長(zhǎng)江中游藕池口水道洲灘演變特點(diǎn)與治理思路研究

黃偉　朱文清

摘 要：藕池口水道是長(zhǎng)江中游重點(diǎn)淺灘水道之一，河道形態(tài)較為復(fù)雜，水道內(nèi)存在兩個(gè)心灘、一個(gè)邊灘及一個(gè)高灘，可動(dòng)性強(qiáng)，洲灘演變受到多方面因素的影響。本文在分析洲灘演變特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定合理可行的航道整治工程治理思路。

關(guān)鍵詞：藕池口水道 洲灘演變 航道條件 治理思路

藕池口水道（圖1）位于長(zhǎng)江中游下荊江首端，地處湖北省石首市境內(nèi)，介于周天河段和碾子灣水道之間，是長(zhǎng)江中游重點(diǎn)礙航水道之一。該水道現(xiàn)行航道維護(hù)尺度為2.9 m×80 m×750 m（水深×航寬×彎曲半徑，下同），保證率為95%。根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《長(zhǎng)江干線航道總體規(guī)劃綱要》，至2020年本河段航道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到3.5m×150 m×1000 m，保證率為98%，通航2000～3000噸駁船組成的6千至1萬噸級(jí)船隊(duì)。藕池口水道為一順直放寬的喇叭型河道，由順直過渡段和急彎段組成。由于洲灘抗沖性差，變化頻繁，給航道帶來一系列問題。為了穩(wěn)定、改善藕池口水道的航道條件，相關(guān)部門對(duì)其進(jìn)行了一系列的研究。

洲灘演變特點(diǎn)

1、藕池口心灘

藕池口心灘灘頭位于夾河口對(duì)開，灘尾位于胡家臺(tái)一帶，灘頂高程達(dá)到航行基準(zhǔn)面以上10m。三峽工程蓄水運(yùn)用后，藕池口心灘沖刷后退較為明顯，沖刷崩退區(qū)域主要集中在藕池口心灘的頭部和左緣，心灘灘頭和左緣位于主航槽的凹岸，在彎道水流的作用下，持續(xù)沖刷后退，退幅達(dá)1000m左右，同時(shí)心灘灘頭受沖右移近1200m；而心灘灘尾位置基本不變；心灘整體向右岸偏移。由于上游有倒口窯心灘掩護(hù)，水流對(duì)藕池口心灘的作用力較弱，僅心灘頭部及左緣有所沖刷后退，但年內(nèi)變幅相對(duì)較小。

2、倒口窯心灘

倒口窯心灘年內(nèi)遵循“洪淤枯沖”的演變規(guī)律：汛前中水期，心灘開始淤積，長(zhǎng)大淤高；到汛期，心灘灘體淤積發(fā)展至最大；汛后退水期，心灘頭部及左緣不斷沖刷后退，灘體變小，到枯水期時(shí)，心灘沖刷至面積最小。

3、陀陽(yáng)樹邊灘

陀陽(yáng)樹邊灘作為河段進(jìn)口的左邊界條件，其邊灘的位置及形態(tài)對(duì)于控制河段進(jìn)口條件具有關(guān)鍵性的作用。一般情況下，陀陽(yáng)樹邊灘呈一狹長(zhǎng)型近岸灘體，位于左岸陀陽(yáng)樹附近，究其形成原因主要與該段水流動(dòng)力減弱，泥沙落淤有關(guān)。

陀陽(yáng)樹邊灘仍為一活動(dòng)性邊灘，近年的地形測(cè)圖上反映，陀陽(yáng)樹邊灘在年際和年內(nèi)處于沖刷下移的狀態(tài)（表1）?？梢钥闯觯雨?yáng)樹邊灘雖然年內(nèi)呈總體沖刷下移趨勢(shì)，但從沖淤調(diào)整時(shí)期上來看，河床沖淤主要發(fā)生在汛前中枯水水期，而迅后退水期陀陽(yáng)樹邊灘沖刷下移的速度較汛前中枯水期有所減緩。

