长江镇扬河段世业洲汊道近期演变与整治对策

   2023-08-21 互联网2470
核心提示:  摘要:世业洲汊道上承仪征水道,下接六圩弯道,百余年来支汊在左、主汊在右的状况未发生改变,但汊道从稳定到左汊缓慢发展、

  摘要:世业洲汊道上承仪征水道,下接六圩弯道,百余年来支汊在左、主汊在右的状况未发生改变,但汊道从稳定到左汊缓慢发展、右汊相应萎缩的变化十分清晰。从分流比、断面要素等方面分析了长江镇扬河段世业洲汊道近期河床演变情况,概述了近期汊道整治情况,指出了汊道目前存在的问题与不利影响,根据和畅洲汊道整治教训,进一步提出世业洲汊道整治对策。

  长江镇(江)扬(州)河段位于江苏省境内,上起三江口承南京河段,下迄五峰山接扬中河段,全长73.7 km。本河段为江心洲河型,自上而下由仪征水道、世业洲汊道、六圩弯道、和畅洲汊道和大港弯道组成。

  河段河道右岸临宁镇山脉北麓,除龙门口岸段为冲积层外,其余为下蜀黄土阶地,抗冲性强,岸线较稳定或呈淤积状态。左岸上端靠近蜀岗山脉,抗冲性较强,中下段为广阔的河漫滩,抗冲性弱。河段内世业洲洲体、和畅洲汊道左岸及洲体土质最差,易受水流冲蚀,常发生严重崩岸。

  河段属感潮河段,(焦山)距长江河口367 km,距上游感潮界点大通水文站316 km。河段内无水文控制站,上游径流来量采用大通水文站资料,误差不大于10%,平均为5%。

  河段内高潮时纵向流速最小仅为半潮期间平均流速的60%左右,落潮时流速最大相当于半潮期间平均流速的130%左右,河段内测点最大流速3 m/s 左右。多年平均潮位2.67 m(黄海基面,下同),平滩水位3.6 m,造床流量45 000 m3/s,历年最高潮位6.69 m,最低潮位-0.65 m,最大潮差2.32 m。

  大通水文站实测多年平均流量28 900 m3/s,历史最大流量92 600 m3/s,最小流量4 620 m3/s,多年平均年径流量9 120 亿m3,多年平均年输沙量4.38 亿t,多年平均输沙率13 900 kg/s,多年平均含沙量0.5 kg/m3。

  一、世业洲汊道近期演变

  世业洲汊道上承仪征水道,下接六圩弯道,百余年来支汊在左、主汊在右的状况未发生改变,但汊道从稳定到左汊缓慢发展进而加速发展、右汊相应萎缩的变化十分清晰。

  从两汊分流比变化看,1976 年以前,由于上游仪征水道长期处于稳定状态,世业洲汊道的进流条件和平面形态变化不大,汊道整体稳定,左汊分流比基本稳定在20%以内。20 世纪70 年代中期至90 年代中期,由于受上游三江口凸嘴崩退导致陡山节点对水流控制作用弱化的影响,使洲头分流点大幅度下移左偏,改变了左汊的进流条件,世业洲汊道从基本稳定进入了左兴右衰的缓慢发展期,1997 年左汊分流比达到26.4%,年平均增幅接近0.3%。20世纪90 年代中期以来,受连续几次长江大水等因素影响,上游仪征水道左岸胥浦河口—泗源沟一线受水流冲刷崩退加剧,主流贴岸向左偏移,更加有利于左汊进流,左汊进入加速发展阶段,至2010 年8 月分流比达到38.5%,这期间年平均增幅0.93%。

  从平面形态变化看,汊道分流区左岸逐年冲刷后退,洲头及其左缘崩退或受冲,洲尾左缘冲退。右汊内虽然其右岸发生过窝崩或条崩,但经护岸后基本稳定,而其洲体右缘整体特别是下部淤涨十分突出。这些变化正验证了汊道左兴右衰,既是左兴右衰所致又反过来促使这一变化进程的加速。

  从两汊河床冲淤变化分析,总体呈现左冲右淤的态势,特别是1994 年后变化较为明显。左汊断面多年来表现为持续的冲深扩大,由宽浅向窄深发展,1976—2008 年,平均过水断面面积由4 913 m2 增至9 738 m2,扩大近一倍,平均河宽由763 m扩展为867 m,净增104 m,平均水深由6.9 m冲深为11.23 m,上升4.33 m。而右汊表现为萎缩,1976—2008 年间,平均过水断面面积减少2.3%,平均河宽减少108 m,河床平均淤高1.25 m。

