長(zhǎng)江南京新濟(jì)洲河段整治工程初期河勢(shì)響應(yīng)分析

吳張勇 曹雙 史常樂(lè)

摘要：

長(zhǎng)江南京新濟(jì)洲河段整治工程實(shí)施后改變了原有的河流邊界，對(duì)局部河勢(shì)造成一定影響，且經(jīng)過(guò)2020年流域性大洪水后，需要從整治工程安全穩(wěn)定性及河勢(shì)變化方面研究河勢(shì)響應(yīng)性調(diào)整情況?；谡喂こ谭桨讣皩?shí)施時(shí)間、新濟(jì)洲汊道段河勢(shì)演變分析、近期水情，并結(jié)合實(shí)測(cè)1∶2 000大比例監(jiān)測(cè)成果，從平面變化、斷面變化、沖淤分布、岸坡比變化等4個(gè)方面分析了該河段整治工程初期在不同量級(jí)洪水下的沖淤變化，對(duì)沖淤變化成因進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：新濟(jì)洲河段河道宏觀河勢(shì)處于沖淤交替態(tài)勢(shì)，整治工程區(qū)左汊1、右汊1、右汊2在近期河勢(shì)變化處于河床調(diào)整變化的正常范圍之內(nèi)，岸線及堤防近期仍處于相對(duì)安全的態(tài)勢(shì)。研究成果可為工程管養(yǎng)及應(yīng)急治理提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：

河勢(shì)分析； 沖淤變化； 河道整治； 長(zhǎng)江南京河段

中圖法分類號(hào)：TV85

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.04.008

文章編號(hào)：1006-0081（2023）04-0045-08

0 引 言

長(zhǎng)江下游干流河段為沖積平原河流，河道坡度較緩，水流從上游挾帶的泥沙因水流流速減緩而沉積，在潮汐與徑流共同作用下，江中沙洲叢生，形成了大量洲灘［1］。新濟(jì)洲河段內(nèi)從上而下分布著新生洲、新濟(jì)洲、子母洲和新潛洲。洲灘發(fā)育，演變頻繁。自1865年以來(lái)新濟(jì)洲汊道內(nèi)新生洲淤長(zhǎng)，在新濟(jì)洲洲頭形成分水魚咀并發(fā)展，新濟(jì)洲洲尾至匯流段河道展寬。

自20世紀(jì)70年代以來(lái)實(shí)施了長(zhǎng)江新濟(jì)洲汊道整治工程。近年來(lái)，不同年份陸續(xù)對(duì)新濟(jì)洲不同部位進(jìn)行了工程守護(hù)，主要型式有拋石及沉排護(hù)岸、導(dǎo)流壩工程、封堵工程等。涉水及整治工程實(shí)施初期，由于河道邊界的突然改變影響了局部流速場(chǎng)分布。一般而言，整治工程初期河道響應(yīng)性調(diào)整較為積極，隨著時(shí)間的推移，河道邊界會(huì)隨水流結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，逐步建立新的水流-河道邊界平衡狀態(tài)［2］。

張曉雷等［3］認(rèn)為。不同量級(jí)洪水對(duì)河道沖淤變化有明顯的影響，對(duì)河床調(diào)整起著至關(guān)重要的作用。2020年長(zhǎng)江流域發(fā)生了全流域性大洪水，南京段水位達(dá)到了歷史最高值，新濟(jì)洲汊道整治工程河床調(diào)整受到大洪水的影響，發(fā)生劇烈的沖淤變化，影響到整治工程的穩(wěn)定。

2021年洪水較2020年洪水偏小，洪水量級(jí)相差大，整治工程后的河道自然調(diào)整在經(jīng)歷兩場(chǎng)不同量級(jí)的洪水后會(huì)發(fā)生不同程度的變化，洪水反作用于整治工程，使治理工程出現(xiàn)不同程度的沖毀。因此，需要密切關(guān)注兩場(chǎng)洪水后的河勢(shì)變化，對(duì)可能出現(xiàn)險(xiǎn)情的部位進(jìn)行預(yù)警。臧英平等［4］提出了長(zhǎng)江南京段河勢(shì)分析方法，從剖面分析、沖淤分析、坡比分析、深泓分析等方面對(duì)南京段河勢(shì)演變進(jìn)行剖析。

本文在上述研究基礎(chǔ)上，以2020年和2021年兩次不同量級(jí)洪水為例，建立新濟(jì)洲汊道沖淤變化分析系統(tǒng)。結(jié)合上游小黃洲分流比、新濟(jì)洲汊道分流比變化，從新濟(jì)洲汊道整治工程局部位置深槽平面變化、斷面變化、岸坡比變化、沖淤變化等方面分析新濟(jì)洲汊道在2020年汛期、汛后和2021年汛前、汛后不同量級(jí)洪水下的沖淤變化，并探討了成因。根據(jù)沖淤結(jié)果及成因提出管養(yǎng)措施及應(yīng)急治理的具體建議。

