長江河段的航道高回淤量整治措施探究

薛生科

摘 要：作為長江航運開發的重要課題，長江中下游河段的航道治理研究越來越得到重視。長江口深水航道的治理工程分為一期、二期、三期工程，主要是對北槽和南北槽分流口進行大規模地河口整治工作。三期工程自2006年開工之后，航道的維護疏浚量迅猛上升，沿航道的回淤分布不均勻。本文從實踐角度提出了河口治理中高回淤量整治的相關措施。

關鍵詞：航道治理 長江河段 高回淤量 整治

中圖分類號：U612 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

引言

長江河口是我國最大的河流入?？冢乃奶卣魇撬S沙多，其地貌特征是四口通海、三級分汊及口門處的攔門沙沉積淺灘[1]。長江河口是在泥沙豐富、徑流量大、潮流強的條件下形成的一個分汊型河口。自徐六涇以下，長江河口被崇明島分為北支與南支，在瀏河口以下南支被橫沙島和長興島分為北港、南港，南港在九段以下又被九段沙分為北槽、南槽，形成了三級分汊四口入海的格局[2]。

長江口是咸淡水交匯區，由于外海的入侵，在垂線分布上咸水峰呈現密度環流的形態，加上徑流的影響，逐漸形成了利于泥沙淤積的環境，促成了河口的淺灘區。在淺灘區內，灘槽中的泥沙交換頻繁，形成了河口最大的渾濁帶高含沙區。這個區域不僅河道的寬淺沙洲汊道交替、河勢復雜多變，同時，這里也是淤積疏浚困難的地方，進而成為長江河口的入海通道的瓶頸所在之處。

長江口的深水航道治理采用“疏浚整治”與“固基相結合”的治理方針，由南導堤、分流口、北導堤、航道疏浚與丁壩群五部分組成。第一期的工程航道浚深度為8.5 m；第二期的工程航道浚深度10m；第三期的工程航道浚深度12.5m；遠景規劃的航道浚深度是15m。第一二期的疏浚工程量現已基本完成計劃量，但三期工程的航道疏浚量增多，并且沿航道的回淤分布較為不均勻。本文從工程實踐經驗出發，探索河道的治理措施，以期能完成河口的工程治理目標。

深水航道治理與河床演變

深水航道治理和河床演變相互影響，航道的整治影響河床的演變，同時河床演變也將對航道治理帶來不可避免的變化。

2.1航道治理對河床演變的影響

丁壩的阻水作用是河床整治工程的重中之重。南導堤將流水對兩個沙洲的繞流變為對一個沙洲的繞流，加之一二三期治理工程的作用，以消除水流在九段沙頭漫灘流與江亞南沙尾部所消耗的能量。丁壩群的阻水作用增強了北槽的水流阻力，但北導堤擋住橫沙東灘由風浪掀沙而進入北槽的泥沙和橫沙東灘竄溝由落潮流帶進北槽的泥沙，使這些泥沙回歸北港，這部分泥沙對北港河道增加的水流阻力和丁壩群增加的北槽阻力可以達到平衡。丁壩的阻水作用對航槽維護和河勢穩定很有利。

2.2長江河床演變對航道治理的影響

河床的演變自80年代之前，長江口河勢變化較大，徐六涇的上河段崩塌，地沙進入河道并淤積下移，落潮流分流小，河床較為淤淺；八十年代以后，大量泥沙匯入南支的情況基本消除，長江口的河勢相對穩定。

底沙大量進入北港，對北港的不利影響并不明顯。泥沙進入北港后向下輸移，通過橫沙通道經過越灘或橫沙東灘竄溝進入北槽，但進入北槽的唯一通道已被北導堤阻攔住。北港的主槽是微彎的河道，青草沙在彎道的凸岸處，挾沙水流進入北港，流經主槽時，泥沙首先會在青草沙淤積，經過橫沙通道進入北槽水流的含沙量將大大降低，所以，對北槽河勢的不良影響較低。經過一期工程后，長江口和北槽的河勢基本穩定，一期工程穩定了北槽的邊界和分流口。

河道整治與疏浚控制

3.1航道整治的目標

控制深水航道的疏浚必須調整建筑物，已達到如下表所示的目標。

表3.1 河道整治建筑物的目標表

整治建筑物的目標 通過整治建筑物來穩定航道河段的主流流路和河勢

整治建筑物以阻擋淺灘泥沙向主槽流動，降低橫向灘槽泥沙交換對航道的回淤影響作用

整治建筑物可調整航道的汊道地形，有助于形成寬深合理的、穩定的深泓，降低淺灘與航槽高度差

整治建筑物可調整航道的汊道流場，促使縱向潮動力分布均勻，防止局部的高含沙量區段形成

3.2 航道的淤積整治設計

整治航道淤積可通過建筑物整治和航道疏浚等方法，具體的淤積整治設計如下表所示。

表3.2 航道的淤積整治設計詳情表

淤積整治措施 具體詳情

調整北槽的流場 （1）將北槽的流場轉變為往復流，并保持主流的流向與航道走向一致；（2）保證北槽水流的動力縱向分布的相對均勻，以防止局部的區段泥沙過于活躍的再懸浮，出現較高的含沙量。

穩定主流的流路及河段的河勢 北槽主流的流路和河勢變化主要是因為：南北槽的被分流后，北槽的上游泥沙情況有變化；南槽和北槽、北槽和北港經過串溝、越灘水流時，水沙的交換引發北槽地形變化。為了堵塞串溝、固定江亞南沙與北槽的南北邊界、削弱支流間的水沙交換、降低淺灘的掀沙風浪等對北槽泥沙的增加，需建造南導堤、北導堤、北槽分流的魚嘴。

灘槽在同一汊道內組成水沙相互交換的平面環流系統，補給航槽橫向泥沙 調整優化南堤的高程和丁壩布置等，以減輕北槽的中段回淤。調整過程可能會引起含沙量分布、灘槽的高度差、流場的變化。

一期工程完工后，北槽形成均勻寬深尺度的深泓，灘槽高差小 丁壩在放寬率和位置固定時，隨丁壩的總長度增加，落潮的分流比將減小，寬深比也相應減小，主槽的容積維持不變，同時自然深泓擴展；但當丁壩總長度達到某一量值后，主槽容積和自然深泓均趨于減小。

總結

現階段北槽河勢正處于優良狀態，非常有利于進行長江口的深水航道治理。治理工程有助于長江河口的河勢穩定，河床演變趨勢也不會威脅到治理工程。

長江口大的分汊河段的整治將解決水沙運動規律、河床演變等重大的問題，技術的復雜性較高。本文通過探討長江口的深水航道治理工程中的若干問題，先將主要結論總結如下：（1）在泥沙、流場、地形情況一定時，航道的回淤強度與疏浚強度相關；（2）為了維持北槽的落槽性質不變，建議整治工程采取寬間距導堤布置形式；（3）北槽與建筑物的整治，將明顯減少北槽的分沙比和分流比；（4）維護疏浚人工河道時，要求河槽失穩主流上下貫通、穩定，有寬深尺度一定的深泓，從而降低灘槽間的高度差。

參考文獻

[1] 陳吉余.長江口攔門沙及水下三角洲的動力沉積[J].華東師范大學學報，1995， （3）：1-22 .

[2] 張國安，虞志英，何青等.長江口深水航道治理一期工程前后泥沙運動特性初步分[J].泥沙研究，2003，（6） ：33-40.