  二、世业洲汊道存在的问题及不利影响

  1.存在的主要问题

  无论是从维持长江镇扬河段总体较为有利的河势和防洪保安方面而言,还是从兼顾世业洲汊道内左右两岸(镇江、扬州两市)经济社会发展需求与维持长江黄金航运水道通畅而论,都必须力保世业洲汊道现有河势(主汊在右、支汊在左)的稳定。现状是左汊已从缓慢发展阶段进入了持续较快的发展期,与现实要求完全相背。

  ①左汊分流比持续增加。2010年世业洲左汊分流比已上升到38.49%且仍处在发展中,若应对不及时极有可能如同和畅洲汊道发生主、支汊道易位,出现极为不利的后果。

  ②左汊入口断面持续冲深扩大,临近世业洲一侧深泓最深点高程已超过-35 m,相邻两冲刷坑不断冲深、扩展、下延、逼岸,且有贯通之势,更有利于左汊进流。左汊内河床断面发展趋势已与和畅洲左汊快速发展时期的情况类似。

  ③左汊中段深泓刷深逼岸,孤立小洲冲蚀加剧,岸线时有崩塌。世业洲左汊目前的深泓线走势由左汊口门靠洲头一侧逐渐向北过渡到对岸十二圩,沿北岸一侧下泄至土桥附近,再逐渐向世业洲尾左缘回摆,贴洲尾左缘下泄出左汊。河床等深线的刷深、孤立小洲的冲蚀及岸线的不断崩退进一步减轻了水流阻力,河床通流条件更加成熟,在反复作用下,形成恶性循环,加剧了左汊的进一步发展。这一发展状况类似和畅洲左汊1977 年的“鹅头切割”和1996 年后长江大流量作用下洲体左缘崩岸经常发生的情况。可以预见,在目前变化态势下仅靠世业洲左汊目前所采取的一般性的抛石护岸工程措施,仅在一定程度上维护岸线稳定而无法遏制左汊的快速发展,分流比在短期内就将突破40%关口。

  ④洲体南缘滩地大幅度淤涨,使右汊主航道宽度明显缩窄,不仅使汊道阻力增加,更威胁长江“黄金水道”的通畅和船舶航行的安全。

  ⑤两汊出口汇流点上提,龙门口下段(镇扬汽渡—引航道一线)冲刷加剧,瓜洲边滩南淤、下延。这一结果不仅加重镇江城西的防洪压力和影响镇扬两市在龙门口一带及六圩弯道段经济设施、民生设施(自来水取水口等)的长期正常运用,而且将加剧六圩弯道及和畅洲汊道的河势变化,引起一系列的不良反应。

  2.世业洲左汊发展的不利影响

  (1)对河势的不利影响

  世业洲汊道处在长江镇扬河段上部,其左汊发展、右汊相应衰退的变化必将对下游龙门口弯道下段、六圩弯道、和畅洲汊道带来新的变化、动荡。损害经过两期整治才得以形成的六圩弯道、和畅洲汊道比较稳定的态势,严重破坏下游河道整治成果。

  (2)对长江航运的不利影响

  世业洲右汊历来是长江主航道的组成部分,长江润扬大桥的兴建更确定了右汊主航道无法动摇的地位(均以右汊作为大轮主航道进行布置,左汊内桥梁净空限定只能满足3 000 t 以下船舶航行)。而左汊发展、右汊衰退(河床淤高、航道缩窄)严重威胁长江航运通畅。

  (3)对沿江经济和社会事业发展的不利影响

  改革开放以来,镇江、扬州两市经济建设和社会事业快速发展,很大程度上得益于长江丰富的水资源、稳定的岸线资源、优越的水运资源。经过多年的发展,两市沿江已布置了大量经济、民生设施,建成了一大批港口码头、电力、化工、机械、造船、建材等产业、企业和城镇取用水口等,在两市经济发展和社会保障中占有重要份额和突出地位、发挥着支柱性作用,而经济、社会持续发展有赖于长江河势和岸线的稳定。

  世业洲左汊持续、快速发展,不仅对汊道两岸众多设施正常运用构成威胁,更将由于其引发镇扬河段特别是下游河势动乱和岸线不稳给沿线更多设施造成严重影响。镇江老港由于长江河势变化从处于凹岸的深水良港变为受淤沙包围而被迫搬迁就是前车之鉴。

三、世业洲汊道整治对策

  对世业洲汊道的整治,要通过遏制左汊发展、维持右汊的主汊(分流、主航道)地位,达到满足左右岸经济、社会发展对岸线稳定和开发利用的要求、保障长江航运畅通、避免和减轻对下游河势的不利影响的目的。

  1.立足目前整治基础,确立整治目标

  长江镇扬河段先后实施了一、二期整治工程,更系统、全面的三期整治已经规划并报送上级水利部门。由于汊道河势在不同阶段处于不同的变化状况,工程总体规模限制以及在不同时期对世业洲汊道整治认识程度有异等原因,不同阶段对世业洲汊道整治提出的目标和要求也有所不同。