1 新濟(jì)洲河段概況

長(zhǎng)江南京新濟(jì)洲河段上承馬鞍山河段，下接南京河段，起迄端相對(duì)狹窄，中部寬闊。新濟(jì)洲河段起始端和尚港（慈湖河口）為蘇皖兩省分界點(diǎn)，至終端下三山干流長(zhǎng)25 km。河段為順直分汊河型，中部河身寬闊，最寬處達(dá)4.6 km，河段內(nèi)從上而下分布著新生洲、新濟(jì)洲、子母洲和新潛洲。河段內(nèi)左岸有石跋河、駐馬河，右岸有慈湖河、銅井河、立山河（被填埋，只留暗涵管）等注入長(zhǎng)江，各河均為小河流，對(duì)長(zhǎng)江流量基本沒(méi)有影響。目前，新生洲及新濟(jì)洲上均已無(wú)人居住，處于不設(shè)防狀態(tài)，河段內(nèi)河漫灘相對(duì)狹窄，除末端左岸七壩上下約7 km江岸于20世紀(jì)70年代起陸續(xù)進(jìn)行拋石護(hù)岸工程外，洲灘基本仍處于自然演變之中［5］。南京河段新濟(jì)洲汊道河勢(shì)及整治工程分布見(jiàn)圖1。

南京河段位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)南京凹陷中部。新濟(jì)洲汊道段位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，寧鎮(zhèn)弧頂點(diǎn)偏西側(cè)，次級(jí)構(gòu)造屬馬鞍山隆起，河道走向幾乎與縱向大斷裂一致。

2 新濟(jì)洲河段整治工程

南京河段二期河道整治工程，河道整治護(hù)岸總長(zhǎng)62.59 km，其中新護(hù)19.85 km，加固42.74 km，八卦洲頭圍堤長(zhǎng)5.94 km，涉及到新濟(jì)洲段的整治項(xiàng)目有西江橫梗護(hù)岸，長(zhǎng)度為4.7 km；新濟(jì)洲洲尾右緣護(hù)岸，長(zhǎng)度為3.7 km；南岸銅井段護(hù)岸，長(zhǎng)度為4.6 km。南京河段二期整治工程于2006年底完成并發(fā)揮作用［6］。初步控制了新濟(jì)洲河段河勢(shì)的急劇變化。南京河段河道整治工程位置見(jiàn)圖1。

2013年底南京長(zhǎng)江新濟(jì)洲河段河道整治工程對(duì)新生洲洲頭護(hù)灘、新生洲右緣實(shí)施雷諾護(hù)墊護(hù)岸工程。護(hù)岸總長(zhǎng)度總計(jì) 1.7 km，雷諾護(hù)坎（灘）面積9.35萬(wàn)m2［7］。2014年對(duì)新生洲右汊實(shí)施全江段軟體排護(hù)底工程，旨在控制右汊沖深發(fā)展，防止左汊萎縮，維護(hù)河勢(shì)岸線穩(wěn)定［8］。2014年實(shí)施新濟(jì)洲頭分水魚咀沙被筑壩工程，旨在控制分水魚咀發(fā)展，防止中汊水流匯入右汊造成七壩段頂沖壓力增大［9］。2014年，實(shí)施新濟(jì)洲河段河道整治工程，工程包括洲頭導(dǎo)流壩工程和護(hù)岸加固工程兩大部分。2021年實(shí)施新濟(jì)洲西江橫埂應(yīng)急消險(xiǎn)工程，均已完工。新濟(jì)洲河段整治工程見(jiàn)圖1。

3 新濟(jì)洲段河勢(shì)分析

3.1 水文情勢(shì)

長(zhǎng)江南京河段新濟(jì)洲汊道段屬于感潮河段，洲尾下游約12.3 km為南京水文實(shí)驗(yàn)站。多年實(shí)測(cè)資料表明，該河段水位受長(zhǎng)江徑流與潮汐雙重影響，主要受長(zhǎng)江徑流控制，一般每年5～10月為汛期，11月至次年4月為枯季，水位每日兩漲兩落，為非正規(guī)半日潮型，漲潮歷時(shí)約3 h，落潮歷時(shí)約8 h，水位年內(nèi)變幅較大。

