甌江鹿城段汊河河段治理方案的初步探討

王曉卯，蔣 晶

（1.溫州市鹿城區(qū)農(nóng)林水利局，浙江 溫州 325000；2.溫州市水利局，浙江 溫州 325000）

1 工程概況

汊河河段位于溫州市鹿城區(qū)西部臨江鎮(zhèn)，距溫州市約25.0km，汊河段上游匯水面積14142km2。汊河河段中間島嶼東臨永嘉縣白洋山，北瀕永嘉縣朱涂村，西靠林福天王寺，南同臨江鎮(zhèn)橫山村隔江相望，為甌江4大島嶼之一，全島面積約1km2。

北汊為彎曲段，長約3.0km，南汊為直段，長約2.4 km，汊道平面形態(tài)介于順直型汊道與鵝頭型汊道之間。南汊入口與上游微彎的主槽銜接平順，江道窄而深，目前是二汊的主汊道。北汊由于上游和主槽幾乎近直角分流，淤積嚴(yán)重 （見圖1）。

根據(jù)有關(guān)測量資料，現(xiàn)狀北汊分為2段，支流河口上游段河床主槽河底高程約為0.5～1.0m，寬度約為30.0 m，灘地高程約為3.0m，寬度達(dá)到170.0～300.0m；支流河口下游段河床主槽河底高程約為－1.0～0.0m，寬度約為50.0m，灘地高程約為3.0m，寬度達(dá)到170.0～470.0 m；低潮位河底出露，不能過水通航。南汊目前已沖刷成主河道，長度約2.4km，河道寬度約200.0～250.0m，河床底部高程－10.5～－18.0m，局部達(dá)到－23.0m。

圖1 汊河平面形態(tài)圖

2 存在的主要問題

2.1 分流比失調(diào)，南汊岸坡失穩(wěn)，給區(qū)域居民安全帶來嚴(yán)重影響

根據(jù)計算分析，目前北汊和南汊河段分流比嚴(yán)重失調(diào)，南汊河道已經(jīng)成為主要排洪河道。洪水期南北汊分流比達(dá)8.0∶2.0，枯水期潮流分流比達(dá)8.8∶1.2。大部分水流從南汊河道排泄，水流集中、流速大，使得南汊河段兩岸土質(zhì)邊坡塌滑現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)?shù)鼐用衩磕昃枰园l(fā)投入大量人力物力進(jìn)行拋石保護(hù)，但由于河床刷深很深，高程差距大，部分河段達(dá)30.0m以上，保護(hù)效果不明顯。

南汊斷面不斷地沖刷擴(kuò)大，河面變寬，河槽沖深，河岸頻頻坍塌，局部河岸岸坡已達(dá)1∶1，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，嚴(yán)重影響兩岸安全。

2.2 區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)低，不能有效保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)生活

區(qū)域河段岸坡均為自然土坡，抗沖能力差。陸地高程4.0～6.0m，防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到10a一遇，這與當(dāng)?shù)刈鳛榻ǔ涉?zhèn)中心區(qū)和溫州西片政治、文化、經(jīng)濟(jì)中心定位、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境不相適應(yīng)，也不能夠有效保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用裾Ｉa(chǎn)生活。

2.3 島嶼形態(tài)消失，給區(qū)域開發(fā)帶來較大影響

受諸多因素影響，北淤南沖的趨勢仍將進(jìn)一步發(fā)展，根據(jù)資料分析，近10a內(nèi)北汊河段淤積厚度達(dá)2.11m，南汊河段沖刷達(dá)5.03m。目前北汊灘地高程較高，使得汊河島嶼將成為半島。這與甌江作為4大島嶼之一，開發(fā)省級游旅游度假區(qū)嚴(yán)重不符。

3 原因分析

本段汊河過流由 “北汊為主南汊為輔”發(fā)展成為 “北汊為輔南汊為主”的原因主要有人為因素、自然因素2個方面。

3.1 人為因素

南汊在入口及中段有2道石壩限制了江道的發(fā)展，當(dāng)時北汊為主要的泄洪道，而南汊可以涉足過河，后來石壩逐漸被洪水沖毀及人工搬移，江道逐漸沖刷，慢慢發(fā)展成為主汊道。近年來，北汊河道入口被淤塞填埋，進(jìn)口寬度約為40.0m，使得北汊過水能力進(jìn)一步降低，北汊洪水期過水能力部分恢復(fù)的功能也越來越差。

3.2 自然因素

汊道的沖淤變化同汊道形態(tài)，河床阻力以及二汊的分流分沙變化密切相關(guān)。漢道上游順直段河勢變化是導(dǎo)致主支漢易位或支漢萎縮的重要原因［1］。南汊入口順直，與上游主槽銜接平順，而北汊入口彎曲 （幾近垂直相交），河道水流程長，彎道阻力大，中、低水阻水嚴(yán)重，致使南汊分流和流速逐年增加。

4 治理方案

本河段治理有2個方案：一是不改變現(xiàn)有河流狀態(tài)，加強(qiáng)南汊的護(hù)坡防沖能力；二是采取工程措施，調(diào)整南北汊的分流比，改變目前南汊水流能量過為集中的局面，通過減少水能改善南汊的過度沖刷。北汊近年來進(jìn)一步淤積，進(jìn)口堵塞。根據(jù)計算分析，區(qū)域遭遇小于3000m3／s流量，北叉基本喪失過流能力，造成南汊水流更為集中。南汊上游段河床縱向沖刷，下游河道橫向和縱向沖刷狀態(tài)沒能達(dá)到平衡，將進(jìn)一步持續(xù)發(fā)展。因此若采用 “不改變現(xiàn)有河流狀態(tài)，加強(qiáng)南汊的護(hù)坡防沖能力”的治理思路較難實(shí)現(xiàn)，只能采用 “疏通北汊，減少南汊沖刷”分流綜合治理方案［2］。

