刁天仁
(安徽省地質礦產勘查局第二水文工程地質勘查院,安徽蕪湖 241000)
關健詞:長江干流馬鞍山段岸帶;主要地質環境問題;河道演變;岸帶崩塌;岸帶淤積;河段感潮;防治對策建議
2016 年1 月5 日,習近平總書記在推動長江經濟帶發展座談會上強調:長江是中華民族的母親河,也是中華民族發展的重要支撐。推動長江經濟帶發展必須從中華民族長遠利益考慮,走生態優先、綠色發展之路,要優化已有岸線使用效率,把水安全、防洪、治污、港岸、交通、景觀等融為一體,抓緊解決沿江工業、港口岸線無序發展的問題。中央有關負責同志也指出:長江要共抓大保護、不搞大開發,堅持生態優先、綠色發展的原則,建立科學的長江生態環境標準體系。安徽省委省政府表示:長江安徽段要堅持生態優先、綠色發展,堅持共抓大保護、不搞大開發,在空間上把牢“三道防線”,科學劃定1km、5km、15km三道生態防線,著力從源頭上堵住污染,在領域上把握“三個重點”,實現水更清、岸更綠、產業優。
長江干流馬鞍山岸帶總長88.048km,其中左岸自和縣西梁山至烏江駟馬河口修建了和縣江堤,全長54.948km。右岸自蕪當交界起至馬鞍山的貓子山為馬鞍山江堤,總長31.8km。馬鞍山段岸線已利用長度約28km,約占岸線總長的37%,主要為港口、工業、倉儲等。近些年來,隨著馬鞍山市經濟的不斷發展,沿江大堤、港口、河道工程以及馬鞍山長江大橋的建設等一系列人類工程活動對馬鞍山河段的地質環境影響較大,環境問題較多。
馬鞍山江段平面形態兩頭窄、中間寬,呈藕節狀,屬于兩端束窄、中間展寬的順直分汊型河段,汊道眾多是該江段的特點。近期以來,受上游河勢變化影響,馬鞍山江段經歷了河道右移、主流擺動,洲灘淤長、并靠與江岸反復沖淤的演變過程(圖1)。表現明顯的有以下幾處河道:
(1)明清以前江心洲右汊曾為主汊,約在明末清初,右汊開始衰退,左汊逐漸發展為主汊。
(2)黃洲老灘洲頭沖刷下移,洲尾淤積下延,洲體并向左岸,成為后來的大黃洲,在其上游又淤出黃洲新灘,并逐漸淤積形成現在的小黃洲。
(3)江心洲河段左汊主汊道繼續發育,右汊進-步衰退;1934年大黃洲已完全并岸,恒興洲、神農洲也相繼并岸,此時烏江河段左汊過水面積縮窄,右汊有所發展,但主流仍經左汊。
(4)20世紀60年代以前,左汊主流自江心洲左緣向左岸過渡,過渡段遠離小黃洲洲頭。60 年代至70年代初,主流過渡段逐漸向下游移動,從江心洲中部向左岸太陽河過渡。上深槽由江心洲頭—太陽河段逐漸彎曲、右擺下延,緊貼右岸的江心洲左緣;下深槽左移下延,沿左岸的太陽河向下延伸,與小黃洲右汊深槽相連;目前,左汊河勢與70年代初的河勢十分相近,河道處于并不十分穩定時期。過渡段的下移引起了牛屯河邊灘逐年下移,彭興洲、江心洲頭及左緣不斷崩退。近幾年來,過渡段的位置變化不大,基本穩定在姥下河與太陽河之間,彭興洲頭、江心洲外緣基本趨于穩定,略有沖刷;上、下何家洲趨于穩定;心灘整體上在緩慢向下游移動。左岸牛屯河邊灘繼續淤長下移,灘面開始出現串溝,并且逐年發展。

圖1 長江馬鞍山河道變遷圖Figure 1.Changes of the Ma’anshan section of the Yangtze River channel
總之,馬鞍山河段的歷史演變過程,從宏觀上具有長江中下游分汊河道的共同特征:江心洲合并或并岸,支汊數目減少,河槽逐步束窄。
馬鞍山河段,本段左汊為主泓,受上游東梁山挑流作用,左岸受到較強的沖刷,岸帶不穩定,另外,江心洲和小黃洲之間,因受汊江的分流頂沖,岸線受到強烈侵蝕,局部也出現不穩定現象。