3.2 近期洪水情況

2020年，長(zhǎng)江發(fā)生了新中國(guó)成立以來(lái)僅次于1954，1998年的流域性大洪水，長(zhǎng)江干流發(fā)生5次編號(hào)洪水。其中，長(zhǎng)江上游發(fā)生特大洪水，寸灘站洪峰水位居實(shí)測(cè)記錄第2位，三峽水庫(kù)出現(xiàn)建庫(kù)以來(lái)最大入庫(kù)流量；鄱陽(yáng)湖發(fā)生流域性超歷史大洪水；長(zhǎng)江中下游干流監(jiān)利至大通江段洪峰水位列有實(shí)測(cè)記錄以來(lái)的第2～5位，馬鞍山至鎮(zhèn)江江段潮位超歷史［10-11］；2021年汛期（6～8月）長(zhǎng)江流域降水總體上比正常偏少，但降水時(shí)空分布不均，旱重于澇；長(zhǎng)江上游降水基本正常，中下游降水偏少［12］。2020年和2021年洪水量級(jí)相差很大，對(duì)新濟(jì)州整治工程初期適應(yīng)性河勢(shì)調(diào)整影響較大。

3.3 分流分沙情況

進(jìn)入新濟(jì)洲汊道的水流自上游小黃洲分汊后分兩股水流進(jìn)入新濟(jì)洲汊道，因此，新濟(jì)洲汊道分流比變化受小黃洲分流比變化影響較大。上游小黃洲汊道右汊為主汊，左汊近60 a來(lái)大體經(jīng)歷了先衰后興，然后逐步穩(wěn)定的發(fā)展過(guò)程［13］。目前，最新資料表明左汊有所發(fā)展，左汊分流比為37.4%［14］。小黃洲分流比變化情況見(jiàn)圖2。新濟(jì)洲汊道1959年左汊分流比為61.5%，且呈發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代以后，受上游小黃洲汊道河勢(shì)變化及兩汊分流比調(diào)整的影響，新生洲左汊逐漸衰退，至1991年左汊分流比從1973年的68.5%下降到50%左右，從此由主汊轉(zhuǎn)化為支汊，此后左汊分流比仍呈下降趨勢(shì)。2000年以后，隨著南京河段二期護(hù)岸整治工程的實(shí)施，新生洲左汊分流比下降速度有所趨緩，2015年新濟(jì)洲頭導(dǎo)流工程實(shí)施后，左汊分流比基本穩(wěn)定在33%～38%之間［15］。相關(guān)資料表明：2020年12月左汊分流比為33.2%［16］，新濟(jì)洲左汊分流比變化見(jiàn)圖3。

大通水文站水沙變化特征：三峽水庫(kù)蓄水前，多年平均徑流總量9 051億m3，平均年輸沙量為4.27億t；三峽水庫(kù)蓄水后，多年平均徑流總量8 817億m3，平均年輸沙量為1.32億t，徑流總量變幅不大，但輸沙量銳減，減幅為69.1%。三峽水庫(kù)蓄水后，原水沙關(guān)系被破壞，“清水下泄”成為長(zhǎng)江下游新水沙關(guān)系。

小黃洲匯流段距新生洲頭較近，2014年實(shí)施新生洲洲頭整治工程前，匯流段的河勢(shì)受左汊的興衰影響較大，其具體反映是大黃洲強(qiáng)烈崩退，導(dǎo)致小黃洲汊道匯流段到新生洲的過(guò)渡段深槽淤積和新生洲頭后退。小黃洲左汊水流頂沖北岸小窩子一帶，此處有干砌石護(hù)岸工程，對(duì)水流有一定的挑流作用，左汊水流受挑流作用由左岸向新濟(jì)洲頭過(guò)渡。近期，隨著小黃洲左汊分流比的增大，小窩子一帶的挑流作用增強(qiáng)，左汊主流逐漸過(guò)渡到新濟(jì)洲右汊，致使新濟(jì)洲右汊分流比增大。2019年實(shí)施小黃洲左汊口門守護(hù)工程，控制小黃洲左汊的發(fā)展，但近期分流比資料表明：小黃洲左汊分流比仍有較大增加，目前小黃洲左汊口門守護(hù)工程的工程效果未達(dá)預(yù)期，長(zhǎng)期下去，會(huì)加劇新濟(jì)洲汊道左衰右興。

3.4 河床演變

如圖3所示，新濟(jì)洲左汊分流在1999年之前變化趨勢(shì)為單行減??；1999～2006年，南京河段二期整治工程實(shí)施期間，左汊分流比減小速率有所降低；2006～2014年，南京河段二期整治工程實(shí)施以來(lái)左汊分流比有所走平；2014年以后，新濟(jì)洲河段整治工程實(shí)施以來(lái)，左汊分流比仍呈交替降低。

（1） 深泓線。新濟(jì)州汊道深泓線變化主要集中在新生洲洲頭左緣，1999年以來(lái)，隨著左汊分流比降低速率下降，左緣深泓線呈左右交替擺動(dòng)。2014年以后，隨著小黃洲左汊分流比的增大，小黃洲左汊主流受小窩子一帶挑流作用增強(qiáng)，新濟(jì)洲洲頭左緣深泓不斷右移。至2021年，左緣深泓線右移了約180 m。1999年以來(lái)，新生洲洲頭右緣深泓線基本保持穩(wěn)定。

