張增發,杭建國,竇 臻
(江蘇省鎮江市長江河道管理處,212003,鎮江)
長江鎮揚河段世業洲汊道近期演變與整治對策
張增發,杭建國,竇 臻
(江蘇省鎮江市長江河道管理處,212003,鎮江)
世業洲汊道上承儀征水道,下接六圩彎道,百余年來支汊在左、主汊在右的狀況未發生改變,但汊道從穩定到左汊緩慢發展、右汊相應萎縮的變化十分清晰。從分流比、斷面要素等方面分析了長江鎮揚河段世業洲汊道近期河床演變情況,概述了近期汊道整治情況,指出了汊道目前存在的問題與不利影響,根據和暢洲汊道整治教訓,進一步提出世業洲汊道整治對策。
長江;世業洲;演變;整治;對策
長江鎮(江)揚(州)河段位于江蘇省境內,上起三江口承南京河段,下迄五峰山接揚中河段,全長73.7 km。本河段為江心洲河型,自上而下由儀征水道、世業洲汊道、六圩彎道、和暢洲汊道和大港彎道組成。
河段河道右岸臨寧鎮山脈北麓,除龍門口岸段為沖積層外,其余為下蜀黃土階地,抗沖性強,岸線較穩定或呈淤積狀態。左岸上端靠近蜀崗山脈,抗沖性較強,中下段為廣闊的河漫灘,抗沖性弱。河段內世業洲洲體、和暢洲汊道左岸及洲體土質最差,易受水流沖蝕,常發生嚴重崩岸。
河段屬感潮河段,(焦山)距長江河口367 km,距上游感潮界點大通水文站316 km。河段內無水文控制站,上游徑流來量采用大通水文站資料,誤差不大于10%,平均為5%。
河段內高潮時縱向流速最小僅為半潮期間平均流速的60%左右,落潮時流速最大相當于半潮期間平均流速的130%左右,河段內測點最大流速3m/s左右。多年平均潮位2.67m(黃海基面,下同),平灘水位3.6m,造床流量 45000m3/s,歷年最高潮位6.69m,最低潮位-0.65m,最大潮差2.32m。
大通水文站實測多年平均流量28900m3/s,歷史最大流量92600m3/s,最小流量4620m3/s,多年平均年徑流量9120億m3,多年平均年輸沙量4.38億t,多年平均輸沙率13900kg/s,多年平均含沙量0.5 kg/m3。
世業洲汊道上承儀征水道,下接六圩彎道,百余年來支汊在左、主汊在右的狀況未發生改變,但汊道從穩定到左汊緩慢發展進而加速發展、右汊相應萎縮的變化十分清晰。
從兩汊分流比變化看,1976年以前,由于上游儀征水道長期處于穩定狀態,世業洲汊道的進流條件和平面形態變化不大,汊道整體穩定,左汊分流比基本穩定在20%以內。20世紀70年代中期至90年代中期,由于受上游三江口凸嘴崩退導致陡山節點對水流控制作用弱化的影響,使洲頭分流點大幅度下移左偏,改變了左汊的進流條件,世業洲汊道從基本穩定進入了左興右衰的緩慢發展期,1997年左汊分流比達到26.4%,年平均增幅接近0.3%。20世紀90年代中期以來,受連續幾次長江大水等因素影響,上游儀征水道左岸胥浦河口—泗源溝一線受水流沖刷崩退加劇,主流貼岸向左偏移,更加有利于左汊進流,左汊進入加速發展階段,至2010年8月分流比達到38.5%,這期間年平均增幅0.93%。
從平面形態變化看,汊道分流區左岸逐年沖刷后退,洲頭及其左緣崩退或受沖,洲尾左緣沖退。右汊內雖然其右岸發生過窩崩或條崩,但經護岸后基本穩定,而其洲體右緣整體特別是下部淤漲十分突出。這些變化正驗證了汊道左興右衰,既是左興右衰所致又反過來促使這一變化進程的加速。
從兩汊河床沖淤變化分析,總體呈現左沖右淤的態勢,特別是1994年后變化較為明顯。左汊斷面多年來表現為持續的沖深擴大,由寬淺向窄深發展,1976—2008年,平均過水斷面面積由4913m2增至9738m2,擴大近一倍,平均河寬由763m擴展為867m,凈增104m,平均水深由6.9 m沖深為11.23 m,上升4.33 m。而右汊表現為萎縮,1976—2008年間,平均過水斷面面積減少2.3%,平均河寬減少108m,河床平均淤高1.25m。
無論是從維持長江鎮揚河段總體較為有利的河勢和防洪保安方面而言,還是從兼顧世業洲汊道內左右兩岸(鎮江、揚州兩市)經濟社會發展需求與維持長江黃金航運水道通暢而論,都必須力保世業洲汊道現有河勢(主汊在右、支汊在左)的穩定。現狀是左汊已從緩慢發展階段進入了持續較快的發展期,與現實要求完全相背。
①左汊分流比持續增加。2010年世業洲左汊分流比已上升到38.49%且仍處在發展中,若應對不及時極有可能如同和暢洲汊道發生主、支汊道易位,出現極為不利的后果。
②左汊入口斷面持續沖深擴大,臨近世業洲一側深泓最深點高程已超過-35 m,相鄰兩沖刷坑不斷沖深、擴展、下延、逼岸,且有貫通之勢,更有利于左汊進流。左汊內河床斷面發展趨勢已與和暢洲左汊快速發展時期的情況類似。
