長江中游楊林巖水道整治研究

摘要：楊林巖水道位于長江中游，為順直分汊型河段。通過對(duì)三峽蓄水運(yùn)行后河段水沙條件的分析，該河段航道條件向不利

方向發(fā)展趨勢明顯，因此，應(yīng)盡快實(shí)施整治工程，固灘穩(wěn)槽，守護(hù)南陽洲洲頭、右緣和右岸邊灘，穩(wěn)定楊林巖河段局部

河勢，保持當(dāng)前的灘槽格局及目前尚好的航道條件。楊林巖水道整治方案的研究，對(duì)今后長江中下游順直分汊型河段的

整治有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：順直分汊河段 長江中游 固灘穩(wěn)槽 魚咀

楊林巖水道位于長江中游，上鄰洞庭湖湖口，下接界牌水道，全長6.8km。河段進(jìn)口受白螺磯、道人磯節(jié)點(diǎn)控制，出口受楊林山、龍頭山節(jié)點(diǎn)控制，在上下節(jié)點(diǎn)之間，河段寬闊，被南陽洲分為左右兩汊（圖1）?？偟膩砜?，該水道屬順直分汊型河段，右汊多年來一直為主通航汊道。

河床演變分析

楊林巖河段受上下游節(jié)點(diǎn)控制，兩岸又有長江防洪大堤守護(hù)，多年來河道平面基本穩(wěn)定，河勢及航道條件也保持相對(duì)穩(wěn)定。三峽蓄水運(yùn)行后，壩下水沙條件年際、年內(nèi)均發(fā)生較大變化，對(duì)長江中下游河段的沖淤變化產(chǎn)生新的影響。

在70-90年代初期來沙大量增加的時(shí)期，楊林巖河段發(fā)生淤積，南陽洲變得高大完整，對(duì)水流起到較好的控導(dǎo)作用，灘槽分明，航道條件較好。從90年代開始，隨著來沙量的降低，南陽洲洲頭及兩緣沖刷崩退，灘槽坦化，導(dǎo)致1997年在右汊中段出淺礙航。礙航現(xiàn)象出現(xiàn)后，通過調(diào)整航標(biāo)，加強(qiáng)維護(hù)管理，及時(shí)提醒過往船舶，勉強(qiáng)度過該屆枯水期。在1998年大水大沙條件的重新塑造下，南陽洲又變得高大完整，丁家洲邊灘淤積下延，左汊進(jìn)口淤淺，經(jīng)歷退水沖刷，右汊主航道條件又趨好轉(zhuǎn)。

相關(guān)研究資料表明，三峽蓄水初期，沖刷主要集中于近壩河段。2008年以來，受水流含沙量持續(xù)減少的影響，南陽洲洲頭低灘部分持續(xù)沖刷降低，兩緣也有沖刷，灘形逐漸變窄扁長，洲體縮小，對(duì)右汊主流控導(dǎo)作用減弱，呈現(xiàn)向不利方向發(fā)展趨勢。左汊進(jìn)口段沖刷下延，右汊展寬，深泓線逐漸左移，水流分散，右汊航道呈現(xiàn)向不利方向發(fā)展的趨勢。

通過對(duì)歷史及近期楊林巖演變情況分析，得出今后該河段演變趨勢如下：楊林巖河段受上下游節(jié)點(diǎn)控制及兩岸大堤的保護(hù)，河道邊界固定，河床演變主要受自身來水來沙條件影響。在三峽蓄水后，水沙條件基本穩(wěn)定的前提下，河段將繼續(xù)呈總體沖刷態(tài)勢。具體表現(xiàn)為南陽洲洲頭持續(xù)沖刷下挫，右緣崩退，右汊持續(xù)展寬，左汊亦有所發(fā)展，并最終導(dǎo)致右汊中下段展寬出淺。

整治思路

楊林巖水道存在航道問題的區(qū)域主要是右汊中間的展寬段，單就存在航道問題的南陽洲右汊而言，這個(gè)局部河勢形態(tài)屬于典型的順直微彎單一河道。所以治理的思路，既要遵循總體河勢格局下順直分汊河段的河床演變規(guī)律，也要遵循存在航道問題的局部河段順直微彎單一河段的河床演變規(guī)律。

從灘槽形態(tài)和河床演變趨勢分析，楊林巖水道總體治理思路有兩個(gè)方面：①選擇右汊作為主通航汊道。上游荊岳長江大橋，設(shè)計(jì)通航孔位于右岸，楊林巖河段主流偏右，右汊多年較穩(wěn)定，且相對(duì)順直，水流通暢。②固灘穩(wěn)槽，守護(hù)為主。該河段目前以右汊為主通航槽的格局良好，但周邊環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)當(dāng)前灘槽格局相對(duì)有利的時(shí)機(jī)，以守護(hù)南陽洲洲頭、右緣和右岸邊灘為主，穩(wěn)定局部河勢，防止右汊向?qū)挏\方向發(fā)展，保持目前尚好的航道條件。

整治方案研究

根據(jù)確定的整治思路，整治方案的布置從是否考慮限制左汊設(shè)計(jì)了兩類方案：Ⅰ類是直接守護(hù)南陽洲洲頭低灘、右緣中上段及右岸邊灘，穩(wěn)定當(dāng)前灘槽格局；Ⅱ類是考慮到左汊進(jìn)口受水流的沖刷，今后會(huì)有所發(fā)展，對(duì)右汊主航道不利，在守護(hù)南陽洲洲頭低灘、右緣中上段及右岸邊灘的同時(shí)，對(duì)左汊進(jìn)行適當(dāng)限制。