（2） 0 m岸線變化。1991～1999年新濟(jì)洲左緣0 m岸線崩退，騷狗山以上最大崩退70 m，騷狗山以下崩退較小。1999～2009年，隨著南京河段二期河道整治工程實(shí)施完工，新濟(jì)洲左緣變化不大，主流彎頂在左岸駐馬河和騷狗山附近。2015年，陳山頂子上游的0 m線略有外淤，近岸的0 m閉合圈整體下移，平面尺度略有縮小。近兩年來(lái)，新濟(jì)洲右汊兩岸的0 m線橫向沖淤變化較小，加之右岸的陸續(xù)整治工程，平面形態(tài)總體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

（3） -10 m深槽變化。1998年洲頭-10 m左深槽下延至左汊口門，緊靠新生洲左緣的-10 m深槽槽首下移840 m，與新濟(jì)洲-10 m深槽相連。右汊-10 m深槽與上游洲頭分流段-10 m深槽貫通；2001年左汊口門-10 m深槽槽尾向下延伸1.1 km，與靠新生洲左緣的-10 m深槽槽首交錯(cuò)；2001～2006年左汊進(jìn)口段相交錯(cuò)的-10 m深槽貫通，進(jìn)口段以上-10 m深槽呈左沖右淤、以下-10 m深槽呈為左淤右沖；2006～2011年新生洲左汊-10 m深槽右緣基本穩(wěn)定，左緣崩退，最大沖幅約360 m，位于與原-10 m深槽相交錯(cuò)的位置；2011～2016年-10 m深槽在洲頭左緣回淤，最大幅度約150 m，左汊中段及以下微沖。2016～2021年-10 m深槽在洲尾左緣淤斷，其余處變化較??；右汊在2001～2021年-10 m深槽在洲頭右緣位置呈現(xiàn)左沖右淤，其他岸段總體變化不大。

（4） 斷面變化。新濟(jì)洲左汊斷面形態(tài)較復(fù)雜，1991年以前左汊進(jìn)口段斷面形態(tài)基本呈“U”形，1998年后由于上游心灘尾部不斷下延且在汊道左側(cè)近岸滋生出心灘，使斷面形態(tài)變?yōu)椤癢”形，1998年后新濟(jì)洲左汊近岸河床基本呈左淤右沖、心灘不斷淤高擴(kuò)大的格局，近幾年來(lái)左汊斷面形態(tài)基本穩(wěn)定，河床雖有沖淤但幅度有所減小。新濟(jì)洲右汊部分?jǐn)嗝嫔畈圪N近左岸，2001～2011年斷面整體呈微沖微淤、沖淤交替的發(fā)展趨勢(shì)。2011～2016年，洲尾右緣斷面最深點(diǎn)淤積抬高，2016～2021年，洲尾右緣斷面最深點(diǎn)再次沖刷下切。

近期新濟(jì)洲河道處于沖淤交替態(tài)勢(shì)，隨著上游河道的變化及整治工程的實(shí)施，河勢(shì)總體上趨于穩(wěn)定。部分河段特別是左汊洲頭段及左汊中段處于主流貼岸區(qū)，深槽貼岸，岸坡較陡，水下存在歷史上拋石形成的凸出點(diǎn)，局部起伏較大，屬于崩岸易發(fā)的險(xiǎn)工段。

4 局部沖淤變化分析

4.1 新濟(jì)洲環(huán)洲沖淤變化

整治工程的實(shí)施改變了原有的河流邊界，局部河勢(shì)必然會(huì)有響應(yīng)性變化，且這種變化在不同量級(jí)洪水下會(huì)呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)。整治工程局部段河床演變分析采用2020年和2021年兩場(chǎng)不同量級(jí)洪水后的地形資料，在洪水的退水期及漲水期不同時(shí)期分析新濟(jì)洲環(huán)洲河床局部沖淤情況，分為2020年汛期至2020年汛后，2020年汛后至2021年汛期、2021汛期至2021汛后，2020汛期至2021汛后4種情況進(jìn)行沖淤計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

沖淤變化結(jié)果表明：新濟(jì)洲環(huán)洲在2020年洪水退水期總體沖淤上以淤積為主，但局部位置存在較大沖刷，沖深值達(dá)到了10 m以上，沖刷較大位置位于洲頭兩緣、右汊中汊及洲尾右緣；2021年洪水漲水期新濟(jì)洲環(huán)洲總體沖淤平衡，洲頭兩緣及右汊中段仍存在較大沖刷。2021年洪水退水期新濟(jì)洲環(huán)洲總體以沖刷為主，洲頭兩緣、左汊中段、右汊中上段及洲尾右緣均存在較大沖刷；2020年到2021年洪水后新濟(jì)洲環(huán)洲總體以沖刷為主，沖刷主要位于洲頭左右緣，洲頭左緣形成了600 m×165 m范圍的沖刷坑，最大沖刷達(dá)17.2 m。右緣護(hù)岸前沿位置形成了630 m×190 m范圍的沖刷坑，最大沖刷達(dá)到了18.5 m。

