長江中游陸溪口水道航道整治目標調(diào)整分析

胡小慶

(長江重慶航運工程勘察設(shè)計院，重慶401147)

陸溪口水道上起赤壁山，下至劉家墩，水道全長10 km。其上游是石頭關(guān)水道，下游為龍口水道。陸溪口水道為鵝頭型分汊河道，中洲和新洲將河道分為直港、中港和園港三汊。中、直兩港分汊處河寬1.2～1.8 km，向下游逐漸展寬，至中港彎頂處最寬，此處中港左岸距直港右岸距離達到3.3 km，然后向下游又逐漸收縮，至中、直兩港匯合處，河寬約1.3 km。中洲平面形態(tài)近似圓形，洲頂平緩;新洲平面形態(tài)類似三角形，上游低、下游高，在洲頭上游有大片水下淺區(qū)。水道河勢見圖1。

1 前期研究情況

1.1 河床演變及礙航特性

陸溪口水道是一個周期性演變的汊道河段，在演變過程中大部分時期呈現(xiàn)“兩洲、一灘、四汊”的格局，江中有中洲、新洲和心灘存在，將水道分為直港、新中港、老中港和園港四汊。新中港具有周期性擺動及興衰的特點，在新洲頭部形成后不斷彎曲下擺，直至下移與老中港重合，形成“兩洲、三汊”的河床形態(tài)。新老中港合并期航道條件較好，中洪水期以直港為主航道，枯水期必要時改走中港。在新中港存在時期，直港進口水流分散，形成大范圍漫灘水流，水流難以集中沖刷成槽，在中枯水期發(fā)生航深不足現(xiàn)象;中港下口位置擺動不定，航槽時沖時淤，出現(xiàn)礙航心灘、沙梗和散亂淺包等，航道條件很差。

陸溪口水道右側(cè)有單側(cè)節(jié)點、兩岸有堤防控制，在今后較長時間內(nèi)，水道平面分汊形態(tài)不會改變。1993年后，陸溪口水道總體河勢較為穩(wěn)定，中港深泓年平均左移約為80 m。目前，中港彎頂距右岸線約3.4 km，新洲洲尾已下移至中港、直港和圓港三汊交匯處的極限位置，即中港出口下擺的空間不大，隨著中港左支的持續(xù)彎曲發(fā)展，出口段與直港出口深槽匯流角逐漸增大，彎道阻力增大，上游水流必將塑造新的阻力較小的通道，將會形成新中港汊道。一旦主流切割新洲頭形成新中港，直港分流比減小，直港的通航形勢就會惡化。在左支新航槽形成過程中，水流分散，航槽不穩(wěn)，陸溪口水道的通航問題將會非常嚴峻。

圖1 陸溪口水道河勢Fig.1 River regime of Luxikou waterway

1.2 整治思路

根河床演變及礙航特性的分析，確定陸溪口水道整治思路為:利用當前航道條件還處于良好期的有利時機，通過筑壩工程穩(wěn)定新洲灘型，利用護岸工程阻止中洲崩退，輔以疏浚工程疏通直港進口。

1)整治標準:航道等級Ⅰ級，航道尺度3.7 m×150 m×1 000 m(水深×航寬×彎曲半徑)，保證率98%。

2)整治原則:穩(wěn)定洲灘、維持分汊、低水整治、統(tǒng)籌兼顧。

3)整治目標:通過工程措施達到提高航道尺度，改善通航條件，保持直港和中港兩汊通航，以直港作為通航主航道。

1.3 整治方案

整治方案包括新洲筑壩工程、中洲護岸工程和直港進口挖槽工程。

1)新洲筑壩工程。采用洲脊順壩、魚嘴順壩、格壩及竄溝鎖壩，攔截新洲洲頭漫灘橫流，防止出現(xiàn)新的汊道，以保持洲灘穩(wěn)定。

2)中洲護岸工程。在中港凹岸的中洲上半段修建護岸工程，防止中港凹岸的崩塌，以保持中洲岸線的穩(wěn)定。

3)直港進口挖槽工程。對直港進口航道進行基建性疏浚，并在新洲頭部整治建筑物作用下，達到穩(wěn)定航槽、改善進口段通航條件的目的。

2 工程實施情況及其整治效果

2.1 工程實施情況

1)2002年10月完成預(yù)可行性研究，2003年2月完成工程可行性研究(交通部交規(guī)劃發(fā)〔2003〕358號文批復(fù))，2003年9月完成初步設(shè)計(交通部交水發(fā)〔2004〕49號文批復(fù))，2004年10月完成中洲護岸和新洲筑壩工程施工圖設(shè)計。

