長江中游荊江門至城陵磯河段治理效果分析及河勢控制建議

姚啟明，周星安

（岳陽市長江修防中心，湖南 岳陽 414000）

前 言

荊江門至城陵磯河段位于長江中游下荊江尾閭，上起荊江門，下訖洞庭湖出口城陵磯江湖交匯處，屬典型蜿蜒型河道。該河道迂回曲折44.66 km[1]，其中湖南境內30.16 km，湖北境內14.50 km，由湖南境內荊江門、熊家洲、七弓嶺和湖北境內觀音閣四個反向河彎組成（見圖1）。歷史上該段河道變遷頻繁，沿江經常發生崩岸，有“三十年河東，四十年河西”之說。荊江門至城陵磯河段河勢控制護岸工程始于1983 年，經過系統治理，總體河勢趨于穩定。

2003 年三峽水庫蓄水運用后，徑流水沙條件發生變化，該河段河槽沖刷嚴重，河勢發生了較大調整；隨著三峽工程的持續運行以及上游一系列控制性水庫陸續蓄水運用，其對該河段的河勢變化影響程度愈來愈大。2016 年湖南省三峽后續工作長江中下游影響處理河道整治工程（以下簡稱“三峽后續工程”）開始實施，2019 年12 月主體工程完工，三峽后續工程實施避免了河道崩岸引起的河勢調整，維護河勢和岸坡穩定，保證堤防安全，并為河道的進一步系統治理打下基礎。

1 三峽后續工程實施背景

三峽水庫蓄水運行后，為妥善處理對長江中下游帶來的不利影響，避免清水下泄造成長江中下游河勢發生較大變化，繼續發揮已有護岸工程對河勢控制作用。同時，針對三峽水庫蓄水以來已經出現的和今后可能出現的新崩岸險情進行治理，2011 年，水利部三峽司（原“國務院三峽辦”）組織編寫了《三峽后續工作規劃》。同年，國務院批復了《三峽后續工作規劃》。2016年4 月, 習近平總書記就長江干支流崩岸險情作出重要批示，要求及早抓緊防洪設施建設。水利部、國家發改委、國務院三峽辦于2016 年7 月28 日以水規計〔2016〕286 號下發了《加快長江中下游崩岸重點治理實施方案》。

圖1 工程布置示意圖

湖南省三峽后續重點河段河勢及岸坡影響處理工程由“三峽后續2011 年度項目”、“三峽后續一期項目”、“三峽后續二期項目”、“熊家洲至城陵磯崩岸治理項目”4 個子項目組成，其中項目整治荊江門至城陵磯河段岸線21.36 km[2～5]，見圖1，資金以國家投入為重點（60%），地方配套（40%）納入省級事權。

2 三峽后續工程實施效果分析

三峽后續工程對本河段深泓貼岸及迎流頂沖段（荊江門、七弓嶺）護岸工程進行加固，增加河岸穩定性；對熊家洲右汊岸線適當進行守護，防止右汊（張家墩）進一步沖刷發展。

2.1 影響荊江門至城陵磯河段河勢因素

受三峽水庫蓄水影響，荊江門至城陵磯河段河勢變化調整較為劇烈，嚴重威脅岸坡穩定。

1）歷史演變規律。長江荊江門至城陵磯河段是長江下荊江河道擺動幅度較大的河段之一，天然狀況下崩岸毀堤時常發生，沿江人民被迫流離失所，深受其害。該段河岸以上粘土下砂土的二元結構為主，抗沖刷能力較弱。河段演變規律主要表現為：凹岸不斷崩退、彎頂下移和凸岸不斷淤長，當河彎發展到某種程度時，則在一定的水力、泥沙和河床邊界條件下發生自然裁彎、切灘和撇彎，河道擺動幅度10～30 km[6]。

據史料統計，荊江門彎道形成可追朔至清乾隆21年（1756 年）以前，1912 年出現觀音洲小河彎，到1952年才形成熊家洲、七弓嶺、觀音洲三個彎道。2003 年前共發生崩岸65 次（按歷史資料記載的年度統計數為次數），崩失面積28 509.4 畝，崩岸線長23.8 km。