4.2 工程局部沖淤變化

根據(jù)新濟(jì)洲汊道整治工程分布情況，對(duì)汊道劃區(qū)域進(jìn)行沖淤分析，分析范圍如圖4所示，分為洲頭、左汊1、右汊1、右汊2。

4.2.1 洲 頭

（1） 沖淤分布。洲頭2021年汛期到汛后，總體上沖刷約0.44 m，沖刷量為47.75萬(wàn)m3。洲頭兩緣護(hù)岸前沿沖刷較為嚴(yán)重。沖刷最深處位于洲頭右緣護(hù)岸前沿，達(dá)到9.8 m。洲頭區(qū)域深槽區(qū)沖刷較為劇烈，近岸邊坡位置沖淤變化較小。

（2） 平面變化。洲頭區(qū)域0 m岸線有一定的沖退，左右緣0 m岸線有一定的外淤。如圖5所示，洲頭左緣XJZL01至XJZL02斷面間-20 m深槽，位于護(hù)岸前沿，目前深槽右緣線與2021年護(hù)岸工程前沿線基本重疊。2020年汛后-20 m上、下2個(gè)深槽貫通形成1個(gè)大范圍深槽，深槽右緣向岸邊逼近約50 m，面積較汛期擴(kuò)大了90%；2021年汛期該深槽淤積縮小了30%，但深槽右緣仍處于向岸邊發(fā)展逼近的趨勢(shì)中。2021年汛后，該深槽左右緣沖刷擴(kuò)大，面積擴(kuò)大了75.3%。槽體右緣持續(xù)向岸邊逼近，與2021年護(hù)岸工程前沿線基本重疊。XJZL02斷面下游-20 m深槽范圍為840 m×160 m，深槽右緣穩(wěn)定在護(hù)岸前沿線位置，基本穩(wěn)定，左緣在2020年汛后左沖了43 m，面積擴(kuò)大了76.6%。2021年汛期左緣淤積右移74.6 m，面積縮小了34.3%。2021年汛后左緣左沖30 m，面積擴(kuò)大了9.9%。

洲頭右緣在2021年汛期沖刷初現(xiàn)-20 m深槽。2021年汛期范圍為200 m×100 m，汛后沖刷擴(kuò)大，該深槽面積擴(kuò)大了60%。

洲頭區(qū)域-30 m深槽位于洲頭右緣XJZR01斷面上，于2021年汛后沖刷出現(xiàn)，目前范圍為73 m×35 m，左緣最近距離護(hù)岸前沿約46 m；2022年汛前洲頭右緣深坑總體變化不大。

（3） 斷面變化。新生洲頭導(dǎo)流壩于2015年實(shí)施完工，施工后洲頭右緣導(dǎo)流壩下游XJZR01斷面近期以來(lái)保持持續(xù)沖刷，2015～2019年沖刷下切幅度較小，年平均下切約1.3 m。由于護(hù)岸工程的保護(hù)作用，沖刷坑逐漸向遠(yuǎn)岸位置移動(dòng)至護(hù)岸工程前沿。到2020年汛期，此時(shí)沖刷坑位置位于護(hù)岸工程前沿，失去了護(hù)岸工程的保護(hù)作用，加上2020年流域性大洪水沖刷，XJZR01斷面發(fā)生明顯沖刷下切，約5 m。如圖6所示，該沖刷坑最深點(diǎn)在2020年汛后下切1.5 m，2021年汛期下切約10.5 m，2021年汛后下切約4.8 m，2022年3月，深坑最深點(diǎn)已停止進(jìn)一步切深，但近岸部位-10 m至深槽河坡仍有輕微沖刷下切。工程實(shí)施以來(lái)，深槽位置總體上表現(xiàn)為大幅下切，目前最深點(diǎn)較導(dǎo)流壩實(shí)施初期已下切了約25 m。

如圖7所示：洲頭左緣XJZL01斷面在2020年汛期有個(gè)水下鼓包，在2020年汛后漸漸沖平，岸坡處有一定沖刷右移。2021年汛期邊坡整體下切，平均切深約4.5 m。2021年汛后該斷面邊坡進(jìn)一步下切，平均切深4 m。洲頭左緣XJZL02斷面邊坡呈沖淤交替態(tài)勢(shì)，移動(dòng)幅度不超過(guò)3 m，邊坡較為穩(wěn)定，但其深槽位置沖淤變化較大，2020年汛后下切1 m，2021年汛期淤高約4.5 m。2021年汛后下切約4.8 m?？傮w上深槽位置表現(xiàn)為下切。