2)2004年11月開工，歷時3屆枯水期:2004～2005屆枯水期，實施新洲筑壩工程和中洲護岸工程的主體工程施工;2005～2006屆枯水期，實施新洲筑壩工程的壩面和中洲護岸工程的陸上護坡整理施工;2006～2007屆枯水期，實施中洲護岸工程的建設(shè)期維護。

3)除直港進口挖槽工程外，新洲筑壩工程和中洲護岸工程均已全部完成，分別于2007年7月和2008年4月進行了交工驗收。

2.2 工程整治效果

通過對比陸溪口水道整治工程前后地形(圖2)可以看出:新洲筑壩工程實施以后，遏制了竄溝的形成，灘面普遍淤積，保持了新洲灘面高大完整，新洲得到了穩(wěn)定，洲頭上提，新中港消失，工程效果良好。中洲護岸工程實施以后，遏制了中洲岸線的繼續(xù)崩退，同時也阻止了中港向彎曲方向發(fā)展，有效減少了新洲漫灘橫流切灘形成竄溝的能量。

圖2 陸溪口水道工程前后地形對比Fig.2 Topography comparison of Luxikou waterway before and after the regulation

但由于前期研究認識的不足，以及工程實施時陸溪口水道正處在劇烈的演變時期和受三峽工程蓄水后清水下泄的影響，目前來看對直港作為通航主航道的整治效果不甚理想。直港作為通航主航道的目標難以實現(xiàn)，而中港通航條件良好，具備作為通航主航道的條件。

3 直港作為通航主航道目標難以實現(xiàn)

3.1 陸溪口水道進口主流受赤壁山節(jié)點控制，仍偏向中港而非直港

陸溪口水道上接石頭關(guān)水道，從20世紀50年代以來，無論界牌河段主流走南門洲左汊或右汊，在石頭關(guān)水道下段與陸溪口水道接壤處，主流位置均較穩(wěn)定，深泓靠近右側(cè)，其下受赤壁山挑流影響，主流又趨向左岸。

陸溪口水道新洲筑壩工程實施后，并沒有改變進口主流方向。陸溪口水道進口主流仍然受赤壁山節(jié)點控制，仍然偏向中港而非直港。

3.2 三峽工程蓄水后，陸溪口水道水沙條件發(fā)生較大變化，直港分流比減少

三峽工程蓄水后，由于水庫的淤積，下泄沙量大幅減少，2003—2009年螺山站年均輸沙量僅為10 543萬t，較蓄水前減少了74.2%(表1)。受此影響，陸溪口水道深泓縱剖面以沖刷下切為主，最大沖深為11.1 m(圖3)。河床地形由總體淤積為主轉(zhuǎn)為以總體沖刷為主，特別是作為主汊的中港沖刷發(fā)展較快，導(dǎo)致直港分流比大幅度減小(表2)。

表1 螺山站徑流量和輸沙量與多年平均對比Table 1 Runoff and sediment runoff of Luoshan station

表2 陸溪口水道各汊道實測分流比Table 2 Measured ratios of anabranches in Luxikou waterway

圖3 三峽工程蓄水后陸溪口河段沖淤變化Fig.3 Erosion-deposition variation of Luxikou waterway

3.3 直港“洪淤枯沖”的規(guī)律未改變，枯水期航道條件較差

新洲筑壩工程攔截了洲頭漫灘橫流，但并未增加直港進口分流比，也未改變直港進口“汛淤枯沖”的演變規(guī)律。模型試驗研究表明，在上游仍然有一定沙量補給的情況下，直港進口段淺區(qū)汛期仍然會發(fā)生淤積，枯水期雖發(fā)生沖刷，但枯水期航道條件難以徹底改善，航道條件仍較差，直港通航時間大幅度減少(表3)。