  近年在世业洲汊道陆续实施了一些崩岸治理和防汛抢险应急护岸工程,对控制崩岸扩大和防止护岸段新的崩岸发生产生了显著效果(特别是在对右汊内龙门口一带的治坍护岸和对世业洲头左缘护岸工程实施后,崩岸段的坍势得到了有效控制),客观上也对维护世业洲汊道河势稳定产生一定的正面影响,但由于其缺乏明确的河势控制目标和系统布置、工程强度不足、工程形式仅为平顺抛石等原因,对世业洲汊道河势的维持效果是有限的(世业洲汊道近期演变中的左兴右衰加速发展就是证明)。

  因而当下的整治应系统规划,明确整治目标。

  一期工程可研报告中仅提出必须防止右汊弯道岸线的崩退,既保护了汽渡口,又对下游六圩弯道起到稳定作用。

  二期工程规划中已经提出抑制世业洲汊道的缓慢发展。

  随着左汊加速发展和汊道河势的不利变化,三期整治工程规划中则进一步提出遏制世业洲左汊发展,维持右汊的主汊地位的整治目标和任务。

  2.加强协调,兼顾各方诉求

  世业洲汊道段左右两岸分属扬州市和镇江市,且涉及水利、交通航运、渔业等行业和众多厂矿企业,对汊道的治理还涉及上游南京河段尾部治理的统一规划,因此需以维持现有河势为出发点和落脚点,由上级水行政主管部门(长江水利委员会、江苏省水利厅)牵头,按照科学、客观的原则兼顾各方面的利益和合理要求进行统一规划和实施,在较短的时间内,以最有效的措施和相对较省的投入实现治理目标。

  3.通力协作,形成整体合力

  对世业洲汊道的整治,规划和试验研究阶段需由上级水行政主管部门统一安排和落实,镇江、扬州两市按上级要求和分工完成相关具体工作,只有围绕整治目标,理顺事权体系,通力合作,形成合力,才能有效推进汊道整治。4.把握时机,及时实施整治世业洲汊道已经从稳定期进入快速发展阶段,目前左汊分流比为38.49%,现在抓紧对汊道进行整治为时不算过晚,但也已迫在眉睫,若再延误时机,坐视汊道河势快速恶化,将来不仅整治成本大大增加,更无法逆转河势,重蹈丧失和畅洲汊道整治时机的覆辙,损失不可估量。

  5.实施控制性整治工程

  长江镇扬河段一、二期整治中,由于世业洲汊道尚处于稳定或左汊缓慢发展阶段,因而对世业洲汊道的治理未予考虑或未作重点安排,现世业洲左汊已进入快速发展阶段,应尽速全面规划和治理。过去在世业洲头和左汊内陆续实施了一些平顺抛石护岸和防汛抢险工程,对局部岸线的稳定和防止险情扩大起到一定作用,但针对汊道河势控制而言是远远不够的。对世业洲汊道的治理,应从对上游三江口护岸入手防止主流顶冲点继续下移,同时加强对世业洲汊道分流区左岸守护以避免左汊入流更加顺畅,对世业洲左缘和对岸受冲刷部位进行护岸防止左汊河床受冲刷和快速扩大。需要特别指出的是这些护岸是治理世业洲汊道的必要工程,但即使全部实施了也不足以维持世业洲汊道现有河势(和畅洲汊道已发生过这样的状况),根本的措施是在实施这些护岸的同时,推进世业洲左汊内的控制性工程措施,即在满足左汊内基本通航水深要求(-10 m即可)以有利于左汊两岸开发利用的前提下,尽快规划和实施左汊口门潜坝工程(长江水利委员会长江科学院已做过较深入的试验研究),控制左汊进一步发展,以利于岸线开发利用、防洪安全、下游河势稳定和长江航运通畅。

  参考文献:

  [1] 罗海超.长江镇扬河段与镇江港的整治历程及其得失[J].长江志,2003(3).

  [2] 徐沛初.长江下游干流镇扬河段河床演变分析[R].水电部长江流域规划办公室南京河床实验站,1983.

  [3] 罗海超,郭保仪.长江南京河段、镇扬河段整治工程可行性研究报告[R].长江水利水电科学研究院,1984.

  [4] 余文畴,夏细禾.长江镇扬河段二期整治工程可行性研究报告[R].长江科学院,1998.

  [5] 卢金友,林木松.长江镇扬河段三期整治工程可行性研究报告[R].长江科学院,2008.

  作者简介:张增发(1957—),男,主任,高级工程师,主要从事长江河道演变与整治研究。


 
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