長江蕪湖河段大拐崩岸段河道演變分析

谷霄鵬

(安徽省長江河道管理局，安徽 蕪湖 241000)

大拐護岸區(qū)位于蕪湖河段上段左岸，上起湯溝碼頭，下至大拐拐頭，全長14km，約對應(yīng)無為大堤樁號84+200～98+200，該段系蕪湖河段重要河勢控導(dǎo)部位。大拐段歷史上河勢變化劇烈，崩岸頻繁。為了確保無為大堤的安全，在二十世紀七十年代逐步實施護岸工程后，大拐段岸線趨向穩(wěn)定，大拐段河道得到守護，目前已形成控制蕪湖河段河勢的關(guān)鍵工程之一，如圖1所示。

近期受河勢變化影響，大拐段再次出現(xiàn)多處崩岸，嚴重威脅防洪安全及河勢穩(wěn)定，本文通過分析大拐河段河道演變特征，以期能夠?qū)拥辣腊吨卫硌芯刻峁﹨⒖肌?/p>

圖1 蕪湖河段上段河勢圖

1 近期崩岸險情

2 水文泥沙變化分析

長江安徽段河道水沙主要來自湖口及其以上長江干、支流，大通水文站是長江干流下游最后一個徑流、泥沙控制站。

三峽蓄水前，據(jù)大通水文站1950—2002年資料統(tǒng)計分析：大通站多年平均流量為28700m3/s，歷年最大流量為92600m3/s(1954年8月1日)，歷年最小流量為4620 m3/s(1979年1月31日)，多年平均輸沙量和含沙量分別為4.21億t和0.473kg/m3。長江干流懸移質(zhì)泥沙主要集中在6～10月，三峽蓄水前，大通站6～10月的泥沙約占全年總量的88%。

三峽蓄水后，清水下泄表現(xiàn)突出，據(jù)大通水文站2003—2016年資料統(tǒng)計分析：大通站多年平均流量為27189 m3/s，歷年最大流量為70800 m3/s(2016年7月10日)，歷年最小流量為8380 m3/s(2004年2月8日)，多年平均輸沙量和含沙量分別為1.40億t和0.135kg/ m3，年輸沙量較蓄水前減少67%。三峽蓄水后，大通站6—10月的泥沙約占全年總量的79%。

圖2 大拐近期崩岸照片

3 河道歷史演變分析

大拐段河道一直向左岸遷移，左岸不斷崩退，而右岸淤長。歷經(jīng)長期的向左擺動，至1865年時，河道在左岸三壩附近形成約90°的急彎南下，在三山鎮(zhèn)主汊與夾江匯合，三山鎮(zhèn)至蕪湖一段為向南凹的大彎道，彎曲半徑約14km。以后夾江發(fā)育，三壩以上河道淤積，三壩以下至魯港河道左沖右淤，河道由向南凹的彎道演變成向北凹的彎道。1934年，三壩上游原河道急彎消失，在魯港上2km處出現(xiàn)新的急彎拐點，由于拐點及其左岸大量崩坍，拐點不斷下移，至1976年拐點位置下移到魯港以下，即現(xiàn)在的大拐附近，如圖3所示。

圖3 黑沙洲～蕪湖河段歷史變遷示意圖

4 河道近期演變分析

本次采用蕪湖河段1976年8月、1986年10月、1998年10月、2007年10月、2010年10月及2016年3月的1∶10000水下地形測圖進行分析比較。

(1)岸線變化

二十世紀七十年代以前，大拐河段江中有一鯽魚洲，因該洲存在，左岸姚王廟～三壩間岸線基本穩(wěn)定。水流頂沖左岸伍顯殿～大拐段，該段發(fā)生強烈崩岸。湯溝碼頭～山西咀為大拐崩護岸區(qū)。據(jù)記載，近百年來特別是1949年以來，大拐岸線嚴重崩塌后退，拐頭急劇下移。1933年拐頭位于魯港上游2.5km處，1970年已下移至魯港下游3.5km處。二十世紀七十年代末，因鯽魚洲沖失，水流對左岸頂沖點上提至湯溝碼頭一帶，該段岸坡逐漸沖刷后退。為了保護無為大堤的安全及河勢穩(wěn)定，1970年開始實施大拐崩岸治理工程，隨著護岸工程的實施，大拐段岸線基本穩(wěn)定下來，基本上控制了大拐崩岸段的河勢，目前岸線基本穩(wěn)定，如圖4所示。

