長江中游荊江門至城陵磯河段治理效果分析及河勢控制建議

姚啟明，周星安

（岳陽市長江修防中心，湖南 岳陽 414000）

前 言

荊江門至城陵磯河段位于長江中游下荊江尾閭，上起荊江門，下訖洞庭湖出口城陵磯江湖交匯處，屬典型蜿蜒型河道。該河道迂回曲折44.66 km[1]，其中湖南境內(nèi)30.16 km，湖北境內(nèi)14.50 km，由湖南境內(nèi)荊江門、熊家洲、七弓嶺和湖北境內(nèi)觀音閣四個反向河彎組成（見圖1）。歷史上該段河道變遷頻繁，沿江經(jīng)常發(fā)生崩岸，有“三十年河?xùn)|，四十年河西”之說。荊江門至城陵磯河段河勢控制護(hù)岸工程始于1983 年，經(jīng)過系統(tǒng)治理，總體河勢趨于穩(wěn)定。

2003 年三峽水庫蓄水運(yùn)用后，徑流水沙條件發(fā)生變化，該河段河槽沖刷嚴(yán)重，河勢發(fā)生了較大調(diào)整；隨著三峽工程的持續(xù)運(yùn)行以及上游一系列控制性水庫陸續(xù)蓄水運(yùn)用，其對該河段的河勢變化影響程度愈來愈大。2016 年湖南省三峽后續(xù)工作長江中下游影響處理河道整治工程（以下簡稱“三峽后續(xù)工程”）開始實(shí)施，2019 年12 月主體工程完工，三峽后續(xù)工程實(shí)施避免了河道崩岸引起的河勢調(diào)整，維護(hù)河勢和岸坡穩(wěn)定，保證堤防安全，并為河道的進(jìn)一步系統(tǒng)治理打下基礎(chǔ)。

1 三峽后續(xù)工程實(shí)施背景

三峽水庫蓄水運(yùn)行后，為妥善處理對長江中下游帶來的不利影響，避免清水下泄造成長江中下游河勢發(fā)生較大變化，繼續(xù)發(fā)揮已有護(hù)岸工程對河勢控制作用。同時，針對三峽水庫蓄水以來已經(jīng)出現(xiàn)的和今后可能出現(xiàn)的新崩岸險(xiǎn)情進(jìn)行治理，2011 年，水利部三峽司（原“國務(wù)院三峽辦”）組織編寫了《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》。同年，國務(wù)院批復(fù)了《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》。2016年4 月, 習(xí)近平總書記就長江干支流崩岸險(xiǎn)情作出重要批示，要求及早抓緊防洪設(shè)施建設(shè)。水利部、國家發(fā)改委、國務(wù)院三峽辦于2016 年7 月28 日以水規(guī)計(jì)〔2016〕286 號下發(fā)了《加快長江中下游崩岸重點(diǎn)治理實(shí)施方案》。

圖1 工程布置示意圖

湖南省三峽后續(xù)重點(diǎn)河段河勢及岸坡影響處理工程由“三峽后續(xù)2011 年度項(xiàng)目”、“三峽后續(xù)一期項(xiàng)目”、“三峽后續(xù)二期項(xiàng)目”、“熊家洲至城陵磯崩岸治理項(xiàng)目”4 個子項(xiàng)目組成，其中項(xiàng)目整治荊江門至城陵磯河段岸線21.36 km[2～5]，見圖1，資金以國家投入為重點(diǎn)（60%），地方配套（40%）納入省級事權(quán)。

2 三峽后續(xù)工程實(shí)施效果分析

三峽后續(xù)工程對本河段深泓貼岸及迎流頂沖段（荊江門、七弓嶺）護(hù)岸工程進(jìn)行加固，增加河岸穩(wěn)定性；對熊家洲右汊岸線適當(dāng)進(jìn)行守護(hù)，防止右汊（張家墩）進(jìn)一步?jīng)_刷發(fā)展。