具體而言，通過實(shí)施河勢治導(dǎo)綜合工程、兩岸高標(biāo)準(zhǔn)堤防工程解決區(qū)域分流比失調(diào)、防護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)低不能有效保護(hù)保護(hù)對象的問題。

4.1 實(shí)施河勢治導(dǎo)綜合工程，調(diào)整分流比

汊河河勢治導(dǎo)工程包括北汊引河工程和上游導(dǎo)水工程2部分。

北汊引河工程：根據(jù)實(shí)測地形和區(qū)域上下游河勢，其規(guī)模為底部寬度50m，河底高程－5.0m，邊坡1∶10（3.0m高程，河道底部寬度210.0m）。受汊河平面形態(tài)三北汊河長度長、流態(tài)差、北汊引導(dǎo)河工程規(guī)模受現(xiàn)有地形條件限制等諸多因素的影響，根據(jù)計算分析，北汊最大流量分流比相對現(xiàn)狀增加6%～10%；北汊河道平均流速和最大流速較低，大部分低于0.3m／s，在僅開挖北汊引導(dǎo)河道的情況下，引導(dǎo)河道仍然呈現(xiàn)淤積狀態(tài)，因此，還必須采用導(dǎo)水工程才能實(shí)現(xiàn)分流目標(biāo)。

上游導(dǎo)水工程措施主要有潛壩工程、丁順壩工程。本工程南汊河道已經(jīng)成為主要河道，橋梁通航孔位于南汊，因此，潛壩工程方案壩頂高程受到一定制約。通過計算分析，潛壩頂高程變化對分流比影響相比采用丁順壩方案預(yù)留寬度變化對分流比影響小。丁順壩方案與潛壩方案相比，對較大流量分流相對比潛壩方案顯著。因此本汊河河段導(dǎo)水工程措施采用丁順壩方案。根據(jù)計算分析，當(dāng)南汊河道預(yù)留寬度不大于150.0m，洪水期南北汊分流比達(dá)7∶3，北汊引河工程沖淤能夠達(dá)到平衡，基本實(shí)現(xiàn)了分流目標(biāo)。從最大限度地發(fā)揮防洪作用考慮，二漢尺度盡可能保持相近，不能相關(guān)懸殊，結(jié)合本工程實(shí)際南北漢分流比達(dá)7∶3較為合適［3］。丁順壩結(jié)構(gòu)：內(nèi)部采用混凝土樁＋拋石結(jié)構(gòu)，頂高程6.0m，寬度5.0m；外側(cè)采用大塊石鎮(zhèn)壓，采用二級平臺，一級平臺高程1.0m，二級平臺高程－7.0m，坡度1∶3。表面采用混凝土預(yù)制大實(shí)體塊護(hù)坡，平臺高程－7.0m以下采用大塊石護(hù)坡，坡度1∶6?？紤]到區(qū)域河段為感潮河段，水流含沙量較大，受計算方法、邊界選取等條件制約，河勢治導(dǎo)工程規(guī)模可以結(jié)合動床物理模型試驗(yàn)做進(jìn)一步研究。

4.2 實(shí)施兩岸防洪堤工程，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)流域防洪規(guī)劃，區(qū)域防洪堤按20a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。根據(jù)區(qū)域水流、地形等綜合條件，南汊堤防工程宜采用輕型框架堤方案，充分利用樁基礎(chǔ)維持堤防的穩(wěn)定；北汊堤防工程宜采用斜坡土石堤方案，充分利于當(dāng)?shù)夭牧?，降低工程總投資。堤防總長度10.0km，工程投資5.0億元。目前區(qū)域除環(huán)島防洪堤外，其余防洪堤已經(jīng)納入中央獨(dú)流入海項(xiàng)目，部分段面已經(jīng)開工。

5 結(jié) 語

防洪堤工程實(shí)施后，防洪御潮標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20a一遇，防洪能力大大提高，對于區(qū)域安全、發(fā)展都有重要意義；河勢治導(dǎo)工程實(shí)施后，能夠改變目前南汊河道沖刷，北汊河道進(jìn)一步淤積的趨勢；北汊分流后，將緩解南汊入流更為集中現(xiàn)象，對于降低防洪堤工程的實(shí)施難度和工程運(yùn)行安全有著重要影響。同時根據(jù)調(diào)查，區(qū)域下游仍然存在較多汊河，部分河段河勢問題較為突出，通過上游段汊河方案的研究和實(shí)施，對于解決區(qū)域下游汊河問題有參考意義。

［1］潘慶傑，胡向陽.長江中下游分汊河段的整治 ［J］.長江科學(xué)院院報，2005，22 （3）：13－16.

［2］陳銳，池云飛，顏勝堯，等.甌江西洲島河段保灘護(hù)岸治理方案研究報告 ［R］.溫州：溫州市水力電力勘測設(shè)計院，2010.

［3］丁君松，楊國錄，熊治平.分汊河段若干問題的探討 ［J］.泥沙研究，1982（4）：39－51.