長江下游澄通河段九龍港節(jié)點(diǎn)控制作用變化趨向研究

欒華龍 余文疇

摘要：長江下游澄通河段洲灘、漢道河勢格局復(fù)雜，九龍港人工節(jié)點(diǎn)具有承上啟下作用，對于穩(wěn)定該河段河勢起著重要作用。近期受上游水流條件及河勢變化的影響，民主沙右側(cè)灘岸沖刷后退，如皋中漢出流變化引起左側(cè)邊灘沖刷，九龍港節(jié)點(diǎn)段頂沖點(diǎn)下移，進(jìn)而影響通州沙東水道進(jìn)流條件。九龍港節(jié)點(diǎn)對下游河勢的控制作用呈趨弱態(tài)勢。基于此，提出了九龍港節(jié)點(diǎn)河勢控制建議：盡快實(shí)施民主沙灘岸守護(hù)工程形成彎段控制頂沖點(diǎn)下移，重點(diǎn)是實(shí)施尾灘強(qiáng)化固灘;實(shí)施九龍港節(jié)點(diǎn)整治工程，從而恢復(fù)并加強(qiáng)九龍港節(jié)點(diǎn)的控制作用。

關(guān)鍵詞：河道演變，節(jié)點(diǎn)控制，灘岸沖刷，九龍港節(jié)點(diǎn)，澄通河段，長江下游

中圖法分類號：TV147文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.enki.slsdkb.2020.02.005

澄通河段地處長江下游近河口段，上起江陰鵝鼻嘴，下訖常熟徐六涇，河道全長96.8km，由福姜沙汊道、如皋沙群段及通州沙汊道組成（見圖1）。其中，護(hù)漕港至十三圩港為多分汊的如皋沙群段，河道內(nèi)沙洲羅列，水流分散，目前分布有雙澗沙、民主沙、長青沙、泓北沙及橫港沙，河段進(jìn)出口江寬約6km，中間最寬處達(dá)10km。雙澗沙及民主沙將河道分為如皋中汊及如皋右汊，兩股水流匯合后進(jìn)人瀏海沙水道下段。瀏海沙水道下段左側(cè)為水下已連為一體的長青沙、泓北沙及橫港沙，三沙與北岸之間為上口已基本淤塞、漲潮流占優(yōu)勢的天生港水道。

九龍港節(jié)點(diǎn)是如皋中汊與瀏海沙水道兩汊道水流交匯頂沖九龍港一帶、在護(hù)岸工程的控制下形成的人工節(jié)點(diǎn)，繼而隨著水流頂沖下移和護(hù)岸工程向下游延伸而形成的節(jié)點(diǎn)束窄段。多年來，該節(jié)點(diǎn)束窄段發(fā)揮著穩(wěn)定通州沙東西水道分流態(tài)勢的作用。然而，近年來隨著上游水流條件及河勢變化，九龍港節(jié)點(diǎn)的控制作用呈減弱態(tài)勢，并可能對通州沙汊道段灘槽格局產(chǎn)生自上而下的影響，威脅澄通河段河勢的穩(wěn)定。如不及時加以控制，勢必會對岸線及洲灘穩(wěn)定、航道條件、港口運(yùn)行以及沿江社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

1 如皋右汊近期灘槽演變特點(diǎn)

1.1 雙澗沙、民主沙右緣灘岸崩退與持續(xù)下移

雙澗沙與民主沙基本連成一片后構(gòu)成如皋右汊（瀏海沙水道）左邊界。以往，由福中水道和福姜沙右汊交匯后的落潮流先擺向左側(cè)雙澗沙（右側(cè)為護(hù)漕港邊灘），然后再向右岸過渡，直至九龍港節(jié)點(diǎn)束窄段。但近期如皋右汊中下段雙澗沙、民主沙右緣岸灘受沖后退，深槽向左彎造成主流頂沖下移。1997-2001年，如皋右汊主流開始左擺，雙澗沙右緣中下段低灘沖刷變陡;2001-2011年沖刷范圍沿沙體向下游延伸至沙尾，局部最大沖深超過12m，民主沙右緣-10m和-15m等高線分別后退270m和560m（見圖2（a））;2011-2016年期間，岸灘沖刷速率加快，主要沖刷部位為雙澗沙中部至民主沙中部，最大沖深超過12m，民主沙沙尾淺灘被切沖散（見圖2（b））。