4、天星洲

天星洲左緣作為藕池口水道進(jìn)口的右邊界，其穩(wěn)定對(duì)于控制進(jìn)口段航道條件穩(wěn)定具有關(guān)鍵性的作用，近年來主流緊貼天星洲洲體左緣，在水流作用下，呈明顯的沖刷后退狀態(tài)。

5、洲灘演變對(duì)航道條件的影響

陀陽(yáng)樹邊灘和天星洲分別為藕池口水道進(jìn)口左河道兩側(cè)的邊界。近年來天星洲洲體較為穩(wěn)定，但洲體左緣受水流作用有所沖刷后退，使進(jìn)口段枯水期河寬進(jìn)一步展寬；而左側(cè)的陀陽(yáng)樹邊灘近年來變化較明顯，不斷沖刷下移，至2009年枯季已移至古長(zhǎng)堤至沙埠磯一帶。陀陽(yáng)樹邊灘的此種變化，直接影響了進(jìn)口段左槽主流線的變化，致使左槽主流不斷右擺，切刷倒口窯心灘左側(cè)。數(shù)學(xué)模型十年預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，隨著陀陽(yáng)樹邊灘的不斷下移，左槽主流不斷右擺（圖4），不斷沖刷倒口窯心灘的左側(cè)，表明陀陽(yáng)樹邊灘作為進(jìn)口的邊界對(duì)于河段內(nèi)的洲灘變化起著一定控制作用，且隨著進(jìn)口主流的右擺，左汊進(jìn)口進(jìn)一步展寬，淺區(qū)范圍有擴(kuò)展的趨勢(shì)。

現(xiàn)階段陀陽(yáng)樹邊灘處于古長(zhǎng)堤至沙埠磯一帶，邊灘灘型較完整，有利于限制水道進(jìn)口主流擺動(dòng)，對(duì)改善進(jìn)口淺區(qū)水深條件具有積極作用，但若持續(xù)沖刷下移，則會(huì)造成進(jìn)口段進(jìn)一步向?qū)挏\發(fā)展，不利于進(jìn)口段航道條件的穩(wěn)定。

在目前的演變階段：漲水期，右槽淤淺，藕池口心灘與倒口窯心灘連成一體；退水期，右槽槽口沖開，兩心灘分離。退水末期，倒口窯心灘受沖，面積最小，兩心灘間隔最大；到下一個(gè)汛期，由于倒口窯心灘的淤長(zhǎng)，兩心灘重新連成一體。近期，由于藕池口心灘持續(xù)沖刷后退，左汊展寬，引起了倒口窯心灘泥沙落淤，使倒口窯心灘淤高、展寬、下延，并向藕池口心灘并靠。而隨著上游陀陽(yáng)樹邊灘的下移、頂托，又加劇了倒口窯心灘頭部及左側(cè)的沖刷側(cè)蝕，有助于促進(jìn)倒口窯心灘向藕池口心灘并靠，也為藕池口心灘不斷向右偏移提供了動(dòng)力條件。

近年來藕池口水道航道條件的好壞與江中灘體（上游陀陽(yáng)樹邊灘、倒口窯心灘、藕池口心灘）的變化密切相關(guān)。當(dāng)藕池口心灘高大完整并保持穩(wěn)定，且倒口窯心灘高程較高且心灘位置較上時(shí)，此時(shí)左汊進(jìn)口段（古長(zhǎng)堤至沙埠磯一帶）河寬相對(duì)較窄，灘槽高差較大，有利于左汊進(jìn)口淺區(qū)的沖刷，航道條件較好，且比較穩(wěn)定；而當(dāng)藕池口心灘沖刷后退，河道放寬，倒口窯心灘灘體隨之沖刷下移、右偏，灘頭沖刷后退、高程降低，左汊進(jìn)口段灘槽高差較小，河道向?qū)挏\方向發(fā)展，并在此處逐漸形成新的淤積體，此時(shí)航道條件較差，而且不穩(wěn)定。