2.1 影響荊江門至城陵磯河段河勢因素

受三峽水庫蓄水影響，荊江門至城陵磯河段河勢變化調(diào)整較為劇烈，嚴(yán)重威脅岸坡穩(wěn)定。

1）歷史演變規(guī)律。長江荊江門至城陵磯河段是長江下荊江河道擺動幅度較大的河段之一，天然狀況下崩岸毀堤時常發(fā)生，沿江人民被迫流離失所，深受其害。該段河岸以上粘土下砂土的二元結(jié)構(gòu)為主，抗沖刷能力較弱。河段演變規(guī)律主要表現(xiàn)為：凹岸不斷崩退、彎頂下移和凸岸不斷淤長，當(dāng)河彎發(fā)展到某種程度時，則在一定的水力、泥沙和河床邊界條件下發(fā)生自然裁彎、切灘和撇彎，河道擺動幅度10～30 km[6]。

據(jù)史料統(tǒng)計(jì)，荊江門彎道形成可追朔至清乾隆21年（1756 年）以前，1912 年出現(xiàn)觀音洲小河彎，到1952年才形成熊家洲、七弓嶺、觀音洲三個彎道。2003 年前共發(fā)生崩岸65 次（按歷史資料記載的年度統(tǒng)計(jì)數(shù)為次數(shù)），崩失面積28 509.4 畝，崩岸線長23.8 km。

2）來水條件變化的影響。2003 年三峽水庫蓄水運(yùn)用后，汛期削峰調(diào)度、汛后蓄水和枯水期補(bǔ)水調(diào)度，該河段中水流量持續(xù)時間增加。三峽水庫蓄水前（1991～2002 年），中水（本河段平灘流量25 000 m3/s～枯水河槽流量6 000 m3/s）出現(xiàn)頻率為62.1%，低水（流量6 000 m3/s 以下）為29.5%；三峽水庫蓄水后（2003～2014 年），中水出現(xiàn)頻率為78.1%，低水為16.7%[7]。這兩級流量累積持續(xù)時間比例由2.1 增大為4.7，流量年內(nèi)分配規(guī)律發(fā)生變化，導(dǎo)致荊江門至城陵磯河段的彎道演變規(guī)律呈現(xiàn)新態(tài)勢：由自然條件下的凹岸沖刷崩退，凸岸淤長，轉(zhuǎn)變?yōu)橥拱哆厼_刷，急彎段出現(xiàn)撇彎切灘。

局部河段的河勢發(fā)生一定程度的調(diào)整變化。2008年11 月荊江河段的冬汛，在其下游洞庭湖水位相對較低、頂托影響相對較小和上游來流量相對較大的水情下，七弓嶺彎道段的八姓洲發(fā)生了撇彎切灘。與此同時，七弓嶺彎道上段的主流線大幅度東移，由原貼七弓嶺彎道上段右岸近岸河床擺動到左岸近岸河床，并由此引起八姓洲西側(cè)岸線的崩塌。崩岸頻度和崩岸強(qiáng)度有所增加。2003 年至2016 年3 月七弓嶺共發(fā)生崩岸54 次（按每次發(fā)生崩岸記錄為統(tǒng)計(jì)次數(shù)），崩失面積606.7 畝，崩岸線長13.61 km（含已護(hù)段發(fā)生崩岸長4.51 km）。

3）來沙條件變化的影響。三峽水庫蓄水后，該河段年均來沙顯著減少，增強(qiáng)了水流沖刷能力，造成河床的沖蝕及凸岸回淤受限。清水下泄讓熊家洲右汊出現(xiàn)了一定程度的沖刷，并由此引起張家墩部分未護(hù)岸段岸線的崩塌。2009 年汛后荊江門（樁號3+200 附近）發(fā)現(xiàn)岸坡滑挫險(xiǎn)情；2012 年汛期，荊江門下段發(fā)生了長260 m、最大崩寬約50 m 的特大崩岸現(xiàn)象。