（4） 邊坡比變化。洲頭近岸邊坡均緩于長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡經(jīng)驗(yàn)值。自2020年汛期以后，各斷面處于變陡趨勢(shì)中，發(fā)展至2021年各斷面部分區(qū)域邊坡已接近長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡值。XJZR01斷面-5 m以上邊坡較緩，-5 m以下位置邊坡較陡，隨著時(shí)間推移該區(qū)域邊坡進(jìn)一步變陡，有滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

洲頭護(hù)岸工程于2014年開(kāi)始實(shí)施，2021年對(duì)局部位置進(jìn)行了增補(bǔ)。由于護(hù)岸工程的保護(hù)作用，近岸部位總體穩(wěn)定，深槽位置長(zhǎng)期處于沖淤交替態(tài)勢(shì)，變化幅度較大，頻繁的沖淤轉(zhuǎn)變勢(shì)必會(huì)對(duì)護(hù)岸工程穩(wěn)定造成不利影響。2020年汛期以來(lái)左汊分流比小幅減小，洲頭右緣處于持續(xù)沖刷態(tài)勢(shì)。

由于洲頭右緣深坑的持續(xù)下切，相關(guān)部門對(duì)此保持高度警惕，于2022年3月對(duì)洲頭右緣進(jìn)行了水下地形測(cè)量。測(cè)圖顯示：該深坑在2022年汛前已停止了進(jìn)一步切深，但近岸部位-10 m至深槽河坡仍有輕微沖刷下切。

4.2.2 左汊1

（1） 沖淤分布。對(duì)比2021年汛期與2021年汛后測(cè)圖，左汊1平均沖刷厚度約1.18 m，沖刷量為70.48 萬(wàn)m3。沖刷最深處位于XJZL04斷面上，沖深約7.9 m。近岸呈沖淤交替分布，沖刷劇烈處位于深槽區(qū)。

（2） 平面變化。左汊1區(qū)域-20 m深槽貫穿整個(gè)區(qū)域，范圍為1 700 m×230 m。近期深槽槽首及右緣基本保持穩(wěn)定，變化之處在于槽首的上提下挫及左緣的左沖右淤。2021年汛后，槽首槽尾及右緣變化不大，槽左緣沖刷外擴(kuò)，深槽面積較汛期增長(zhǎng)了32.7%。

（3） 斷面變化。左汊1各典型斷面呈“V”形，近岸邊坡保持穩(wěn)定。深槽區(qū)近期來(lái)驟沖驟淤，XJZL04斷面變化最為明顯，在2020年汛后斷面有明顯的淤積抬高趨勢(shì)，深槽區(qū)整體淤高約6.8 m。2021年汛期該斷面持續(xù)淤高，深槽區(qū)整體淤高約6.2 m。在2021年汛后該斷面轉(zhuǎn)淤為沖，深槽區(qū)下切約6.2 m。整體上較2020年汛期淤高（圖7）。

（4） 邊坡比變化。左汊1近岸邊坡略緩于長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡值。岸坡比集中在1∶2.2～1∶7.0。4個(gè)測(cè)次顯示，該區(qū)域邊坡比變緩與變陡交替出現(xiàn)，岸坡比變化相對(duì)穩(wěn)定。該區(qū)域?yàn)楸栏C易發(fā)區(qū)，雖然岸坡比相對(duì)穩(wěn)定，但邊坡較陡，且坡腳處存在深坑，隨著深槽區(qū)的沖淤變化易造成邊坡失穩(wěn)進(jìn)而形成滑坡。

左汊1區(qū)域?yàn)槲鹘瓩M梗護(hù)岸段下段，該段屬南京河段二期河道整治工程，2006年底完成并發(fā)揮作用。該區(qū)域在2021年實(shí)施了應(yīng)急消險(xiǎn)工程。2020年汛期以來(lái)近岸岸線及深槽右緣邊界線總體、深槽區(qū)及槽尾沖淤變化頻繁。

4.2.3 右汊1

（1） 沖淤分布。對(duì)比2021年汛期和2021年汛后測(cè)圖，右汊1平均沖刷厚度約為1.56 m，沖刷約146萬(wàn)m3，最大沖深位于XJZR03位置，沖深約為6.04 m。

（2） 平面變化。-20 m深槽貫穿整個(gè)區(qū)域，深槽左緣貼岸下行，右緣走勢(shì)犬牙交錯(cuò)，槽首部分分布一些零星的-20 m深槽，左緣近期穿過(guò)整治工程。目前，深槽左緣較2020年汛期進(jìn)一步左移，范圍擴(kuò)大。