1.2 護(hù)漕港邊緣由淤積轉(zhuǎn)為沖刷

受上游福中水道主流右擺的影響，瀏海沙水道進(jìn)口段-15m深槽明顯呈右擺趨勢，主流明顯有所右移，護(hù)漕港邊灘上段由淤積轉(zhuǎn)為沖刷。2001-2011年護(hù)漕港附近邊灘-10m等高線沖刷后退380m;2011-2016年護(hù)漕港邊灘沖刷持續(xù)，-10m和15m等高線分別沖刷后退約90m和200m。

1.3 段山港以下邊灘沙嘴延伸，沿岸槽變?yōu)榈固?/p>

隨著護(hù)漕港邊灘的沖刷后退，其下段至段山港-5m和-10m潛邊灘在2001-2011年向江中淤寬，2011-2016年潛邊灘持續(xù)淤積展寬，邊灘沙嘴向下游延伸，段山港至渡涇港之間沿岸槽演變?yōu)榈固住?/p>

如皋右汊是澄通河段近期河勢變化最大的部位，灘槽易位是該水道河勢變化的顯著特點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，受福姜沙右汊出口彎曲水流和雙澗沙水道雙重影響，進(jìn)入如皋右汊的落潮流先向左彎曲，同時形成護(hù)漕港邊灘，再過渡到右岸段山港以下，水流頂沖點(diǎn)在老海壩一帶，使該汊右岸遭受嚴(yán)重沖刷，崩岸線長達(dá)14km，形成向右微彎的凹岸形態(tài)，于是興建了長達(dá)10余千米、以丁壩組群為主要型式的保灘護(hù)岸工程。隨著雙澗沙水道的萎縮，即一股自左向右進(jìn)入右汊的落潮流不斷減弱，由左向右過渡的水流頂沖點(diǎn)下移，段山港原-10m沙嘴及其岸之間的倒套也隨之下移，1983年沙嘴在段山港口門下游側(cè)，1993年、1997年、2001年陸續(xù)下移至渡涇港上游約0.5km，渡涇港下游2.1km和3.3km。上述邊灘沙嘴下移與相對應(yīng)的雙澗沙和民主沙的灘岸變化并不完全同步，民主沙一側(cè)-20m深槽的下移稍滯后于右側(cè)-10m潛邊灘和沙嘴的下移。從如皋右汊中段（民主沙頭部）和中下段（民主沙直至沙尾）的斷面沖淤變化可以看出，在2001年之前，因受到上段彎道（護(hù)漕港邊灘對岸）掩護(hù)，左側(cè)中段河岸尚處于淤積態(tài)勢，但在2001年以后灘體則顯著沖刷后退;中下段變化較復(fù)雜，但也看出水流存在左偏的趨勢，只是水流頂沖還未下移至洲尾，該段仍為過渡段部位，到2014年-20m深槽才接近洲尾。以上分析表明，2001年是該段河道演變的轉(zhuǎn)折年。此外，自2001年開始護(hù)漕港邊灘由淤積轉(zhuǎn)為沖刷，而對岸則由沖刷轉(zhuǎn)為淤積，如皋右汊灘槽易位，原有一定約束水流的護(hù)漕港邊灘上端產(chǎn)生了新的沖刷，邊灘沖刷向下游發(fā)展，使該段水流有取直的趨勢，造成原頂沖老海壩的頂沖點(diǎn)下移到九龍港以下，給下游河勢帶來新的問題。