從三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用以來的實(shí)測(cè)資料來看，135m蓄水運(yùn)用以來，藕池口心灘左緣不斷沖退，河道邊界穩(wěn)定性較差，對(duì)水流擺動(dòng)控制較弱；倒口窯心灘灘頭及左緣持續(xù)沖刷后退，灘體下移、右偏；陀陽(yáng)樹邊灘沖刷下移，已經(jīng)在古長(zhǎng)堤至沙埠磯附近淤積成灘體，并不斷下延并右移。航道不穩(wěn)定性進(jìn)一步增大，進(jìn)一步加大了航道條件變壞的可能性。要想從根本上解決藕池口水道的礙航問題，進(jìn)一步提高航道尺度，必須通過工程措施，穩(wěn)定基本的河道格局，形成有利的灘槽形態(tài)。即藕池口水道航道整治的總體目標(biāo)為：在已建工程的基礎(chǔ)上，通過實(shí)施一定的工程措施，形成并穩(wěn)定良好的灘槽格局，消除航道向不利方向轉(zhuǎn)化的因素（避免因心灘灘體沖刷降低、灘頭后退造成的主流擺動(dòng)頻繁、多槽爭(zhēng)流等不利局面）；穩(wěn)定航道邊界，促進(jìn)主航道的穩(wěn)定和發(fā)展。

航道整治思路

針對(duì)藕池口水道各灘體演變特性及其對(duì)航道的影響，提出了總體工程的具體治理思路為：①對(duì)陀陽(yáng)樹邊灘及對(duì)岸天星洲洲尾高灘灘緣進(jìn)行守護(hù)，保持灘體完整，控制水道進(jìn)口段的航道邊界條件，穩(wěn)定水道進(jìn)口段主流流路。②由于藕池口水道將在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)維持以左汊為主汊的分汊格局，藕池口心灘左緣作為該水道主航道的右邊界必須穩(wěn)定下來，防止河道進(jìn)一步展寬；并待倒口窯心灘與藕池口心灘聯(lián)成一體時(shí)，及時(shí)對(duì)新形成灘體的關(guān)鍵部位進(jìn)行守護(hù)，保持該灘體的完整、穩(wěn)定；同時(shí)對(duì)相關(guān)岸線進(jìn)行適當(dāng)守護(hù)，形成穩(wěn)定的航道邊界，將左汊整治成枯水期曲度相對(duì)合理、進(jìn)出口平順并相對(duì)穩(wěn)定的航道。通過以上工程措施，形成并穩(wěn)定良好的灘槽格局，消除航道向不利方向轉(zhuǎn)化的因素；提高淺區(qū)退水沖刷力度，改善航道條件，徹底根治本水道的礙航問題，并實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的航道尺度。

根據(jù)以上總體方案治理思路，本階段提出總體工程平面設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要包括六部分工程：①陀陽(yáng)樹邊灘布置護(hù)灘（底）帶；②左岸文藝村附近倒套內(nèi)布置潛丁壩；③左岸沙埠磯以下岸線布置護(hù)岸工程；④天星洲尾部左緣布置護(hù)岸（灘）工程；⑤倒口窯心灘洲頭布置護(hù)灘帶及洲體布置魚骨壩工程；⑥藕池口心灘左緣及洲尾布置護(hù)岸工程。平面布置示意圖見圖2。

結(jié)論與建議

藕池口水道是長(zhǎng)江中游河段重點(diǎn)礙航河段之一，洲灘演變復(fù)雜，且對(duì)航道條件影響較大。洲灘的穩(wěn)定將有利于藕池口水道的河勢(shì)格局和航道條件。長(zhǎng)期的原型觀測(cè)和分析表明，藕池口水道將長(zhǎng)期保持“三灘、兩汊、兩槽”并存的河勢(shì)格局，且主航道將長(zhǎng)期位于主汊。這種河勢(shì)格局有利于形成較為優(yōu)良的航槽邊界。

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（作者單位：長(zhǎng)江航道局荊江航道整治工程建設(shè)指揮部）endprint