（3） 斷面變化。右汊1區(qū)域 XJZR02，XJZR03斷面近岸邊坡近期保持穩(wěn)定，-15 m以下深槽近期先淤后沖。XJZR04，XJZR05斷面邊坡有一定的下切和左移趨勢(shì)，幅度較小。-10 m以下深槽部分近期先淤后沖。右汊1局部區(qū)域近岸邊坡略陡于長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡值。該區(qū)域上游部分陡過(guò)下游部分，尤其是XJZR03局部區(qū)域目前已陡于長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡值，近期邊坡進(jìn)一步變陡，有一定滑坡風(fēng)險(xiǎn)。XJZR04及XJZR05斷面較上游情況略好，邊坡在幾個(gè)測(cè)次中逐漸變緩。

（4） 邊坡比變化。右汊1近岸整體偏陡，但由于近岸有工程保護(hù)作用，近期變化較小。2020年汛期以來(lái)右汊分流比小幅增大，深槽左移且面積沖大，縱向表現(xiàn)為驟沖驟淤。

4.2.4 右汊2

（1） 沖淤分布。對(duì)比2021年汛期和2021年汛后測(cè)圖，右汊2區(qū)域平均沖刷厚度約為0.40 m，沖刷量為49.99萬(wàn)m3，最大沖刷位置位于XJZR06斷面處，沖深約8.4 m。該區(qū)域近岸以淤積為主，沖刷嚴(yán)重處位于深槽側(cè)。

（2） 平面變化。該區(qū)域內(nèi)-20 m深槽左緣等高線走勢(shì)順滑，右緣槽灘交替，等高線走勢(shì)凌亂。沖刷變化為槽首與槽尾的上提和下挫，總體上該處深槽處于淤積縮小態(tài)勢(shì)。

（3） 斷面變化。右汊2各斷面形態(tài)近岸邊坡趨于穩(wěn)定，呈沖淤交替態(tài)勢(shì)，左右擺動(dòng)幅度較小。沖深較大處均位于坡腳及其外側(cè)，上游XJZR06，XJZR07斷面較下游變化劇烈。XJR06，XJZR07斷面深槽區(qū)在2020年汛后和2021年汛期有不同程度淤高。2021年汛后轉(zhuǎn)淤為沖，深槽區(qū)整體下切。

（4） 邊坡比變化。右汊2近岸邊坡整體上偏陡，從幾次邊坡比變化值來(lái)看，除XJZR06斷面變緩?fù)?，其余斷面均為變陡趨?shì)。XJZR07斷面目前已接近長(zhǎng)江下游穩(wěn)定岸坡值，XJZR08，XJZR09斷面坡腳處出存在深坑，目前情況并未得到改善，仍有一定的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

右汊2區(qū)域?yàn)樾聺?jì)州洲尾右緣護(hù)岸段，近期河勢(shì)變化主要表現(xiàn)為近岸穩(wěn)定，深槽區(qū)槽首及槽尾演變頻繁，深槽淤小。

5 沖淤變化成因分析

5.1 分流比影響

新濟(jì)洲汊道分流比變化受上游小黃洲河勢(shì)影響變化較大，小黃洲左汊分流比經(jīng)歷先衰后興。小黃洲分流比變化勢(shì)必會(huì)對(duì)新濟(jì)洲河勢(shì)造成影響。近年來(lái)，小黃洲與新濟(jì)洲左右汊分流比趨于穩(wěn)定，新濟(jì)洲汊道河勢(shì)總體上趨于穩(wěn)定，左汊分流比自2020年汛期以后穩(wěn)步減小，局部位置存在較大沖淤變化，特別是隨著右汊分流比的穩(wěn)步增加，洲頭右緣右汊沖刷增強(qiáng)，導(dǎo)流壩下游沖刷坑沖刷加劇。

5.2 洲體形狀影響

新濟(jì)洲面積約 8.5 km2，呈不規(guī)則的“三角形”形狀。受新生洲體形狀影響，經(jīng)洲頭導(dǎo)流作用進(jìn)入新濟(jì)洲汊道的左右汊水流均頂沖右岸，造成深槽均靠向右岸。左汊深槽逼近洲體，右汊深槽遠(yuǎn)離洲體。深槽區(qū)域受洪水影響作用較大，深槽區(qū)左汊1、右汊1、右汊2近期沖淤變化頻繁。