根據安徽省地勘局第二水文工程地質勘查院2019年1月提交《長江干流馬鞍山段岸帶地質環境調查評價報告》,馬鞍山河段崩岸類型有窩崩,條崩和洗崩;崩岸的強度有強崩和弱崩,產生崩岸的主要位置在左岸(圖2)。

圖2 江心洲以下河段崩淤對比圖(1984~2015)Figure 2.Comparison of collapses and siltations downstream from the Jiangxinzhou(1984-2015)
河道及岸帶淤積是馬鞍山江段最明顯的環境地質問題,淤積的表現可分為岸帶淤積和河道淤積;
2.3.1 岸帶淤積
馬鞍山江段岸帶淤積左右岸及長江心灘都有分布。
左岸:主要出現在西梁山至牛屯河口以下,自二十世紀六、七十年代初便出現淤積,以后不斷下移至牛屯河口以下,現淤積帶已下延約12km,最寬處達1.2km。
右岸:有兩段;南段位于青山河口南,長約8km,主要表現為沿岸帶生成斷續的窄條狀的小心灘,有逐漸擴大之勢。北段則出現在九華山至薛家凹(1 號碼頭)一帶,主要表現是沿岸帶往西淤積,據當地船民觀測,每年大約向西淤長約0.2m。
心灘:出現淤積的有3 個。小黃洲洲尾淤積繼續向下延伸;何家洲洲頭及左緣淤積繼續發展;彭興洲洲尾右岸逐漸生成一長約300m、寬約50~60m 的淤積帶,表面高程約4~5m。
2.3.2 河道淤積
馬鞍山江段的河道淤積,左汊和右汊都存在,總體是右汊多于左汊。左漢則出現在烏江河道,自馬和汽渡往北,一些河道根本無法行船,一到枯水期或水位在4m左右時,河道便露灘,一些小沙洲此時和江岸相連。右汊自南向北,彭興洲洲頭右側河道中已淤起兩個潛洲,表面高程約4m左右;九華山至何家洲之間的河道,河道淤淺至水深不足2m;馬鞍山碼頭群一帶,也因河道淤淺,碼頭棧橋不得不向長江延伸很遠。
馬鞍山江段是感潮河段,感潮江段下起吳松口、上至本江段以上167km。馬鞍山的最高潮位發生在汛期,最低潮位發生在枯期。年內最高潮位在5月到9月間均可發生,最早出現在5月22日(1958年),最遲發生在9月13日(1961年),大部分發生在7、8、9三個月中。年內最低潮位在12 月到次年的3 月間均可發生,最早發生在12月23日(1992年),最遲發生在3月30日(1954年),大部分出現在12月下旬到2月上旬。枯季最低潮位在馬鞍山以下主要由潮汐控制,加上冬季季風的綜合作用,其最低潮位在時間上的出現就比較均勻,變幅也小。
3.1.1 防治對策
(1)河道演變受上游河段變化及其它自然因素影響密切相關,一般人為難以控制,馬鞍山河段要注意蕪裕河段的河道演變動態,一旦上游河道出現變化,處在下游的馬鞍山河段就應采取應對措施。馬鞍山河段的有利條件是東、西梁山能控制河道進口段的擺動幅度,但不能約束上游的來水來沙的變化,一旦來水來沙有增減,在磯頭挑流的作用下,特別是西梁山,容易對下游的江心洲洲頭產生頂沖和侵蝕,這樣可能會使江心洲洲頭崩退下挫,從而改變洲頭兩側河道的分流比,影響左汊主河道的功能。
因此,一是要加強對江心洲洲頭的守護,釆取防沖刷措施;二是嚴禁在洲頭一帶的河道進行采砂,因這樣易引起洲頭直接失穩或河床在再造過程中,引發洲頭失穩而崩塌。
(2)慎重設置人工磯頭。經驗證明,設置人工磯頭對河道演變往往有牽一發而動全身的因果效應,如本河段右岸碼頭過多,特別是在彭興洲洲頭右汊船廠及碼頭形成的磯頭,將水流挑向左汊,使右汊分流比逐漸減少,造成右汊河道因淤積而萎縮。
3.1.2 建議
(1)岸段內洲頭洲尾治理,邊灘拋石護岸等工程治理,都是在設置人工磯頭,民間和地方不能隨意進行,而應由河道部門論證后統一規劃實施。
(2)東梁山北側形成的淤積沙灘,加強了東梁山的挑流作用,建議有關部門采取工程措施,清除或縮小這片沙灘,以利增加右汊的分流比,減少或消除彭興洲洲頭右汊逐漸萎縮現象。