2 九龍港節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性分析

2.1 影響九龍港節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定的因素

福中水道與福姜沙右汊交匯水流形成護(hù)漕港邊灘以來，自護(hù)漕港邊灘開始形成局部向左凹的河勢條件。此后，瀏海沙水道的河勢就遵循“緩慢向左彎-向下游發(fā)展-向右岸過渡”的趨向，2001年自左向右過渡至太字圩港，2011年和2014年過渡段逐漸下移至渡涇港，水流頂沖點(diǎn)也隨之下移至九龍港和九龍港以下。護(hù)漕港邊灘斷面20世紀(jì)70-80年代至2001年都是雙澗沙一側(cè)崩岸后退同時雙澗沙灘面淤高，2001-2011年則相反，右側(cè)邊灘受沖刷，說明2001年是轉(zhuǎn)折年;太字圩港斷面2001-2018年左岸大幅沖刷，右岸邊灘至2016年為大幅淤積，2016-2018年受護(hù)漕港潛邊灘下移影響近岸有沖有淤（見圖3）;渡涇港斷面是過渡段的形態(tài)，變化較為復(fù)雜，但其-5m以下的近岸潛心灘受到明顯沖刷，表明彎道自上而下移動基本上已經(jīng)到達(dá)民主沙尾（見圖3）。

20世紀(jì)70年代，如皋中汊分流比非常?。?979年僅為9.6%），出口水流傍靠民主沙10m尾灘。隨著如皋中汊分流比增大，自1993年開始，一干河斷面右岸均受到中汊分流和近期瀏海沙水道頂沖下移的影響，自2001年以來，其左岸-5m以下邊灘一直呈單向沖刷后退之勢，2018年斷面深槽最深點(diǎn)高程沖深至-45m（見圖3）。

整個如皋右汊河勢的發(fā)展均有水流頂沖下移的趨向。①護(hù)漕港邊灘上段受到?jīng)_刷，邊灘約束水流作用變?nèi)?②雙澗沙、民主沙微彎段水流頂沖下移，水流向下游相對趨直;③過渡至右岸的水流頂沖點(diǎn)下移，致使節(jié)點(diǎn)控制作用減弱;加之如皋中汊的出流使節(jié)點(diǎn)對岸邊灘受到顯著沖刷，也導(dǎo)致九龍港節(jié)點(diǎn)控制作用減弱。

2.2 九龍港節(jié)點(diǎn)段近期河床沖淤變化

20世紀(jì)80年代以來，九龍港節(jié)點(diǎn)段近岸河槽不斷刷深，前沿由-30m發(fā)展成-50m的貫通深潭，多處出現(xiàn)-60m深潭，如1983年南岸九龍港附近出現(xiàn)了-50m深潭，1993年出現(xiàn)了-55m深潭，1997年出現(xiàn)了-60m深潭，但深潭平面位置基本處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，2013年7月深槽刷深到-71.4m，2014年實(shí)施老海壩節(jié)點(diǎn)綜合整治工程，2016年近岸深槽最深點(diǎn)高程為-61.7m，右側(cè)近岸淤積岸深槽有所回淤，岸坡變緩。

20世紀(jì)80-90年代，九龍港節(jié)點(diǎn)險(xiǎn)工段一直處于深泓近岸、坡陡流急的沖刷狀態(tài)。2001年之前，右岸深槽沖刷，左側(cè)凸岸-10m以下淤積，-10m以上沖刷;2001年以后則是右側(cè)深槽淤積，左側(cè)凸岸0m以下至槽部-35m均沖刷。這說明節(jié)點(diǎn)段水流向左側(cè)灘部轉(zhuǎn)移，河槽約束作用有所減弱。九龍港節(jié)點(diǎn)下游的十一圩斷面2001年前深槽不斷沖深，右側(cè)岸坡變陡，左側(cè)凸岸-15m以上灘部淤積;2001-2011年右側(cè)深泓有所外移，近岸深槽有所淤高，而左側(cè)凸岸-15m以下大幅沖刷，-10m以上變化不大;2011-2014年深槽進(jìn)一步?jīng)_深外移，凸岸淤積形成潛邊灘，-20m以下深槽變得窄深，可見原九龍港段的頂沖點(diǎn)已下移至十一圩附近。