5.3 地質(zhì)土層影響

新濟(jì)洲為南京長(zhǎng)江上游段的江心沙洲，地貌屬于長(zhǎng)江下游沖積平原區(qū)，微地貌有堤內(nèi)沖積平原、漫灘、河道及沙洲。新濟(jì)洲汊道土層上部主要為粉土夾粉細(xì)砂，粉土夾粉質(zhì)黏土層屬于液化土層，地基液化等級(jí)為中等-嚴(yán)重，場(chǎng)地屬對(duì)建筑抗震不利地段［17］，泥沙抗沖能力差，河床穩(wěn)定較差。在遭遇2020年、2021年不同量級(jí)的洪水沖擊后，局部位置發(fā)生了明顯的沖淤變化。

5.4 非自然因素影響

新濟(jì)洲頭右緣的沖刷是受壩下沖刷普遍規(guī)律支配，工程建成后壩下雖保持持續(xù)沖刷，但年際切深較為均勻。2020年11月后非洪水期壩下游沖刷幅度陡然增大，不排除其他非自然因素的疊加影響。

5.5 整治工程初期調(diào)整影響

新濟(jì)洲護(hù)岸工程實(shí)施后，水動(dòng)力邊界改變，護(hù)岸工程位置局部河床存在自適應(yīng)性調(diào)整的需求。近岸由于工程的保護(hù)作用，總體上變化較小。但水流的動(dòng)力依然存在，會(huì)轉(zhuǎn)而影響深槽區(qū)，導(dǎo)致各個(gè)區(qū)域的深槽區(qū)沖淤變化頻繁［18］。洲頭、左汊1、右汊1、右汊2等局部區(qū)域?yàn)檎喂こ趟趨^(qū)，原本就存在灘槽交錯(cuò)現(xiàn)象，整治工程實(shí)施后局部河床沖淤演變更為雜亂。

6 結(jié) 語(yǔ)

河勢(shì)分析成果表明，新濟(jì)洲河段近期分流格局、主流走勢(shì)及近岸岸線總體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。環(huán)島近岸河床處于整治工程實(shí)施以來(lái)調(diào)整期，沖淤變化頻繁，部分河段特別是洲頭左緣段及左汊中段處于主流頂沖區(qū)，深槽貼岸，岸坡較陡，局部岸段水下存在歷史上拋石形成的水下土堆，局部存在一定起伏。

整治工程實(shí)施前5 a工程區(qū)下游局部河床整體呈相對(duì)均勻的單向沖刷反應(yīng)，但2020年退水期之后的劇烈沖刷，不排除由自然因素和人為因素疊加影響造成。根據(jù)近期加密監(jiān)測(cè)成果基本可以判斷深坑的縱向下切已接近極限，但深坑向四周擴(kuò)大進(jìn)而威脅壩體根基穩(wěn)定性的隱患仍需觀察。

目前，洲頭左右緣區(qū)域近期持續(xù)沖刷，已影響護(hù)岸工程的穩(wěn)定，建議水行政主管部門及時(shí)采取工程措施，進(jìn)一步加固護(hù)岸工程，以防已有護(hù)岸工程損毀的進(jìn)一步擴(kuò)大。新濟(jì)洲左右緣及洲尾區(qū)域情勢(shì)相對(duì)于洲頭區(qū)域較好，但近期仍有一定幅度沖淤變化，局部河勢(shì)變化也較為頻繁，建議加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果必要時(shí)采取工程加固措施。

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（編輯：李 慧）

Analysis of river regime response in initial stage of Xinjizhou River Regulation Project of Nanjing reach of Yangtze River

WU Zhangyong，CAO Shuang，SHI Changle

（Lower Changjiang River Bureau of Hydrological and Water Resources Survey，Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Nanjing 210011，China）Abstract：

The regulation projects of Nanjing Xinjizhou reach of Yangtze River had changed original river boundary and affected local river regime to a certain extent.After the regional flood in 2020，it is necessary to study the adjustment of river regime responsiveness in terms of the safety and stability of the regulation projects and the change of river regime.Based on the regulation engineering scheme and implementation time，the river regime evolution analysis of Xinjizhou branch section，recent flow situation，combined with measured 1∶2 000 scale monitoring results，the erosion and deposition changes of Nanjing Xinjizhou reach of Yangtze River under floods of different magnitudes in early stage of the regulation projects were studied from the aspects of plane and section changes，distribution of erosion and deposition and riverbank slope change.The cause of erosion and deposition change was analyzed.The results showed that the macro river regime of Xinjizhou reach was in alternating state of erosion and deposition.The recent river regime changes of left branch 1，right branch 1 and right branch 2 in the regulation area were within the normal range of river bed adjustment；shoreline and embankments would remain relatively safe in the near future.The analysis results can provide technical reference for water administrative departments in project management and emergency management.

Key words：

river regime analysis； erosion and deposition change； river regulation； Nanjing reach of Yangtze River

收稿日期：

2022-05-18

作者簡(jiǎn)介：

吳張勇，男，工程師，碩士，主要從事河道整治、水資源分析與論證工作。E-mail：760994570@qq.com