3.2.1 防治對策
(1)以崩岸環境系統為單元進行系統治理。馬鞍山河段主要崩岸帶在左汊的太陽河口至石跋河口這一段,治理時可將這一河段作為一個整體,制定一個系統的治理方案,避免頭疼醫頭,腳疼醫腳的被動治崩方式。
(2)在治理前一個崩岸時,要慎重采用拋石或丁壩工程,這是因為此處的拋石和丁壩所起的挑流作用,往往又成為下一個崩岸的形成條件。
(3)采用治崩與治淤相結合。因為河床演變總是朝著其相對平衡的方向發展,本河段左汊上游牛屯河口至太陽河口的淤積,必然導致河床變窄,河床為了保持其平衡狀態,會在下游或對岸加強侵蝕和崩岸來達到其展寬的目的。因此,崩岸治理應該在分析與崩岸相關的淤積作用基礎上,把治崩和治淤有機結合起來,才能從根本上解決崩岸問題。
(4)以固岸和河道治理相結合的綜合治理模式。崩岸的發生與岸帶巖性特征和水流狀態這兩個因素有關,因此,掌握河道演變規律和發展趨勢,把護岸工程和河道控制工程(人工控流、堵汊和疏浚)等結合起來,要在充分論證的基礎上,才能進行工程實施。
3.2.2 建議
(1)嚴格控制左汊太陽河口至石跋河口之間的河道采砂活動,同時也應杜絕江心洲、彭興洲的洲頭、洲尾及江心洲左岸附近的采砂行為,因為以往的不合理采砂活動,已導致江心洲和彭興洲的洲頭崩塌,對河道的演變和洲岸穩定造成嚴重影響。
(2)何家洲的西岸不斷淤長,壓迫左汊水流貼岸沖刷,是造成太陽河口至金河口岸帶強烈崩岸的主要原因之一;建議河道部門采取工程干預措施,遏制何家洲向西側淤長的趨勢。
3.3.1 防治對策
馬鞍山江段河道淤積問題比較嚴重,而且有加重的趨勢,淤積在左右汊都存在;根據野外調查觀測,結合近期遙感資料分析,提出如下防治對策:
(1)減少港口碼頭建設,因為建碼頭必須要搭建棧橋,有些棧橋在搭建時需要傍河岸填方和下密集樁柱,從而增加阻水而形成河岸和河道淤積;尤其是右汊河道,過去這類碼頭較多。
(2)對彭興洲洲頭一帶的右岸河道,可采取工程措施進行疏浚,清除兩個水下沙洲,否則,任其發展將右汊江封堵,可能出現兩種后果,一是右汊入口將變為更加狹窄,分流比更減少,河道淤淺退化;二是有可能加快江岸往西延伸,彭興洲往東擴展,最終彭興洲靠岸。
3.3.2 建議
(1)從河道有關部門愿望出發,希望牛屯河至太陽河口的淤積邊灘能存在且要保持穩定,這樣則有利于左汊的主汊地位,但這樣一來這一段岸帶就不能利用,也限制了這一帶的經濟發展;建議河道部門采取工程措施,要限制這一邊灘繼續向下游發展,以免出現更多岸帶不能利用。
(2)馬鞍市外貿港口鄭蒲港港區,目前已在港區進出口處存在一條南北向淤積帶,以后這條淤積帶還會發展和擴大;港口在運作中,不僅需要經常疏浚,并建議有關部門采取科學合理的措施,消除或減緩這條南北向的淤積帶的發展。
(3)長江左汊分流比逐年增加,相應右汊分流比就逐年減少,這樣就加重了右汊淤積,河道功能進一步削弱;建議河道部門在進行河道整治時,注意加固小黃洲洲頭的護岸工程,防止因崩岸下挫,要控制小黃洲左汊的分流比,對何家洲洲尾及其中的串溝進行疏浚。
(4)江蘇的新生洲,為防止洲頭下挫,當地民眾已在洲頭大量拋石固岸,這種人工節點設置對我省烏江河段和小黃洲洲尾是否會加重淤積,建議河道部門對這一處理方法作河勢演化方面的研究和論證,如不合適可予以拆除。
通過對長江干流馬鞍山段岸帶主要環境地質問題的分析,提出了對主要環境地質問題針對性防治對策和建議,要優化已有岸線使用效率,合理開發利用長江干流馬鞍山段岸帶,抓緊解決沿江工業、港口岸線無序發展的問題。不搞大開發,堅持生態優先、綠色發展的原則,把長江干流馬鞍山段岸帶建成水安全、防洪、治污、港岸、交通、景觀等融為一體生態環境標準體系。