1、方案研究

1.1第Ⅰ類 不限制左汊

Ⅰ類方案為直接守護(hù)南陽洲洲頭低灘、右緣中段和右岸費(fèi)家墩邊灘，洲頭低灘通過“一縱三橫”的魚骨型[8]護(hù)灘帶進(jìn)行守護(hù)。在該類方案研究中，首先考慮沖刷力度較大的分流點(diǎn)洲頭低灘需要的守護(hù)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了在洲頭低灘護(hù)灘帶上加拋石筑壩和不拋石筑壩，其它護(hù)灘帶和右緣及右岸護(hù)岸布置及結(jié)構(gòu)相同；再對(duì)不筑壩的Ⅰ-2方案進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化提出Ⅰ-3方案。方案情況見表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明：方案Ⅰ-3較優(yōu)，方案實(shí)施后，南陽洲洲頭低灘、右緣中上段和右岸費(fèi)家墩邊灘守護(hù)穩(wěn)定，右汊停止展寬，河道沖刷向縱深方向發(fā)展，水深有所增加，航道條件得到保障。

1.2第Ⅱ類 適當(dāng)限制左汊

Ⅱ類方案是在守護(hù)南陽洲洲頭低灘、右緣及右岸邊灘的同時(shí)，對(duì)左汊也適當(dāng)限制。在該類方案研究中，右緣及右岸邊灘守護(hù)布置與Ⅰ類方案相同，不同的是為限制左汊將洲頭魚骨型護(hù)灘帶整體向左汊偏轉(zhuǎn)一定角度。優(yōu)化過程中又按照Ⅰ類方案中方案Ⅰ-2到方案Ⅰ-3的優(yōu)化思路，得出Ⅱ類方案的優(yōu)化方案Ⅱ-2。試驗(yàn)條件同Ⅰ類方案，方案情況見表2。

2、方案比選

從方案Ⅰ-3和方案Ⅱ-2長系列年試驗(yàn)成果來看，兩方案均能達(dá)到預(yù)期守護(hù)效果，與無工程相比，灘槽格局得到穩(wěn)定，航道條件的不利變化趨勢得到抑制，右汊航道條件滿足規(guī)劃航道尺度要求。而方案Ⅱ-2由于低灘護(hù)灘帶伸入到左汊，雖一定程度上限制了左汊發(fā)展，但占用了左汊航道資源，從而對(duì)這一帶現(xiàn)有的汽渡和左汊小船通航有一定影響，而且低灘頭部的守護(hù)范圍要小于方案Ⅰ-3。而方案Ⅰ-3沒有刻意對(duì)左汊發(fā)展進(jìn)行限制，不會(huì)對(duì)外部環(huán)境產(chǎn)生影響，方案實(shí)施后，也能夠保持目前南陽洲洲頭低灘的高大完整和當(dāng)前良好的灘槽格局。相對(duì)而言方案Ⅰ-3較優(yōu)。

3、方案優(yōu)化

南陽洲洲頭低灘是迎流頂沖點(diǎn)，是楊林巖水道整治的重點(diǎn)守護(hù)區(qū)，低灘頭部又是整治建筑物整體穩(wěn)定的關(guān)鍵部位。魚咀護(hù)灘帶與洲頭灘形一致[9，10]，根據(jù)長江中下游已建航道整治工程經(jīng)驗(yàn)（界牌、東流水道等），江心洲頭部采用魚咀形的平面守護(hù)形式能夠?qū)⒅揞^灘型保持的更好，且工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更強(qiáng)。因此，平面優(yōu)化在方案Ⅰ-3的基礎(chǔ)上，首先考慮將洲頭低灘條形護(hù)灘型式調(diào)整優(yōu)化為魚咀形護(hù)灘型式。而為適應(yīng)縱向護(hù)灘帶頭部形態(tài)的變化和各條護(hù)灘帶守護(hù)區(qū)的沖淤變化，適當(dāng)調(diào)整橫行護(hù)灘帶之間的間距。同時(shí)根據(jù)最新測圖資料，調(diào)整右緣守護(hù)基線，使右緣守護(hù)區(qū)與#4尾部護(hù)灘帶平順相接，既減少對(duì)蘆葦濕地的破壞，同時(shí)保證工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少不必要的工程量。最終優(yōu)化方案見圖2。

試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化方案實(shí)施后的總體治理效果較好，基本維持了現(xiàn)有灘槽格局，低灘頭部沖刷強(qiáng)度減弱，更有利于保持低灘現(xiàn)有灘體形態(tài)，工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也有所增強(qiáng)。

結(jié)語

平原分汊河道具有周期性的變化規(guī)律，防止航道條件向不利方向發(fā)展，應(yīng)抓住航道條件較好的時(shí)機(jī)，及時(shí)采用工程措施。而對(duì)于此類灘險(xiǎn)，整治方案主要以守護(hù)為主，固灘守槽，守護(hù)好較好的灘槽形態(tài)即可，治理難度小，工程投資低。

（第一作者單位：長江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院）