長江下游南京至瀏河口段2019年度航道維護(hù)疏浚后評價(jià)

劉松杉，欒華龍，渠 庚，林木松，姚仕明

（1．長江科學(xué)院 河流研究所，湖北 武漢 430010；2．河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210000；3．長江科學(xué)院 水利部長江中下游河湖治理與防洪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，湖北 武漢 430010）

1 引言

長江干流南京至瀏河口段（以下簡稱“南瀏河段”），上起南京市新生圩，下至太倉市瀏河口，河道全長306km（圖1）。南瀏河段平面形態(tài)呈藕節(jié)狀，總體上為江心洲發(fā)育、寬窄相間的分汊型河段，河段受上游徑流、外海潮汐以及臺風(fēng)增水的共同影響，歷史上河勢不穩(wěn)、主支汊道易位多次發(fā)生，目前河段內(nèi)航道條件較為復(fù)雜多變。

圖1 長江干流南京至瀏河口段形勢圖

三峽蓄水后，長江下游水沙條件發(fā)生了一定程度的變化。據(jù)大通水文站實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)分析，三峽工程蓄水運(yùn)用前后年徑流量略有減少，輸沙量大幅減少，分別較2002年以前均值減少5.0%和68.9%。從2019年大通站流量過程來看（圖2），7月中旬洪峰流量達(dá)到68400m3/s，基本與2016年洪峰流量持平（近年來最大值）。2019年南瀏河段特殊的水文過程造成各礙航水道疏浚維護(hù)量偏大。

圖2 大通水文站2016～2019年逐日平均流量過程

2010年4月長江南京以下12.5m 深水航道建設(shè)工程正式啟動，于2019年初步實(shí)現(xiàn)了長江南京以下12.5m深水航道的全線貫通。此后，每年需對不利水情條件下出現(xiàn)的航道局部淺區(qū)實(shí)施維護(hù)疏浚措施。此前，已有研究對2018年長江上游航道維護(hù)性疏浚工程進(jìn)行了技術(shù)評估，但長江下游干線航道，尚未開展過維護(hù)疏浚的第三方技術(shù)評估。為此，本文以2019年南瀏河段維護(hù)疏浚項(xiàng)目為研究對象，在系統(tǒng)分析2019年長江下游水情及南瀏河段航道疏浚工作總體情況的基礎(chǔ)上，從疏浚設(shè)計(jì)方案、疏浚工程量、疏浚時(shí)機(jī)和頻次、疏浚項(xiàng)目組織管理、疏浚效果及可持續(xù)、疏浚綜合效益等方面開展后評價(jià)，為后續(xù)航道運(yùn)行維護(hù)及疏浚評價(jià)體系構(gòu)建提供技術(shù)參考。

2 航道維護(hù)疏浚后評價(jià)

2.1 疏浚方案合理性評價(jià)

疏浚方案設(shè)計(jì)主要基于水道近期河勢變化和航槽回淤特性，結(jié)合水沙條件變化情況，確定挖槽的平面布置，采取的原則為與現(xiàn)行航槽走向基本一致，順應(yīng)上下游河勢。對2019年度實(shí)施了維護(hù)疏浚的8 個(gè)水道演變規(guī)律分析表明，河道展寬引起河心處泥沙落淤和邊心灘淤漲擠壓航槽是引起航槽回淤的主要原因，前者如儀征水道中上段、口岸直水道（落成洲）、通東水道進(jìn)口段、瀏河水道，后者如儀征水道下段、和暢洲水道、福北水道、通東水道新開沙段。此外，長順直段主流頻繁擺動也易引起主航道淤積，如口岸直水道（鰻魚沙）?？傮w來看，在確定挖槽平面時(shí)均考慮了各水道淺區(qū)的礙航特性，并針對不同水情條件下淺區(qū)位置變化確定挖槽范圍。

2.2 疏浚時(shí)機(jī)和頻次評價(jià)

疏浚時(shí)機(jī)與頻次的合理性與河道具體演變特點(diǎn)有關(guān)，疏浚進(jìn)行時(shí)還需及時(shí)分析航道回淤情況。對于汛期淤積、汛后退水期沖刷的徑流淺灘，宜利用水流歸槽、河床出現(xiàn)明顯沖刷的有利時(shí)機(jī)進(jìn)行疏浚；對于汛期淤積礙航的潮汐河口淺灘，疏浚工程宜在汛期出淺前進(jìn)行。因此，疏浚量最大的時(shí)機(jī)往往是在最大流量出現(xiàn)時(shí)刻前后進(jìn)行。

就整個(gè)南瀏河段的疏浚情況而言，符合潮汐河流疏浚時(shí)機(jī)選取原則，整體上疏浚量最大的時(shí)段集中在5 至8月，洪峰最大月份為6 至8月份（圖3a），疏浚量最大時(shí)段比徑流量最大時(shí)段稍靠前。根據(jù)圖3還可以看出，深水航道月維護(hù)量與月平均流量呈一定的正相關(guān)關(guān)系。通過擬合月疏浚量與徑流量的相關(guān)性（圖3b），兩者相關(guān)系數(shù)R2 為0.84，具有較好的相關(guān)性。

