治工程

2.1 整治工程措施

長江鎮(zhèn)揚河段一期整治工程以控制和暢洲洲頭及左汊入口的劇烈崩岸為核心，于1983年開始實施，至1993年竣工。受限于財力等，一期整治工程只針對崩岸劇烈的地段進行應急護岸，實施護岸長度15.55 km，累計拋石142.24萬m3、沉樹枝石16.1萬m2。一期整治期間，在和暢洲汊道內(nèi)主要實施了和暢洲洲頭及左汊進口右岸、和暢洲東北角、孟家港等崩岸段的平順護岸，1994年至1998年，在汊道分流區(qū)左岸的沙頭河口、和暢洲左緣及孟家港岸段從防洪安全出發(fā)陸續(xù)實施了一些防汛搶險應急護岸工程，護岸長3.61 km，拋石27.41萬m3，沉樹枝石6.07萬m2。二期整治工程以和暢洲左汊口門控制工程為核心，于1999年開工建設，至2003年竣工。在和暢洲汊道主要實施了左汊人民灘護岸加固工程、左汊口門控制工程、洲頭及兩側護岸加固、孟家港上下段護岸工程等，實施護岸長度9.08 km及左汊進口全斷面水下潛壩一座（長度為1 098m，見圖3），共計拋石95.21萬m3，沉樹枝石6.27萬m2，充砂塑枕潛壩68.35萬m3（護岸位置及規(guī)模見表2、圖4）。

2.2 整治工程效果

和暢洲汊道的治理，是鎮(zhèn)揚河段整治的核心問題［1］，治理目標主要是遏制右汊形勢的惡化、控制左汊分流比，從而減輕崩岸發(fā)生，利于防洪安全、維持右汊主航道暢通和保障丹徒－諫壁－大港沿江廠礦碼頭等國民經(jīng)濟設施岸線利用和取水需要，有利于良好的水域生態(tài)條件。通過實施一、二期整治工程，汊道整治目標基本實現(xiàn)：

（1）江岸崩坍明顯減輕，防洪安全得以保障。和暢洲頭及洲體北緣和孟家港一線，屬于崩岸劇烈岸段，崩岸強烈程度為長江中下游罕見。自1952年至1970年的18年間和暢洲頭崩退了3.3 km［3］，左汊內(nèi)也多次發(fā)生強烈窩崩。但一、二期整治工程陸續(xù)實施后，最近10年來未再發(fā)生大尺度崩岸。

（2）左汊分流比得以穩(wěn)定。從汊道分流比的角度分析，自1952年（目前所掌握的和暢洲汊道分流比的最早年份）以來，左汊經(jīng)歷了發(fā)展－衰退－發(fā)展的過程。最近一輪的發(fā)展自1974年一直延續(xù)至今，可分為3個階段：1974－1983年的自然演變階段，期間左汊分流比年均增長2.64%；1984－2002年一、二期整治（平順護岸）工程實施階段，期間左汊分流比年均增長1.73%；2003年和暢洲左汊口門控制（稱為潛壩）工程建成后從75.48%回落至71.81%（凈下降3.67%），至今仍穩(wěn)定在72%～73%之間。

（3）右汊主航道維持通暢。和暢洲右汊是長江航運黃金水道的重要組成部分，由于該段彎多、船密、適航寬度小故而俗稱“老虎口”。隨著汊道左興右衰的演變，航道寬度縮窄，大型船舶的航道條件惡化與日益增長的水運需求矛盾凸顯。而通過對和暢洲汊道的系統(tǒng)整治，特別是自2002年潛壩工程實施以來，作為上海至南京長江航道最狹窄處的右汊進口段－10 m深水航道寬由2002年的390 m擴展為2008年的460 m，有效緩減了大型船舶的通航行壓力。

表2 和暢洲汊道整治和防洪搶險工程匯總表Table2 The summary sheet of project on im provement and flood control at Hechang Island

圖3 和暢洲左汊塑枕潛壩縱斷面圖Fig.3 The profile of subm erged dam in left-branch at Hechang Island

圖4 和暢洲汊道河勢及已建工程布置圖Fig.4 The plan of built projects and regime of braided river at Hechang Island

（4）水域生態(tài)環(huán)境改善。和暢洲左汊江面寬闊、水質(zhì)良好、水生物資源豐富，更是素有“水中大熊貓”之稱的白鰭豚重要棲息地。對和暢洲汊道的整治，減少崩岸發(fā)生、水域和水流相對穩(wěn)定，改善了水生動植物繁衍生息條件。目前已建成總面積達57.3 km2的省級豚類自然保護區(qū)。

（5）有利于沿江國民經(jīng)濟發(fā)展。實施汊道整治后，兩汊左興右衰勢頭受到遏制，右汊南岸一線索普集團、諫壁發(fā)電廠、大港港區(qū)等眾多廠企碼頭和取水口前沿泥沙淤積明顯減輕。據(jù)統(tǒng)計，自2003年以來清淤量逐年下降，降幅達4萬m3／a，直接、間接效益都十分顯著。

3 和暢洲汊道整治成果分析

和暢洲汊道整治工程對長江中下游分汊河道治理具有一定的借鑒和啟示：

（1）重視整治規(guī)劃和試驗研究。長江河道整治有別于單一的水利、水運項目，涉及到上下游相互影響、左右岸統(tǒng)籌兼顧。對分汊河段的治理尤其要緊扣整治目標，抓住影響河勢穩(wěn)定的主要問題進行統(tǒng)一規(guī)劃，防止顧此失彼、事倍功半。同時，對整治方案和具體工程措施要在掌握大量實測資料的基礎上深入分析和試驗研究，確保其有效性與可行性。