2）來水條件變化的影響。2003 年三峽水庫蓄水運用后，汛期削峰調度、汛后蓄水和枯水期補水調度，該河段中水流量持續時間增加。三峽水庫蓄水前（1991～2002 年），中水（本河段平灘流量25 000 m3/s～枯水河槽流量6 000 m3/s）出現頻率為62.1%，低水（流量6 000 m3/s 以下）為29.5%；三峽水庫蓄水后（2003～2014 年），中水出現頻率為78.1%，低水為16.7%[7]。這兩級流量累積持續時間比例由2.1 增大為4.7，流量年內分配規律發生變化，導致荊江門至城陵磯河段的彎道演變規律呈現新態勢：由自然條件下的凹岸沖刷崩退，凸岸淤長，轉變為凸岸邊灘沖刷，急彎段出現撇彎切灘。

局部河段的河勢發生一定程度的調整變化。2008年11 月荊江河段的冬汛，在其下游洞庭湖水位相對較低、頂托影響相對較小和上游來流量相對較大的水情下，七弓嶺彎道段的八姓洲發生了撇彎切灘。與此同時，七弓嶺彎道上段的主流線大幅度東移，由原貼七弓嶺彎道上段右岸近岸河床擺動到左岸近岸河床，并由此引起八姓洲西側岸線的崩塌。崩岸頻度和崩岸強度有所增加。2003 年至2016 年3 月七弓嶺共發生崩岸54 次（按每次發生崩岸記錄為統計次數），崩失面積606.7 畝，崩岸線長13.61 km（含已護段發生崩岸長4.51 km）。

3）來沙條件變化的影響。三峽水庫蓄水后，該河段年均來沙顯著減少，增強了水流沖刷能力，造成河床的沖蝕及凸岸回淤受限。清水下泄讓熊家洲右汊出現了一定程度的沖刷，并由此引起張家墩部分未護岸段岸線的崩塌。2009 年汛后荊江門（樁號3+200 附近）發現岸坡滑挫險情；2012 年汛期，荊江門下段發生了長260 m、最大崩寬約50 m 的特大崩岸現象。

荊江門至城陵磯河段來沙主要來源于長江上游區域。上游監利縣城處設有監利水文站，監利站～熊家洲區間無分匯流，根據監利站實測來沙資料，年際間下荊江至城陵磯河段來沙量多寡變動頻繁、變幅較大，監利站年最大、最小輸沙量年份分別為1981 年、2017 年，輸沙量分別為54 900 萬t、2 900 萬t，前者為后者的18.93 倍；葛洲壩截流后（1984～2002 年），三峽水庫蓄水運行后（2003～2018 年），對比兩時段年均來沙量，后一時段監利站年均輸沙量（6 958 萬t）僅為前一時段（37 432 萬t）的18.6%。

2.2 三峽后續工程實施效果分析

2016～2019 年，三峽后續工程整治荊江門至城陵磯河段岸線21.36 km，其中：三峽后續2011 年度項目新護1.15 km，加固5.10 km；三峽后續一期項目新護0.50 km；三峽后續二期項目新護1.3 km，加固4.5 km；熊家洲至城陵磯崩岸治理項目新護4.81 km，加固4.00 km。

三峽后續工程實施對河勢起到較好控制作用，選取三峽后續工程實施河段4 個斷面（見圖2），實測河段水下地形資料對比分析見圖3。近年河床沖刷明顯岸段在新護和加固守護后，深泓貼岸及迎流頂沖段（荊江門、七弓嶺）的河岸目前趨于穩定；熊家洲右汊岸線守護后，右汊（張家墩）未進一步沖刷發展；河床平面形態得以基本穩定，目前限制性蜿蜒型河道的河型格局不會發生大的變化，基本達到工程實施效果。

長江荊江門至城陵磯河段位于岳陽市境內，岳陽是湖南北大門，擁有獨特的水利條件，水情是岳陽最大的市情，江湖（長江、洞庭湖）關系直接關乎當地社會經濟發展。維持目前長江下荊江尾閭和洞庭湖出口的防洪格局，為長江兩岸社會經濟可持續發展創造有利條件，為洞庭湖出口段岳陽港沿岸沿湖社會經濟的發展創造有利條件。同時，為該河段河勢控制與綜合整治方案研究爭取了時間，為后期綜合整治奠定良好的基礎。