荊江門至城陵磯河段來沙主要來源于長江上游區(qū)域。上游監(jiān)利縣城處設(shè)有監(jiān)利水文站，監(jiān)利站～熊家洲區(qū)間無分匯流，根據(jù)監(jiān)利站實(shí)測來沙資料，年際間下荊江至城陵磯河段來沙量多寡變動頻繁、變幅較大，監(jiān)利站年最大、最小輸沙量年份分別為1981 年、2017 年，輸沙量分別為54 900 萬t、2 900 萬t，前者為后者的18.93 倍；葛洲壩截流后（1984～2002 年），三峽水庫蓄水運(yùn)行后（2003～2018 年），對比兩時段年均來沙量，后一時段監(jiān)利站年均輸沙量（6 958 萬t）僅為前一時段（37 432 萬t）的18.6%。

2.2 三峽后續(xù)工程實(shí)施效果分析

2016～2019 年，三峽后續(xù)工程整治荊江門至城陵磯河段岸線21.36 km，其中：三峽后續(xù)2011 年度項(xiàng)目新護(hù)1.15 km，加固5.10 km；三峽后續(xù)一期項(xiàng)目新護(hù)0.50 km；三峽后續(xù)二期項(xiàng)目新護(hù)1.3 km，加固4.5 km；熊家洲至城陵磯崩岸治理項(xiàng)目新護(hù)4.81 km，加固4.00 km。

三峽后續(xù)工程實(shí)施對河勢起到較好控制作用，選取三峽后續(xù)工程實(shí)施河段4 個斷面（見圖2），實(shí)測河段水下地形資料對比分析見圖3。近年河床沖刷明顯岸段在新護(hù)和加固守護(hù)后，深泓貼岸及迎流頂沖段（荊江門、七弓嶺）的河岸目前趨于穩(wěn)定；熊家洲右汊岸線守護(hù)后，右汊（張家墩）未進(jìn)一步?jīng)_刷發(fā)展；河床平面形態(tài)得以基本穩(wěn)定，目前限制性蜿蜒型河道的河型格局不會發(fā)生大的變化，基本達(dá)到工程實(shí)施效果。

長江荊江門至城陵磯河段位于岳陽市境內(nèi)，岳陽是湖南北大門，擁有獨(dú)特的水利條件，水情是岳陽最大的市情，江湖（長江、洞庭湖）關(guān)系直接關(guān)乎當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展。維持目前長江下荊江尾閭和洞庭湖出口的防洪格局，為長江兩岸社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，為洞庭湖出口段岳陽港沿岸沿湖社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。同時，為該河段河勢控制與綜合整治方案研究爭取了時間，為后期綜合整治奠定良好的基礎(chǔ)。

圖2 實(shí)施效果分析斷面選取示意圖

圖3 實(shí)測河段水下地形資料對比分析

3 荊江門至城陵磯河段河勢控制存在的問題及建議

1）當(dāng)前河道監(jiān)測不能滿足新形勢下長江大保護(hù)的要求。受三峽水庫蓄水的影響，每年10 月至次年5 月，近8 個月時間該河段處于清水下泄?fàn)顟B(tài)，河床沖刷強(qiáng)度有所加劇。雖然長江水利委員會水文局布設(shè)固定監(jiān)測斷面，長江科學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)做了大量研究工作，但是湖南省地方長江河道管理部門沒有專項(xiàng)監(jiān)測規(guī)劃和資金來源，無法保持河道監(jiān)測的連續(xù)性、系統(tǒng)性和時效性，過去的觀測設(shè)備和觀測手段已不能滿足長江大保護(hù)的要求。為盡可能地滿足重點(diǎn)河段監(jiān)測需要，建議建立河勢控制長效治理機(jī)制：一是呼吁在國家層面建立穩(wěn)定應(yīng)急投入渠道，逐年安排中央應(yīng)急治理經(jīng)費(fèi)，支持地方及時完成重大崩岸應(yīng)急處理建設(shè)和防汛物資儲備，確保河道度汛安全。二是加大河道河勢和重要河段的監(jiān)測和測量，建議國家逐年安排專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，制訂河道監(jiān)測專項(xiàng)計(jì)劃和地方險(xiǎn)工險(xiǎn)段日常監(jiān)測計(jì)劃。由行業(yè)主管部門長江委組織開展專項(xiàng)計(jì)劃的系統(tǒng)觀測，并將觀測成果與地方共享；地方河道管理部門負(fù)責(zé)險(xiǎn)工險(xiǎn)段的日常監(jiān)測；對荊江門至城陵磯河段及洞庭湖口布設(shè)的固定斷面和水下地形測量、水位觀測點(diǎn)資料上，進(jìn)行收集、整理，并形成第一手可靠基礎(chǔ)資料。確保及時發(fā)現(xiàn)、及時消除安全隱患。三是實(shí)現(xiàn)崩岸預(yù)測預(yù)警向“智慧、網(wǎng)格”模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)共享，提升長江河道崩岸監(jiān)測的智慧化水平。加強(qiáng)與長江委對接，共享長江中下游干流河道崩岸分析預(yù)警機(jī)制與信息化平臺。四是加強(qiáng)河勢觀測分析與綜合治理研究。在校地合作與長沙理工大學(xué)聯(lián)合組建的“七弓嶺河勢觀測站”平臺上對該重點(diǎn)河段岸線、洲灘進(jìn)行監(jiān)測與巡查，為長江河道崩岸治理提供科學(xué)依據(jù)。