2.3 九龍港節(jié)點(diǎn)河床演變與通州沙汊道河勢的關(guān)系

（1）以往九龍港節(jié)點(diǎn)對下游河勢的控制作用。澄通河段總體河勢為張家港一南通段向北凸出，九龍港附近略向南凹進(jìn)。隨著九龍港岸段護(hù)岸控制工程的加強(qiáng)，九龍港以下沿岸建有沙鋼多座碼頭，十二圩附近建有沙洲電廠，加上對岸泓北沙圈圍工程的束水控制作用，該段逐漸向人工節(jié)點(diǎn)的方向發(fā)展。多年來，該節(jié)點(diǎn)束窄段發(fā)揮著穩(wěn)定通州沙東西水道分流態(tài)勢的作用。

（2）與通州沙銜接段近期河床沖淤變化。九龍港節(jié)點(diǎn)段與通州沙汊道之間的銜接段河勢變化復(fù)雜。十三圩港斷面顯示左岸-15m以上邊灘淤積，-15m以下河道則明顯沖刷下切，上游沖刷下泄的泥沙在此形成潛心灘，斷面右側(cè)-10m以上岸灘變化不大，-10m以下則有所沖刷后退（見圖3）。該銜接段河槽主流右擺，這與九龍港節(jié)點(diǎn)頂沖點(diǎn)下移密切相關(guān)，并對通州沙東、西水道進(jìn)流條件產(chǎn)生影響。

（3）通州沙東水道進(jìn)口段河勢變化。由于九龍港節(jié)點(diǎn)段頂沖下移，通州沙東水道進(jìn)口段主流有所右擺，深槽部位大幅度淤淺，橫港沙外側(cè)、九龍港對岸的深槽最深點(diǎn)從2001年的-67m淤淺至2011年的-32m，-30m等高線以下面積減小85%，任港附近的深槽最深點(diǎn)從2001年的-52m淤淺至-42m。2001年通州沙東水道進(jìn)口段靠左岸的-20m深槽與上游-20m深槽首尾稍有交錯，之后進(jìn)口段深槽頭部繼續(xù)右移。2011年上、下深槽首尾明顯交錯，到2016年形成了左、右-20m槽中間夾-15m沙埂的形態(tài)。水流右擺使左深槽大幅淤淺而原潛心灘和右潛邊灘均大幅沖刷。通呂運(yùn)河口附近斷面左深槽淤積的同時，2001年右側(cè)-10m潛心灘到2014年已被沖刷成-17～-18m深槽。

總之，九龍港節(jié)點(diǎn)頂沖點(diǎn)下移影響通州沙東水道進(jìn)流條件，引起下游河勢變化，表明九龍港節(jié)點(diǎn)對下游河勢的控制作用呈趨弱態(tài)勢。

3 九龍港節(jié)點(diǎn)河勢控制建議

3.1 瀏海沙水道民主沙灘岸守護(hù)和尾灘固灘

（1）實(shí)施民主沙灘岸守護(hù)工程形成彎段控制頂沖下移是當(dāng)務(wù)之急。九龍港節(jié)點(diǎn)段頂沖點(diǎn)下移是節(jié)點(diǎn)控制作用減弱的主要表現(xiàn)，其原因?yàn)槿绺抻毅獾内呏卑l(fā)展和如皋中汊出流條件的變化，而主要與民主沙右緣灘岸沖刷及頂沖點(diǎn)下移密切相關(guān)。因此，當(dāng)務(wù)之急是對民主沙洲灘下段進(jìn)行守護(hù)，首先控制下游末端的繼續(xù)沖刷下移，再自下而上逐段實(shí)施守護(hù)，在民主沙頭及其以上附近的雙澗沙洲灘作適當(dāng)后退，形成具有進(jìn)一步彎曲形態(tài)的灘岸段，從而有效地控制頂沖的下移和向右岸的過渡。