圖2 實施效果分析斷面選取示意圖

圖3 實測河段水下地形資料對比分析

3 荊江門至城陵磯河段河勢控制存在的問題及建議

1）當前河道監測不能滿足新形勢下長江大保護的要求。受三峽水庫蓄水的影響，每年10 月至次年5 月，近8 個月時間該河段處于清水下泄狀態，河床沖刷強度有所加劇。雖然長江水利委員會水文局布設固定監測斷面，長江科學院等科研機構做了大量研究工作，但是湖南省地方長江河道管理部門沒有專項監測規劃和資金來源，無法保持河道監測的連續性、系統性和時效性，過去的觀測設備和觀測手段已不能滿足長江大保護的要求。為盡可能地滿足重點河段監測需要，建議建立河勢控制長效治理機制：一是呼吁在國家層面建立穩定應急投入渠道，逐年安排中央應急治理經費，支持地方及時完成重大崩岸應急處理建設和防汛物資儲備，確保河道度汛安全。二是加大河道河勢和重要河段的監測和測量，建議國家逐年安排專項經費，制訂河道監測專項計劃和地方險工險段日常監測計劃。由行業主管部門長江委組織開展專項計劃的系統觀測，并將觀測成果與地方共享；地方河道管理部門負責險工險段的日常監測；對荊江門至城陵磯河段及洞庭湖口布設的固定斷面和水下地形測量、水位觀測點資料上，進行收集、整理，并形成第一手可靠基礎資料。確保及時發現、及時消除安全隱患。三是實現崩岸預測預警向“智慧、網格”模式轉變，實現圖像、數據共享，提升長江河道崩岸監測的智慧化水平。加強與長江委對接，共享長江中下游干流河道崩岸分析預警機制與信息化平臺。四是加強河勢觀測分析與綜合治理研究。在校地合作與長沙理工大學聯合組建的“七弓嶺河勢觀測站”平臺上對該重點河段岸線、洲灘進行監測與巡查，為長江河道崩岸治理提供科學依據。

2）后續崩岸治理任務依舊繁重。2016 年3 月～2019 年12 月，三峽后續工程實施后，荊江門至城陵磯河段的河勢基本被護岸工程控制，由自然條件下的蠕動性蜿蜒型河道，被改造為限制性彎曲型河道，河道平面特征將不會有明顯的變化。但荊江門至城陵磯河段仍有3.8 km 崩岸險情有待治理，且隨著河道出現長時間長距離的河床沖刷粗化過程，水下護岸、護灘工程前沿部分近岸河床將持續沖刷下切，若不能適時維護治理，部分工程段河道岸坡將會出現崩塌或滑挫現象，一些已整治的老險工段將有可能再度出險，后續崩岸治理任務還十分繁重。特別是七弓嶺段八姓洲西側岸線持續劇烈崩塌，水下岸坡明顯變陡，八姓洲狹頸寬度快速縮窄，若遭遇不利水文年，極有可能發生自然裁彎，造成下游河道沖刷失控，引起上下游河勢和江湖關系發生巨大變化。建議：一是將現有崩岸治理納入國家相關規劃，確保崩岸險情有效持續治理。二是加快熊家洲至城陵磯河段河勢控制工程論證，盡快提出系統治理措施，加快推進前期工作審批，盡早啟動建設，確保河勢不發生重大調整。

3）缺乏有效的崩岸搶護機制。目前荊江門至城陵磯河段存在河勢及崩岸發展變化快，崩岸險情時有發生，且預判難度大。由于應急除險經費沒有穩定渠道，全面及時實施應急除險難度大，崩岸險情難以及時整治控制，往往由小險變成大險。根據現有管理模式，建議：一是積極爭取國家安排長江河道觀測、工程運行維護和應急處險等專項資金，并形成常態長效機制。二是在每年汛前組織各護岸管理單位進行汛前查勘，對出現的險情及時向當地防汛部門報告，安排專門的特大防汛經費進行應急搶護和防汛物資儲備，確保河道度汛安全。三是加強隊伍建設，特別是水利工程技術人才隊伍建設，引進人才、培養人才。