③左汊中段深泓刷深逼岸,孤立小洲沖蝕加劇,岸線時有崩塌。世業洲左汊目前的深泓線走勢由左汊口門靠洲頭一側逐漸向北過渡到對岸十二圩,沿北岸一側下泄至土橋附近,再逐漸向世業洲尾左緣回擺,貼洲尾左緣下泄出左汊。河床等深線的刷深、孤立小洲的沖蝕及岸線的不斷崩退進一步減輕了水流阻力,河床通流條件更加成熟,在反復作用下,形成惡性循環,加劇了左汊的進一步發展。這一發展狀況類似和暢洲左汊1977年的 “鵝頭切割”和1996年后長江大流量作用下洲體左緣崩岸經常發生的情況。可以預見,在目前變化態勢下僅靠世業洲左汊目前所采取的一般性的拋石護岸工程措施,僅在一定程度上維護岸線穩定而無法遏制左汊的快速發展,分流比在短期內就將突破40%關口。
④洲體南緣灘地大幅度淤漲,使右汊主航道寬度明顯縮窄,不僅使汊道阻力增加,更威脅長江“黃金水道”的通暢和船舶航行的安全。
⑤兩汊出口匯流點上提,龍門口下段 (鎮揚汽渡—引航道一線)沖刷加劇,瓜洲邊灘南淤、下延。這一結果不僅加重鎮江城西的防洪壓力和影響鎮揚兩市在龍門口一帶及六圩彎道段經濟設施、民生設施(自來水取水口等)的長期正常運用,而且將加劇六圩彎道及和暢洲汊道的河勢變化,引起一系列的不良反應。
(1)對河勢的不利影響
世業洲汊道處在長江鎮揚河段上部,其左汊發展、右汊相應衰退的變化必將對下游龍門口彎道下段、六圩彎道、和暢洲汊道帶來新的變化、動蕩。損害經過兩期整治才得以形成的六圩彎道、和暢洲汊道比較穩定的態勢,嚴重破壞下游河道整治成果。
(2)對長江航運的不利影響
世業洲右汊歷來是長江主航道的組成部分,長江潤揚大橋的興建更確定了右汊主航道無法動搖的地位(均以右汊作為大輪主航道進行布置,左汊內橋梁凈空限定只能滿足3000t以下船舶航行)。而左汊發展、右汊衰退(河床淤高、航道縮窄)嚴重威脅長江航運通暢。
(3)對沿江經濟和社會事業發展的不利影響
改革開放以來,鎮江、揚州兩市經濟建設和社會事業快速發展,很大程度上得益于長江豐富的水資源、穩定的岸線資源、優越的水運資源。經過多年的發展,兩市沿江已布置了大量經濟、民生設施,建成了一大批港口碼頭、電力、化工、機械、造船、建材等產業、企業和城鎮取用水口等,在兩市經濟發展和社會保障中占有重要份額和突出地位、發揮著支柱性作用,而經濟、社會持續發展有賴于長江河勢和岸線的穩定。世業洲左汊持續、快速發展,不僅對汊道兩岸眾多設施正常運用構成威脅,更將由于其引發鎮揚河段特別是下游河勢動亂和岸線不穩給沿線更多設施造成嚴重影響。鎮江老港由于長江河勢變化從處于凹岸的深水良港變為受淤沙包圍而被迫搬遷就是前車之鑒。
對世業洲汊道的整治,要通過遏制左汊發展、維持右汊的主汊(分流、主航道)地位,達到滿足左右岸經濟、社會發展對岸線穩定和開發利用的要求、保障長江航運暢通、避免和減輕對下游河勢的不利影響的目的。
長江鎮揚河段先后實施了一、二期整治工程,更系統、全面的三期整治已經規劃并報送上級水利部門。由于汊道河勢在不同階段處于不同的變化狀況,工程總體規模限制以及在不同時期對世業洲汊道整治認識程度有異等原因,不同階段對世業洲汊道整治提出的目標和要求也有所不同。
近年在世業洲汊道陸續實施了一些崩岸治理和防汛搶險應急護岸工程,對控制崩岸擴大和防止護岸段新的崩岸發生產生了顯著效果(特別是在對右汊內龍門口一帶的治坍護岸和對世業洲頭左緣護岸工程實施后,崩岸段的坍勢得到了有效控制),客觀上也對維護世業洲汊道河勢穩定產生一定的正面影響,但由于其缺乏明確的河勢控制目標和系統布置、工程強度不足、工程形式僅為平順拋石等原因,對世業洲汊道河勢的維持效果是有限的 (世業洲汊道近期演變中的左興右衰加速發展就是證明)。
因而當下的整治應系統規劃,明確整治目標。
一期工程可研報告中僅提出必須防止右汊彎道岸線的崩退,既保護了汽渡口,又對下游六圩彎道起到穩定作用。
二期工程規劃中已經提出抑制世業洲汊道的緩慢發展。
隨著左汊加速發展和汊道河勢的不利變化,三期整治工程規劃中則進一步提出遏制世業洲左汊發展,維持右汊的主汊地位的整治目標和任務。
世業洲汊道段左右兩岸分屬揚州市和鎮江市,且涉及水利、交通航運、漁業等行業和眾多廠礦企業,對汊道的治理還涉及上游南京河段尾部治理的統一規劃,因此需以維持現有河勢為出發點和落腳點,由上級水行政主管部門 (長江水利委員會、江蘇省水利廳)牽頭,按照科學、客觀的原則兼顧各方面的利益和合理要求進行統一規劃和實施,在較短的時間內,以最有效的措施和相對較省的投入實現治理目標。
