長(zhǎng)江馬鞍山河道演變影響因素分析

劉星童 徐一民 渠庚

摘 要：長(zhǎng)江馬鞍山河段位于安徽省境內(nèi)，河床沖淤、灘槽變形和河岸崩塌對(duì)兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了不可忽視的影響，筆者通過(guò)近70多年來(lái)的資料分析長(zhǎng)江馬鞍山河道深泓、邊灘深槽、分流分沙比等特性，在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，歸納河道演變規(guī)律及其影響因素，探索長(zhǎng)江馬鞍山河段演變機(jī)理，為河道研究和工程治理提供理論參考。

關(guān)鍵詞：馬鞍山河段;邊灘深槽;演變規(guī)律;影響因素

1 河道概況

馬鞍山河段上承蕪湖河段，下接南京河段，為長(zhǎng)江中下游重點(diǎn)河段之一，系兩端束窄中間展寬順直分汊型河道，全長(zhǎng)36km。河道進(jìn)口受東、西梁山節(jié)點(diǎn)控制，河寬1.1km，出口受慈姆山、斗山節(jié)點(diǎn)約束，河寬2km，中間最大河寬達(dá)8km[1]。江中沙洲羅列，將河道依次劃分為江心洲汊道和小黃洲汊道。目前江心洲左汊、小黃洲右汊為主汊，分流比分別為90%、70%左右。主流由江心洲左汊經(jīng)小黃洲頭過(guò)渡到小黃洲右汊，過(guò)渡段長(zhǎng)約3km，從左至右河道急劇轉(zhuǎn)折，近90度急彎。

2河道演變規(guī)律

2.1 深泓變化

江心洲右汊因分流比較小，槽灘深泓相對(duì)穩(wěn)定，左汊順直寬淺，汊道內(nèi)深泓擺動(dòng)頻繁。左汊左岸牛屯河附近及江心洲左緣中下段附近分別有邊灘或沙洲依附，形成上、下兩個(gè)過(guò)渡段。20世紀(jì)50年代未，深泓線居中偏左進(jìn)入江心洲左汊，從姆下河開(kāi)始偏右居中進(jìn)入小黃洲汊道分流區(qū)，60～70 年代隨著河段進(jìn)口段主泓左移，太陽(yáng)河～新河口邊灘和小黃洲頭的沖刷崩退，金河口邊灘大幅淤長(zhǎng)，小黃洲分流點(diǎn)右擺;1981～1998 年河段進(jìn)口深泓右移，江心洲左汊上段深泓由左向右擺動(dòng)300～1200m，水流頂沖彭興洲頭～江心洲左緣中上段，并導(dǎo)致上、下過(guò)渡段的下移、小黃洲左汊口門(mén)的沖刷及發(fā)展，以及江心洲左緣下段邊灘及沙洲淤積體沖刷;1998～2012 年進(jìn)口處主流線略有左移，江心洲左汊上段主流仍頂沖彭興洲頭～江心洲左緣中上段，彭興洲頭至馬鞍山大橋10km 范圍內(nèi)深泓右移100～200m，最大右移約 320 余 m，伴隨馬鞍山大橋以下至太陽(yáng)河口段過(guò)渡段下移，其左岸著流點(diǎn)下移約 2000 余 m，太陽(yáng)河口至王豐溝段深泓線略有左移10～50m，最大左移幅度為 120 余 m;2012～2016 年進(jìn)口段深泓線基本穩(wěn)定，江心洲左汊上段彭興洲頭處頂點(diǎn)下移300m，彭興洲頭～江心洲頭段深泓略有右移約 30～70m，馬鞍山大橋至太陽(yáng)河口過(guò)渡段繼續(xù)下移，左岸頂沖點(diǎn)下移約 550m，小黃洲左右汊分流點(diǎn)下移約250m，并左移約30m左右。

上世紀(jì)60年代小黃洲頭大幅度崩退，過(guò)渡下移達(dá) 3km，1970年前后小實(shí)施護(hù)岸工程后，小黃洲頭崩退得以遏制，1976年后過(guò)渡段除個(gè)別年份略有擺動(dòng)外，總體上變化不大，其中，1976～1993 年過(guò)渡段深泓相對(duì)穩(wěn)定，1993～1998 年過(guò)渡段深泓線下移5～60m，1998～2012 年過(guò)渡段中段深泓下移10～30m。伴隨小黃洲頭過(guò)渡段變化，小黃洲左汊口門(mén)深泓逐年右移，1981～1998年小黃洲頭左緣側(cè)主流頂沖點(diǎn)下移約1700m，由小黃洲頭左緣過(guò)渡到左岸的頂沖點(diǎn)也同步逐年下移，大黃洲邊灘岸線受沖后退和小黃洲尾部淤長(zhǎng)，大黃洲附近深泓左擺約1100m;1998～2001年小黃洲左汊口門(mén)的深泓左移20～70m，大黃洲中下段左移幅度達(dá)50～130m;2001～2012年大黃洲中下段深泓左移20～80m，幅度有所減小。小黃洲右汊人工磯頭以上深泓1976～1981年左移100～500m，1981～2001年變化不大，2001～2012 年左移100～200m。人工磯頭以下深泓1981年、1986 年間由右岸人工磯頭過(guò)渡至小黃洲尾，1993年以后，右汊出口深泓大幅右擺，由貼小黃洲尾變?yōu)橘N右岸馬鞍山港區(qū)下行。