（2）工程措施要具有針對性。和暢洲汊道的整治，在守護和暢洲進出口節(jié)點、控制洲頭崩退、治理汊道內(nèi)崩岸中采取了平順拋石護岸的工程形式，在崩窩治理中采取了沉樹枝石剎流促淤的工程措施，在控制和改善兩汊分流形勢上采取了在左汊口門建造全斷面塑枕潛壩的工程措施。這些工程措施都具有較強的針對性，尤其是在和暢洲洲頭拋石護岸后具備了抗擊水流強力沖刷能力，洲頭不再崩退；在汊道分流區(qū)實施拋石護岸穩(wěn)定分流區(qū)河床從而限制主流左擺和左汊進口沖擴；在崩窩口門或窩塘內(nèi)沉樹枝石促使窩塘內(nèi)淤積加速；在左汊口門建造充砂塑枕潛壩控制和穩(wěn)定了左汊分流比。這些針對性整治措施發(fā)揮各自作用并相輔相成，實現(xiàn)了整治目標。

值得進一步指出的是，口門控制工程實施前，雖然在和暢洲汊道進出口、洲頭及左汊內(nèi)已完成了大部分平順護岸，但左汊內(nèi)仍崩岸不斷、分流比繼續(xù)上升，由此可見，用潛壩控制、改善、穩(wěn)定汊道分流，是最具針對性的、不可缺少的、起控制性作用的關鍵工程措施。

（3）把握最佳整治時機十分必要。雖然和暢洲汊道在綜合性工程措施的守護下目前形成了相對穩(wěn)定的態(tài)勢，但從整治過程看，卻也兩次喪失了最佳河道控制時機。第一次是1975年和暢洲北汊扇子圩鵝頭尚未切割之前，北汊分流比達到有記錄以來的最小值26.3%，北汊入口處的河底高程只有－3.2 m，高出南汊1.1 m，0 m時（以下）的過水面積為6 100 m2，只及南汊的38.9%。那時若能及時封堵北汊，提前實現(xiàn)遠景規(guī)劃中所提出的使和暢洲汊道成為單一的大“S”型彎道，同時做好附屬工程，可以收到事半功倍的效果［3］。第二次是在長江鎮(zhèn)揚河段一期整治過程中，1984年由長江流域規(guī)劃辦公室長江水利水電科學研究院和江蘇省水利廳編制的《長江南京河段、鎮(zhèn)揚河段整治工程可行性研究報告》［1］中，已將和暢洲左汊控制性整治“和暢洲左汊潛鎖壩工程”列入并提出在“七五”期間實施，但由于決策遲緩，未能按期實施。

兩次錯過和暢洲汊道整治的有利時機，教訓十分深刻，不僅使后來的整治難度、工程量和投資加大（2002年實施的左汊口門控制工程與原計劃在“七五”期間實施的潛鎖壩工程相比，工程投資上升了13倍之多），而且由于控制工程延后實施，期間又有大量良田崩坍江中，人們所希望的右汊為主、左汊為支的有利河勢也幾乎無法再現(xiàn)，損失不可估量。

4 結 語

長江鎮(zhèn)揚河段和暢洲汊道整治是長江中下游分汊河道治理的典型案例之一，在分流量達70%以上的主汊道上成功實施塑枕潛壩工程為國內(nèi)首創(chuàng)，從中可以看出控制性工程是分汊河道治理的必要手段，其治理實踐不僅對本河段世業(yè)洲汊道治理研究具有相當重要的指導意義，也值得其它分汊河段治理借鑒。

［1］ 羅海超.長江南京河段、鎮(zhèn)揚河段整治工程可行性研究報告［R］.武漢：長江水利水電科學研究院，1984.（LUO Hai-chao.Project feasibility study of Nanjing and Zhengyang section in Yangtze River［R］.Wuhan：Yangtze River Scientific Research Institute，1984.（in Chinese））

［2］ 余文疇，盧金友.長江河道演變與治理［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.（YU Wen-chou，LU Jin-you.The Evolution and Regulation of Yangtze River［M］.Beijing：Hydraulic Press，2005.（in Chinese））

［3］ 徐沛初.長江下游干流鎮(zhèn)揚河段河床演變分析［R］.南京：水電部長江流域規(guī)劃辦公室南京河床實驗站，1983.（XU Pei-chu.Analysis of riverbed evolution of Zhengyang section in Yangtze River［R］.Nanjing River Bed Pier of General Office at Ministry of Water Conservancy and Electric Power.1983.（in Chinese） ）

（編輯：周曉雁）

Regulation Practice and Enlightenment on Hechang Island Braided River in Downstream Changjiang River

HANG Jian-guo1，ZHANG Zeng-fa1，WANG Gui-qin2
（1.Zhengjiang Yangtze River Channel Management，Zhengjiang 212003，China；2.Zhengjiang Water Conservancy Burea，Zhengjiang 212003，China）

The natural evolution in Zhengyang section of Yangtze River threatened seriously to the safety of flood control and restricted the economic development along the river.The river change at Hechang Island was the severest in the Zhengyang section.The island-head landslide back and bank collapse happened frequently.It caused the river regime change from main channel to branch.The instability has seriously affected the normal operation of the national facilities and the safety and smooth of the golden waterway.After taking a seriesmeasures such as riprapping revetment，sinking trees into socket pools to promote deposition，filling sand bags to structure submerged dam to restrain flow，the river pattern of Hechang Island graduates into stability and gets some improvements.The effects of these controlmeasures are outstanding，the regulation practice will give an enlightenment for the people who are working on the Yangtze River braided river regulation.

Hechang Island；braided river；improvement

TV85

A

1001－5485（2010）09－0006－04

2010-06-25

杭建國（1969-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工程師，主要從事水利工程建設管理工作，（電話）13705282593，0511-84447056（電子信箱）599039314＠qq.com。