對世業洲汊道的整治,規劃和試驗研究階段需由上級水行政主管部門統一安排和落實,鎮江、揚州兩市按上級要求和分工完成相關具體工作,只有圍繞整治目標,理順事權體系,通力合作,形成合力,才能有效推進汊道整治。
世業洲汊道已經從穩定期進入快速發展階段,目前左汊分流比為38.49%,現在抓緊對汊道進行整治為時不算過晚,但也已迫在眉睫,若再延誤時機,坐視汊道河勢快速惡化,將來不僅整治成本大大增加,更無法逆轉河勢,重蹈喪失和暢洲汊道整治時機的覆轍,損失不可估量。
長江鎮揚河段一、二期整治中,由于世業洲汊道尚處于穩定或左汊緩慢發展階段,因而對世業洲汊道的治理未予考慮或未作重點安排,現世業洲左汊已進入快速發展階段,應盡速全面規劃和治理。過去在世業洲頭和左汊內陸續實施了一些平順拋石護岸和防汛搶險工程,對局部岸線的穩定和防止險情擴大起到一定作用,但針對汊道河勢控制而言是遠遠不夠的。對世業洲汊道的治理,應從對上游三江口護岸入手防止主流頂沖點繼續下移,同時加強對世業洲汊道分流區左岸守護以避免左汊入流更加順暢,對世業洲左緣和對岸受沖刷部位進行護岸防止左汊河床受沖刷和快速擴大。需要特別指出的是這些護岸是治理世業洲汊道的必要工程,但即使全部實施了也不足以維持世業洲汊道現有河勢(和暢洲汊道已發生過這樣的狀況),根本的措施是在實施這些護岸的同時,推進世業洲左汊內的控制性工程措施,即在滿足左汊內基本通航水深要求(-10m即可)以有利于左汊兩岸開發利用的前提下,盡快規劃和實施左汊口門潛壩工程 (長江水利委員會長江科學院已做過較深入的試驗研究),控制左汊進一步發展,以利于岸線開發利用、防洪安全、下游河勢穩定和長江航運通暢。
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責任編輯 張智吾
The recent evolution and management of Shiyezhou channel in Zhenyang reach of the Yangtze River
Zhang Zengfa, Hang Jianguo, Dou Zhen
Shiyezhou bifurcated channel connects Yizheng waterway at the upper part and Liuyu bend channel at the lower part.The situation of branch channel in the left and main channel in the right was unchanged in the over past 100years.But it is obvious that the channel is changed from stable to the slower development of the left branches and the corresponding atrophy of the right branch.In this paper,the recent river evolution of Shiyezhou bifurcated channel at Zhenyang section of the Yangtze River is analyzed from the aspects of diversion ratio and cross section,the recent channel regulation is summarized and the existing problems and adverse effect are pointed out.The countermeasures for Shiyezhou channel regulation in line with lessons learnt from the Hechangzhou channel regulation is further put forward.
the Yangtze River; Shiyezhou; evolution; regulation; countermeasures
張增發(1957—),男,主任,高級工程師,主要從事長江河道演變與整治研究。
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1000-1123(2011)04-0032-03
2011-01-18