2.2灘槽聯(lián)動(dòng)變化

江心洲左汊順直寬淺，隨著主流的擺動(dòng)，其間邊灘和深槽順流下移，洲灘運(yùn)動(dòng)頻繁。1983～1992年間，受1983年大洪水作用，江心洲左漢牛屯河邊灘灘尾淤積下延，而灘右邊緣沖刷后退，與此同時(shí)彭興洲頭至何家洲尾全線發(fā)生沖刷后退。此后隨著左漢進(jìn)口深泓的進(jìn)一步右擺，彭興洲頭繼續(xù)沖退，左岸牛屯河邊灘開(kāi)始淤展下延，上過(guò)渡段-10m槽斷開(kāi)。上、下過(guò)渡段之間的河道中心灘形成并逐年淤長(zhǎng)下移，何家洲邊灘淤積抬高。受心灘和邊灘的擠壓作用，下過(guò)渡段主流頂沖小黃洲頭之勢(shì)有所加強(qiáng)，小黃洲左漢開(kāi)始沖刷發(fā)展。1993～1999年間，牛屯河邊灘繼續(xù)大幅度淤長(zhǎng)并逐年下延，受1995、1996、1998、1999年大水的塑造，牛屯河邊灘尾部下延至姥下河附近，左汊深泓進(jìn)步?jīng)_深，何家洲外側(cè)的心灘大幅度淤長(zhǎng)成型。2000～2008年間，左岸牛屯河邊灘淤長(zhǎng)下移，太陽(yáng)河以下深泓基本穩(wěn)定。心灘已經(jīng)發(fā)育得相對(duì)完整。江心洲至何家洲左緣雖有沖退，但幅度較小，基本穩(wěn)定。2009年以來(lái)，彭興洲頭～江心洲左緣岸線繼續(xù)沖刷，彭興洲頭～江心洲左緣水下岸坡坡度變陡，牛屯河邊灘淤積下延，主流過(guò)渡段明顯右擺下移，心灘頭部沖刷崩退幅度較大，心灘至下何家洲與江心洲之間夾槽近期沖刷幅度較大。

隨著江心洲汊道段主流擺動(dòng)至左岸王豐溝一帶貼岸下行，小黃洲左汊進(jìn)流條件改善，該汊道沖刷發(fā)展。1981年小黃洲左漢內(nèi)上下游-10m槽相距5km，1986年小黃洲左汊內(nèi)上下-10m槽相距僅500m，1998年小黃洲左漢-10m線已貫通。2006年以來(lái)，小黃洲左汊河道繼續(xù)沖深，斷面向窄深方向發(fā)展。

2.3 分流分沙格局變化

江心洲汊道主、支汊格局穩(wěn)定。左汊為主汊，右汊是支汊?？傮w看，近幾十年來(lái)，江心洲右汊的分流比基本穩(wěn)定在 8～12%，分沙比基本上穩(wěn)定在 7～9%，分流比大于分沙比，有利于該支汊的穩(wěn)定。

小黃洲右汊多年來(lái)一直保持主汊的地位，左汊經(jīng)歷了從衰退到持續(xù)發(fā)展的過(guò)程。實(shí)測(cè)的資料表明：自1959～1981年小黃洲左汊分流比約為6.4%～16%，1981年后小黃洲左汊分流比、分沙比逐漸增大，其中1981～1998年發(fā)展速度較快，由1981年的13%增至1998年的23.6%，以后發(fā)展速度趨緩，2006年8月實(shí)測(cè)小黃洲左汊分流比為23.2%，2012年5月實(shí)測(cè)小黃洲左汊分流比為26.8%，2016年9月小黃洲左汊分流比增至31.4%，較2012年 26.9%增加約4.5%。

3河道演變影響因素

經(jīng)分析，近年來(lái)影響馬鞍山河段河床演變的主要因素有如下幾個(gè)方面。

3.1上游河勢(shì)的影響

上游蕪裕河段匯流區(qū)與馬鞍山河段分流區(qū)過(guò)渡段較短，河床控制理流作用較小，上游河勢(shì)的變化直接影響著本河段河勢(shì)變化。近年來(lái)，上游河段陳家洲汊道內(nèi)洲體有一定的變化，但左右兩汊的分流比變化不大，隨著上游河段護(hù)岸工程實(shí)施，陳家洲右汊主流走向基本穩(wěn)定， 為馬鞍山河段進(jìn)流穩(wěn)定創(chuàng)造了條件[2]。