工程部分斷面水質(zhì)未能符合相應(yīng)的水質(zhì)功能區(qū)劃要求。水資源因流域或地域的不同所呈現(xiàn)出的自然屬性和社會屬性存在差異［1］，結(jié)合其水域所具有的特征和功能將其劃分成不同的水質(zhì)功能區(qū)。南水北調(diào)干線不同功能區(qū)水質(zhì)目標存在差異，部分斷面水質(zhì)未能符合相應(yīng)的水質(zhì)功能區(qū)劃分要求，未能在充分考慮沿線水資源的自然環(huán)境條件、開發(fā)利用現(xiàn)況、區(qū)域功能要求的基礎(chǔ)上按照有關(guān)部門制定的水環(huán)境保護規(guī)劃、流域綜合規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃要求，在各水域根據(jù)其功能劃定的不同采用相應(yīng)質(zhì)量標準［2］。

(2)深泓線變化

大拐段深泓線的走向主要分三段。上、下段分別緊靠高安圩和大拐彎頂深槽，隨著上、下段崩岸的發(fā)展而內(nèi)移，其歷年橫向變幅一般在150m左右，由于護岸工程的實施，深泓線走向漸趨穩(wěn)定。中段深泓線的走向主要受江中沙洲的變遷影響而變化，分汊段深泓線擺動較頻繁。1986—1994年過渡段深泓線左擺，左岸水流頂沖點上提至姚王廟一帶。1994年后潛洲洲頭沖刷后退，潛洲前沿分流點也隨之逐年下移。1998—2010年呈上提趨勢，進入潛洲右汊深泓右擺。2010—2016年進入潛洲左汊的主流略有左擺，進入潛洲右汊的主流頂沖點移，下段深泓小幅右擺，如圖5所示。

(3)深槽變化

大拐段-20m深槽，自湯溝碼頭至山西咀，下連蕪湖段深槽。近期演變的主要特征：一是由于大拐段的強烈崩岸，導(dǎo)致-20m深槽左擺近岸，橫向擺距相當于-20m槽寬。與此同時，槽頭向下退縮3.3km。二十世紀七十年代后，隨著大拐護岸工程的實施，槽身漸趨穩(wěn)定。二是由于鯽魚洲沖失后，主流頂沖點上提，1976年三壩附近原-20m沖刷坑呈大幅度發(fā)展，至1994年上游一直延伸到至姚王廟上，上提幅度達4km，下游與大拐-20m深

圖4 蕪湖河段大拐段(m岸線)變化圖

圖5 蕪湖河段大拐段(深泓線)變化圖

圖6 蕪湖河段大拐段(-20m深槽)變化圖

槽貫通；1997年后，主流頂沖點下移，-20m深槽頭部也隨之退縮，至2010年已退至湯溝碼頭附近，如圖6所示。三是河床先呈左沖右淤、后因護岸工程控制左側(cè)基本穩(wěn)定右側(cè)沖刷，河槽槽向展寬。

(4)斷面變化

從蕪3斷面可以看出， 1976年以來，江中潛洲逐漸生成，將河道分為左、右汊，并且左、右汊不斷沖刷發(fā)展，左汊左岸大拐段由于護岸工程的實施，岸坡橫向沖刷后退受阻，河道轉(zhuǎn)而向豎向下切發(fā)展。