圖3 2019年疏浚量與徑流量相關(guān)性

2.3 疏浚效果及可持續(xù)評價(jià)

淺灘淤積的本質(zhì)在于水流與河床的相互作用導(dǎo)致的沙不平衡。評價(jià)維護(hù)疏浚的可持續(xù)性的本質(zhì)在于考察維護(hù)性疏浚對水沙和邊界條件的改變程度，能否使河道往有利于維持航槽穩(wěn)定的趨勢發(fā)展。

如口岸直水道上段落成洲右汊發(fā)展導(dǎo)致主流右擺，左汊因分流比減小，使三益橋處邊灘向右下淤長，落成洲左汊航深不足；中段因落成洲左側(cè)尾部淤積外延入侵航道，導(dǎo)致落成洲汊道段中段右側(cè)水深不足。整治思路以守護(hù)落成洲穩(wěn)定、防止右汊沖刷以及增大左汊水動力為主，結(jié)合相應(yīng)疏浚措施，貫通落成洲三益橋至萬壽洲淺區(qū)。二期工程前落成洲左汊分流比為76.8%，2018年增長至洪季80.4%、枯季82.1%，水動力軸線無右偏趨勢，達(dá)到整治目的。

2.4 疏浚綜合效益評價(jià)

2．4．1 對綜合運(yùn)輸體系的貢獻(xiàn)

根據(jù)江蘇海事局公開的數(shù)據(jù)，2019年長江南京以下12.5 米深水航道資源作用發(fā)揮顯著作用，5 萬噸級及以上海輪進(jìn)出港1.8 萬艘次，同比增長12.5%，航運(yùn)效率持續(xù)提升。

長江南京以下各個(gè)城市港口吞吐量大幅度提高。根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的2019年12月全國港口貨物、集裝箱吞吐量數(shù)據(jù)，2019年相較2018年，長江南京以下沿線9 個(gè)港口貨物吞吐量增長17.21%，外貿(mào)貨物吞吐量增長6.69%，集裝箱吞吐量增長5.04%。

2．4．2 對河道綜合治理的貢獻(xiàn)

航道維護(hù)疏浚對于促進(jìn)長江南京以下分汊河道分流格局、各重點(diǎn)礙航河段灘槽穩(wěn)定起到一定的作用。前者如儀征水道，因河道放寬、世業(yè)洲右緣沖刷導(dǎo)致右汊航槽內(nèi)泥沙淤長，水動力條件逐漸減弱，右汊分流比減小。12.5m 深水航道整治工程開工后，通過對航道淺區(qū)的疏挖，有效抑制左汊單向發(fā)展，右汊分流比增大，至2021年3月增大至66.4%（圖4）。后者如福北曾因兩側(cè)邊灘沖刷下移、存在越灘流等問題，河道內(nèi)流量分配發(fā)生變化，導(dǎo)致福北水道淤淺嚴(yán)重。通過天生港上段疏浚、長青沙北緣切灘等工程，使天生港水道上段水動力條件有所改善。

圖4 世業(yè)洲右汊分流比變化圖

3 結(jié)論與建議

長江南京以下12.5 米深水航道對長江黃金水道的暢通發(fā)揮了重要作用。2019年長江下游南瀏河段維護(hù)性疏?？傮w達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，疏浚方案合理；疏浚時(shí)機(jī)和頻次符合水沙運(yùn)動規(guī)律；疏浚一定程度上改善了河道水沙與邊界條件，疏浚效果及可持續(xù)性較好。

（1）2019年長江下游南瀏河段航道維護(hù)疏浚整體效果較好，對分流格局、灘槽穩(wěn)定具有一定的積極作用。

（2）長江干線航道疏浚維護(hù)進(jìn)入市場化管理運(yùn)行的新模式，但目前的后評估工作主要基于相關(guān)資料的整理分析，缺乏統(tǒng)一的評估方法、指標(biāo)和判定標(biāo)準(zhǔn)，建議盡快制定市場化環(huán)境下航道維護(hù)疏浚第三方技術(shù)評估標(biāo)準(zhǔn)，使評估工作有據(jù)可依。

（3）鑒于長江南瀏河段水沙及地形沖淤的復(fù)雜性，建議加強(qiáng)長江南京以下12.5m 深水航道水位利用及航道維護(hù)尺度、航道維護(hù)量精準(zhǔn)化預(yù)測預(yù)報(bào)等方面的科學(xué)研究，設(shè)計(jì)與施工單位形成常態(tài)化的回淤分析機(jī)制，增強(qiáng)疏浚工程維護(hù)效果，建立長效的預(yù)測機(jī)制，確保航道安全暢通。