表3 陸溪口水道直港通航時間Table 3 Shipping time of Luxikou Zhigang waterway

4 中港具備作為通航主航道的條件

4.1 目前中港全年保持暢通

新洲筑壩工程攔截的洲頭漫灘橫流增加了中港流量，加快了中港的沖刷發(fā)展。同時，中洲護岸工程保持了中洲岸線的穩(wěn)定，防止了中港進一步彎曲發(fā)展。2010年3月測圖(圖4)可以看出，枯水期中港平面形態(tài)較優(yōu)良，與下游銜接較好。

圖4 陸溪口水道中港航線布置Fig.4 Route arrangement of Luxikou Zhonggang waterway

目前，中港航道全年保持暢通，航道最小航寬200 m，最小彎曲半徑1 600 m，枯水期最小水深也在5 m以上，滿足設(shè)計航道尺度3.7 m×150 m×1 000 m標準。

4.2 中港航道條件發(fā)展趨勢良好

4.2.1 主流走中港的態(tài)勢不會改變

整治工程實施后，無論是在中、洪水期，還是枯水期，主流均走中港，且靠近凹岸深槽一側(cè)，穩(wěn)定的主流是中港未來航道條件良好的重要保證。

4.2.2 中港分流比將緩慢增加，其主汊地位穩(wěn)定

5年典型年試驗表明，枯水期同流量下中港分流比將緩慢增加(表4)，總體來看，中港分流基本穩(wěn)定在65%左右，其主汊地位穩(wěn)定。

表4 陸溪口水道典型年試驗各汊道分流比Table 4 Discharge ratios of anabranches in Luxikou waterway

4.2.3 中港航道條件將持續(xù)好轉(zhuǎn)

三峽工程蓄水后，上游來沙量大幅度減小，陸溪口水道河床總體變化以沖刷為主。5年典型年試驗表明，中港中下段航道條件良好，10 m等深線貫通，滿足設(shè)計航道尺度標準。

5 整治目標調(diào)整及整治方案變更

5.1 整治目標的調(diào)整

鑒于前述分析，直港作為通航主航道的目標難以實現(xiàn)，而中港航道條件良好，具備作為通航主航道的條件。因此需調(diào)整“以直港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”的整治目標為“以中港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”。即枯水期水位較低時船舶走中港;中、洪水期水位較高時，為縮短航程，船舶可以走直港。

5.2 整治方案的變更

整治目標調(diào)整后，枯水期船舶走中港，中、洪水期船舶走直港，直港進口的淤積不影響中、洪水期船舶的航行。因此，確定取消原整治方案的直港挖槽工程，變更為對新洲筑壩工程和中洲護岸工程的局部損毀予以修復(fù)，以確保其整治功能。

6 結(jié)語

1)基于河變演變和礙航特性分析，前期研究確定的“利用當前航道條件還處于良好期的有利時機，通過筑壩工程穩(wěn)定新洲灘型，利用護岸工程阻止中洲崩退，輔以疏浚工程疏通直港進口”整治思路符合當時對陸溪口水道認識。但工程實施時陸溪口水道正處在劇烈的演變時期，以及受三峽工程蓄水后清水下泄的影響，目前來看對直港作為通航主航道的整治效果不甚理想。

2)鑒于直港作為通航主航道的目標難以實現(xiàn)，而中港航道條件良好，具備作為通航主航道的條件。因此將整治目標調(diào)整為“以中港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”是非常必要的，也是切實可行的。

3)目前中洲下游和園港進口等部分岸線出現(xiàn)了崩岸，雖然尚未威脅到中港的河勢穩(wěn)定，但其發(fā)展趨勢是非常不利的。為確保陸溪口水道中港目前良好的通航條件，需進一步采取措施保持中洲岸線的穩(wěn)定，以防止中港凹岸的崩塌。

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