從蕪4斷面可以看出，大拐段深泓貼岸，深槽由1976年的-15m沖刷至-30m，深槽不斷沖刷變深，岸坡不斷沖刷變陡，如圖7所示。

圖7 蕪湖河段大拐段歷年河床斷面變化圖

5 局部河床演變分析

本次采用大拐崩岸區(qū)2011年11月，2013年12月及2016年10月的1∶2000近岸水下測圖進行分析比較。

(1)84+900～86+000段為湯溝碼頭下，近期因水流頂沖點下移，該段河床沖淤交替，變化不大，岸坡較穩(wěn)定。

(2)86+000～89+000段水下存在-25m深槽和-35m沖刷坑，為2004～2005年水流強烈頂沖部位。-25m深槽尾部下延左擺近岸，變化不大。從斷面變化圖看，該段河床沖淤交替，變化不大，岸坡較穩(wěn)定。岸坡平均坡度1∶3～1∶4，局部陡坡1∶2左右。

(3)89+000～91+000段現(xiàn)為大拐上段水流頂沖部位，水下存在-25m沖刷坑，岸坡以沖刷為主，深槽部位河床豎向沖刷下切，且向近岸移動15～20m，平均坡度1∶3左右，局部陡坡1∶1.3～1∶2.5之間。

(4)91+000～93+000段現(xiàn)為水流貼岸沖刷部位，水下存在-25m深槽，河床岸坡變化不大。岸坡平均坡度1∶2.6～1∶3.7，局部坡度在1∶1.8左右。

(5)93+000～97+000段現(xiàn)為大拐下段水流頂沖部位，水下-25m深槽貫通，且存在-35m沖刷坑。該段河床豎向沖刷下切2～4m，深槽向近岸移動10～25m，岸坡沖刷后退10～20m。岸坡平均坡度1∶3～1∶5，局部坡度在1∶2左右。本段2009年曾發(fā)生強烈崩岸，應(yīng)重點觀測分析。

(6)97+000～99+000段為大拐末端，水流逐漸向右岸過渡，近期因上游水流頂沖點下移，本段-20～-25m深槽向近岸移動100m，深槽刷深2～5m，平均坡度1∶3左右，如圖8所示。

圖8 大拐段近岸河床典型斷面變化圖

6 河道演變趨勢

歷史上大拐段河道變化較大且較頻繁，經(jīng)河道整治及護岸工程的實施，總體河勢趨于穩(wěn)定，但局部河床仍可能發(fā)生劇烈變化。

蕪湖河段進口段江中沙洲沖淤頻繁，呈周期性演變狀況。左岸大拐段已實施護岸工程，岸坡總體穩(wěn)定，但因橫向沖刷后退受阻，河床將向縱深向發(fā)展，深槽將會沖刷變深，岸坡將會沖刷變陡，將導(dǎo)致局部水流頂沖、防護薄弱部位失穩(wěn)崩塌。該段近期仍將維持水流貼岸沖刷態(tài)勢，須加強大拐段河岸監(jiān)測分析，必要時采取護岸加固工程措施。

7 結(jié)語

大拐崩岸段為蕪湖河段重要河勢控導(dǎo)部位。經(jīng)過多年治理，大拐段總體河勢基本穩(wěn)定，但局部河床仍有劇烈變化。建議對大拐崩岸段進行系統(tǒng)治理，并加強觀測分析。

近年來長江安徽段大拐、新大圩、長沙洲、桂家壩、天然洲、金河口等多處發(fā)生較大的崩岸險情，威脅防洪安全及河勢穩(wěn)定。本文僅從河道演變角度對大拐崩岸段進行了分析，但崩岸發(fā)生還與上游來水來沙變化、岸坡土質(zhì)構(gòu)成、河道地形條件等多重因素有關(guān)，長江河道治理仍然面臨許多問題與挑戰(zhàn)。今后需要進一步加強崩岸機理研究，為長江河道治理提供堅實保障。