南三公路跨河橋附近黃圃水道河床演變分析

◎ 陳立堅 中山市水務工程建設管理中心

1.河段概況

中山市水系可以劃分為平原河網和低山丘陵河網兩個部分。區域內平原廣闊，河流水系主要受平原區河網的影響。平原地區河網深受南海海洋潮汐的影響，具有典型河口區特色，屬于雙向流，而處于五桂山區的溪流則為單向流。

黃圃水道屬西江水系，西接雞鴉水道，東至三星尾入洪奇瀝，流長11.5km，河面寬100～150m，低潮時水深1～1.5m，可通航50～80噸位船舶。受潮汐影響，屬雙向流河道，是黃圃、南頭農田的排灌河，汛期最大流量1142m3/s。

跨河橋處黃圃水道水面寬約100m，河床高程為-4.5～-6.4m，河床橫斷面基本上呈偏“U”型，深槽偏左，根據現場踏勘與調查，河流兩岸受堤岸約束，未發現有明顯的水流動力沖刷形跡。工程所在左岸有臨河護岸，臨河護岸與大堤間為灘地，灘地寬約100～115m；右岸為馬新圍大堤，為梯形斷面形式。

2.歷史演變

20世紀80年代中后期以來，由于珠江三角洲地區的經濟高速發展，對河沙的需求量不斷增長，河沙質量較好的水道上段開采量最大，造成水道之間和水道上下段變化的不平衡，河床發生較大變化；此外，大量的橋梁、碼頭等涉水建筑物的修建，航道的整治開挖，以及其他人為占用河道工程，河床形態向窄深型發展，淺海區灘槽也隨之出現沖淤變化緩慢或加深的狀態，河道普遍呈現加深下切的態勢。

3.近期演變

為了解南三公路跨河橋附近黃埔水道地形的近期沖淤變化情況，收集了黃圃水道1999年、2016年和2022年上下游約2000m的地形數據。共剖分9個比較分析斷面，斷面之間距離約為250～300m，跨河橋位于H3斷面和H4斷面之間，如圖2所示。

圖2 特征斷面布置圖

圖3 附近河段深泓高程沿程變化圖

3.1 河寬變化

表1 典型斷面不同年份地形統計對比表

表2 各年河寬統計表（各年與1999年對比） 單位：m

表3 平均高程變化表（各年與1999年對比） 單位：m

比較1999年，2016年和2022年各斷面在水位1.74m時的河寬變化。其中，H5斷面變化最大，其余變化幅度均小于10m，河寬變化有增有減，總體變化為增。工程位于H3和H4之間，2016年及2022年河寬相較于1999年增加4.5～7.0m，但2022年河寬較2016年變化并不大，變化幅度小于3m。

3.2 平均高程變化

各斷面的平均高程呈逐年降低的趨勢，說明此河段河流以河流沖刷為主。其中距離建設項目最近的H3斷面下降幅度最大，1999～2016年下降了1.6m，但2016～2022年又表現為淤積，但變化幅度不大，變化幅度小于1m。而其他斷面下降幅度不大，下降范圍為0.2～1.5m。

3.3 深泓高程變化

各斷面的深泓高程呈逐年降低的趨勢。距離建設項目最近H3斷面深泓高程下降趨勢較為明顯，1999～2022年下降了3.0m；其他斷面下降幅度不大，范圍為0.1～1.3m。

3.4 寬深比變化

1999～2016年各斷面的寬深比呈逐年減小的趨勢，說明了此段河道沖刷有所加劇，但2016年～2022年各斷面的寬深比基本一致，說明2016～2022年河段整體穩定，局部表現為沖刷。其中斷面H5的寬深比最大，其范圍為1.4～1.9；離橋址最近的斷面H3寬深比較小，且變化幅度也較小。

3.5 橫斷面變化

選取典型斷面中的4 個斷面（3#～6#）的演變趨勢進行具體分析，圖4給出了四個斷面的斷面地形變化圖。

圖4 斷面地形變化圖

由圖4可知，工程所在河段深泓略有降低，有所下切，總體向窄深方向發展；但近年來沖刷下切明顯減緩，部分斷面呈現淤高趨勢。

3.6 河段沖淤變化

1 9 9 9 ～2 0 2 2 年，各斷面基本表現為沖刷，工程河段呈明顯的沖刷趨勢，但各個時期的沖刷強度有所不同，河段的沖刷主要發生在19 9 9 ～2016 年間，期間河段年平均沖刷強度為0.05m/a，最大下切1.5m，這一時期除了河道自然沖刷作用外，還受到航道整治工程、人工清淤的共同影響，在自然演變及人類活動共同影響下使得主槽刷深擴寬。2016年后，由于黃圃水道被規劃為禁止采砂區，無采砂活動，且近幾年來黃圃水道僅進行航道的日常管養，未有較大的航道整治工程，黃圃水道的沖淤主要受到自然演變影響呈現為輕微沖刷趨勢，期間河段年平均沖刷強度為0.02m/a，最大下切1.5m。

表4 深泓高程變化表（各年與1999年對比） 單位：m

表5 斷面寬深比表

表7 工程附近河道河槽容積及沖淤變化統計表

4.河道演變趨勢分析

通過以上河床演變分析可知，該河段多年來處于穩定狀態，受兩岸堤圍的控制，該河段的平面形態基本無太大變化。近期黃圃水道的沖淤主要受到自然演變影響呈現為輕微沖刷趨勢。

5.結論

橋址附近河段的河床演變分析表明：受兩岸堤圍的控制，雖然彎段呈現凹岸沖刷、凸岸淤長的特點，但是在兩岸堤圍的約束下，河道岸線將維持現有狀態。根據采砂控制規劃，珠江三角洲將全面禁采，因此黃圃水道進入挖沙作用后的自動調整階段，預計未來該河道河勢將長期維持現狀，現狀的河道格局不會發生大的改變，河床演變仍長時間呈現為輕微沖刷趨勢，僅是河道局部表現較為明顯的沖刷或者淤積。