2）后續(xù)崩岸治理任務(wù)依舊繁重。2016 年3 月～2019 年12 月，三峽后續(xù)工程實(shí)施后，荊江門至城陵磯河段的河勢基本被護(hù)岸工程控制，由自然條件下的蠕動性蜿蜒型河道，被改造為限制性彎曲型河道，河道平面特征將不會有明顯的變化。但荊江門至城陵磯河段仍有3.8 km 崩岸險(xiǎn)情有待治理，且隨著河道出現(xiàn)長時間長距離的河床沖刷粗化過程，水下護(hù)岸、護(hù)灘工程前沿部分近岸河床將持續(xù)沖刷下切，若不能適時維護(hù)治理，部分工程段河道岸坡將會出現(xiàn)崩塌或滑挫現(xiàn)象，一些已整治的老險(xiǎn)工段將有可能再度出險(xiǎn)，后續(xù)崩岸治理任務(wù)還十分繁重。特別是七弓嶺段八姓洲西側(cè)岸線持續(xù)劇烈崩塌，水下岸坡明顯變陡，八姓洲狹頸寬度快速縮窄，若遭遇不利水文年，極有可能發(fā)生自然裁彎，造成下游河道沖刷失控，引起上下游河勢和江湖關(guān)系發(fā)生巨大變化。建議：一是將現(xiàn)有崩岸治理納入國家相關(guān)規(guī)劃，確保崩岸險(xiǎn)情有效持續(xù)治理。二是加快熊家洲至城陵磯河段河勢控制工程論證，盡快提出系統(tǒng)治理措施，加快推進(jìn)前期工作審批，盡早啟動建設(shè)，確保河勢不發(fā)生重大調(diào)整。

3）缺乏有效的崩岸搶護(hù)機(jī)制。目前荊江門至城陵磯河段存在河勢及崩岸發(fā)展變化快，崩岸險(xiǎn)情時有發(fā)生，且預(yù)判難度大。由于應(yīng)急除險(xiǎn)經(jīng)費(fèi)沒有穩(wěn)定渠道，全面及時實(shí)施應(yīng)急除險(xiǎn)難度大，崩岸險(xiǎn)情難以及時整治控制，往往由小險(xiǎn)變成大險(xiǎn)。根據(jù)現(xiàn)有管理模式，建議：一是積極爭取國家安排長江河道觀測、工程運(yùn)行維護(hù)和應(yīng)急處險(xiǎn)等專項(xiàng)資金，并形成常態(tài)長效機(jī)制。二是在每年汛前組織各護(hù)岸管理單位進(jìn)行汛前查勘，對出現(xiàn)的險(xiǎn)情及時向當(dāng)?shù)胤姥床块T報(bào)告，安排專門的特大防汛經(jīng)費(fèi)進(jìn)行應(yīng)急搶護(hù)和防汛物資儲備，確保河道度汛安全。三是加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)，特別是水利工程技術(shù)人才隊(duì)伍建設(shè)，引進(jìn)人才、培養(yǎng)人才。