3.2來(lái)水來(lái)沙條件的影響

大水年份水流造床作用劇烈，河道演變進(jìn)程加快，小水小沙年河道形態(tài)較穩(wěn)定[3]，如1983年、1998年江心洲左汊變化明顯，近期江心洲左汊牛屯河邊灘灘尾淤積下延，心灘、下何家洲頭部沖刷崩退，心灘灘體下移與下何家洲連為一體;下何家洲與江心洲尾之間的夾槽沖刷發(fā)展，分流比由2015年17.74%增大至2016年24.63%;小黃洲左汊沖刷發(fā)展，分流比由2015年31.87%增大到2016年32.86%。

3.3河床平面形態(tài)的影響

江心洲左汊河道順直，洪水河寬近2km，這為汊道內(nèi)主流的擺動(dòng)及洲灘的運(yùn)動(dòng)提供了空間，江心洲左汊主流的擺動(dòng)伴隨著灘槽的變化。江心洲右汊河寬較窄且河道彎曲，該汊道分流及主流擺動(dòng)均有限，江心洲右汊沖淤變幅較小。

3.4上下游灘群的相互影響

彭興洲頭～江心洲左緣的崩退、深泓微彎為牛屯河邊灘的發(fā)育創(chuàng)造了條件;心灘、下何家洲隨著牛屯河邊灘灘尾的淤長(zhǎng)下延，洲頭沖刷、洲體下移，二者的演變是相呼應(yīng)的。

心灘灘頭的沖刷導(dǎo)致江心洲左汊主流過(guò)渡段下移，主流頂沖小黃洲洲頭，使得小黃洲頭及其左、右緣沖刷崩退，同時(shí)下何家洲尾也淤長(zhǎng)下延;小黃洲洲頭護(hù)岸工程實(shí)施并穩(wěn)定后，小黃洲頭崩退幅度減小，同時(shí)也在一定程度上減緩了下何家洲尾的淤長(zhǎng)以及江心洲左汊過(guò)渡段的下移。

小黃洲尾與大黃洲邊灘的演變存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系：小黃洲洲尾隨著大黃洲的崩退而淤長(zhǎng)下延，大黃洲護(hù)岸工程實(shí)施后，小黃洲洲尾淤長(zhǎng)速度趨緩。

3.5 三峽工程對(duì)本河段的影響

據(jù)馬鞍山河段上游186km處大通水文站資料分析，三峽水庫(kù)運(yùn)用后清水下泄、流量坦化特點(diǎn)十分明顯，水流含沙量減少66.2%，1-3月流量增加14-17%，7-11月流量減少9-21%。河段大流量出現(xiàn)的機(jī)率減小，隨著來(lái)沙量減小，河段內(nèi)泥沙輸移幅度較大，洲灘演變目前主要表現(xiàn)為一種持續(xù)性、單向性的變化，如主槽沖刷、牛屯河邊灘持續(xù)淤積下延等[4]。

3.6 其他人類活動(dòng)的影響

人類活動(dòng)對(duì)河段演變的影響主要表現(xiàn)在：護(hù)岸工程、河道整治、 航道整治工程改變了河床邊界條件，約束了主流走勢(shì)，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定起著重要的作用;同時(shí)，人為大量過(guò)度采砂，會(huì)影響水流的運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起河床的變化。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)馬鞍山河道演變影響因素的分析，筆者認(rèn)為，在上游蕪裕河段河勢(shì)不發(fā)生大的變化情況下，馬鞍山河段江心洲左汊將按照已有的演變規(guī)律進(jìn)行變化，即在主流的上、下過(guò)渡段不斷下移的過(guò)程中，灘、槽亦不斷下移，當(dāng)完成一個(gè)演變周期后，主流的上、下過(guò)渡段大幅度上提，并開(kāi)始新的一輪演變過(guò)程。在大水年，受水流強(qiáng)烈的造床作用，其演變速度加快，周期縮短。護(hù)岸工程改變了河床邊界條件，增強(qiáng)河岸抗沖能力，對(duì)減慢主流的上、下過(guò)渡段下移速度有一定作用。近期，江心洲左汊深槽仍沖刷下切，何家洲與江心洲汊道沖刷發(fā)展，小黃洲左汊口門(mén)沖刷擴(kuò)大，左汊分流比增加，如果不扼制小黃洲左汊的發(fā)展，右汊將會(huì)衰退，不利于右岸馬鞍山港正常運(yùn)行，應(yīng)加快以小黃洲左汊口門(mén)守護(hù)為重點(diǎn)的河道整治工程實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃金堂.長(zhǎng)江馬鞍山分汊河段河勢(shì)控制工程[C].長(zhǎng)江中下游河道整治和管理經(jīng)驗(yàn)論文集（下冊(cè)）武漢： 水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)， 1993：312.

[2]唐金武，由星瑩，侯衛(wèi)國(guó)，王羅斌.長(zhǎng)江下游馬鞍山河段演變趨勢(shì)分析[J].泥沙研究，2015（01）：30-35.

[3]欒華龍，劉同宦，黃衛(wèi)東.水沙條件變化下長(zhǎng)江下游典型江心洲汊道形態(tài)演變及趨勢(shì)[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2018，35（11）：7-12.

[4]余文疇.長(zhǎng)江河道探索與思考[M].第1版. 北京： 中國(guó)水利水電出版社，2017. 361-362.