（2）尾灘強(qiáng)化固灘是重中之重。如果如皋右汊護(hù)漕港邊灘以下向左凹進(jìn)的微彎深槽頂沖下移進(jìn)一步趨直發(fā)展，不僅會給右岸段山港直至海螺碼頭的岸線利用帶來麻煩，而且頂沖下移切開民主沙尾15m沙嘴、形成潛心灘南移，將對海螺碼頭以下岸線利用造成更不利的影響，對下游河勢影響更大。民主沙尾潛邊灘沙嘴的存在有利于維護(hù)現(xiàn)有的河勢，抑制右岸的岸線利用朝困難的趨向發(fā)展。尾灘狹頸部位切割成為潛心灘，使局部河勢更為復(fù)雜。因此，實(shí)施民主沙尾灘強(qiáng)化固灘工程是重中之重。

3.2 實(shí)施九龍港節(jié)點(diǎn)段整治工程

九龍港節(jié)點(diǎn)是如皋沙群段和通州沙汊道進(jìn)口段之間的銜接段，在河勢控制中具有重要作用，不僅控制如皋沙群段洲灘的下移，又為通州沙汊道提供了相對穩(wěn)定的進(jìn)口條件。但根據(jù)近期該河段河勢演變分析成果，隨著如皋右汊左移且頂沖下移和如皋中汊的發(fā)展與出口水流順直下移，兩汊匯流點(diǎn)相應(yīng)下移，節(jié)點(diǎn)處深槽也相應(yīng)下移;節(jié)點(diǎn)段對岸洲體岸灘受到?jīng)_刷，沿左側(cè)已形成一個副槽。這二者變化使九龍港節(jié)點(diǎn)的控制作用不斷減弱。原來由節(jié)點(diǎn)向通州沙左汊過渡后的河勢右靠，出現(xiàn)東水道左深槽發(fā)生淤積、右側(cè)洲灘發(fā)生沖刷、中間出現(xiàn)沙埂的不利態(tài)勢，估計(jì)這種發(fā)展勢頭還將持續(xù)。如果這一趨勢得不到遏制，河勢將進(jìn)一步朝不利方向發(fā)展，對通州沙東水道上段的穩(wěn)定、左岸南通岸線利用和通州沙洲體穩(wěn)定都會造成不利影響。

因此，需采取措施遏止九龍港節(jié)點(diǎn)控制作用的弱化趨勢，恢復(fù)并加強(qiáng)其控制作用，建議：①由于九龍港險(xiǎn)工段堤外為窄灘甚至無灘，岸坡陡峻，水深流急，需繼續(xù)加固九龍港（險(xiǎn)工）上下段的護(hù)岸工程;②對九龍港對岸長青沙洲灘（含中汊出口）沖刷崩退段實(shí)施保灘護(hù)岸工程。

4 結(jié)語

近年來，受瀏海沙水道頂沖下移，雙澗沙、民主沙右側(cè)灘岸沖刷后退以及長青沙西南角岸線后退的綜合影響，九龍港節(jié)點(diǎn)段頂沖點(diǎn)進(jìn)一步下移，這一變化使通州沙汊道進(jìn)口段水流可能整體向右偏移，其結(jié)果是東水道上段水流右擺、左側(cè)近岸深槽產(chǎn)生淤積、右側(cè)沖刷，通州沙灘面過流增強(qiáng)、串溝有所發(fā)展，以及西水道沖刷發(fā)展、分流比有所增大。為有效抑制九龍港節(jié)點(diǎn)控制作用，減弱對河勢的影響，實(shí)施民主沙灘岸守護(hù)工程，形成彎段、控制頂沖下移是當(dāng)務(wù)之急，重點(diǎn)是實(shí)施尾灘強(qiáng)化固灘;同時實(shí)施九龍港節(jié)點(diǎn)整治工程，繼續(xù)加固其上下段護(hù)岸工程，實(shí)施九龍港對岸長青沙保灘護(hù)岸工程。