長江下游馬當(dāng)南水道近期河床演變分析與治理方案研究

劉玉娟

摘 要：馬當(dāng)南水道是長江下游重點(diǎn)礙航水道，受三峽清水下泄和近年來人為采砂影響，河段內(nèi)棉外洲洲灘及左槽沖刷趨勢加劇，導(dǎo)致右槽主航槽航道條件惡化。本文在分析馬當(dāng)南水道已實(shí)施整治工程效果和近年來的灘槽變化基礎(chǔ)上，對灘段未來的河床演變趨勢進(jìn)行分析，提出了初步的治理方案，為該河段航道條件的長期穩(wěn)定和航道尺度提升進(jìn)行一定的技術(shù)探索。

關(guān)鍵詞：馬當(dāng)河段;河床演變;演變趨勢;治理方案

中圖分類號：U617? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）04-0052-02

1 河段概況

馬當(dāng)河段位于長江下游，上起小孤山，下至華陽河口，長30km。河段上段江中骨牌洲將河道分成南北兩汊，北汊為馬當(dāng)圓水道，南汊為主通航汊道。南汊從上至下：馬當(dāng)磯以上為馬當(dāng)南水道、馬當(dāng)磯～娘娘廟為馬阻水道、娘娘廟以下為東流直水道（圖1）。而在馬當(dāng)南水道內(nèi)，江心棉外洲又將中低水位期河道分為左右兩槽，右槽為主航槽。為了穩(wěn)定和改善馬當(dāng)河段的航道條件，抑制不利變化，于2007～2013年先后實(shí)施了馬當(dāng)河段航道整治一期工程和馬當(dāng)南水道航道整治工程。工程完工后，馬當(dāng)河段4.5m水深全程貫通。

2 水沙條件變化分析

2.1 徑流、泥沙

本文以大通水文站和安慶水位站水文泥沙資料來分析研究河段的來水來砂特性。

三峽水庫蓄水運(yùn)用后至2017年，受水庫蓄水?dāng)r砂和上游持續(xù)出現(xiàn)中小水文年份的影響，多數(shù)年份的徑流量較三峽蓄水前多年平均有一定減小，進(jìn)入馬當(dāng)河段的來水量約減少7%，來砂量約減少68%，特別是在2006年、2011年長江出現(xiàn)特枯水文年份中，本河段來水量減少25%左右，而來砂量卻減少80%左右（表1）。從統(tǒng)計(jì)的懸移質(zhì)粒徑看，三峽水庫蓄水運(yùn)用前，大通站多年平均（1987～2002年）懸移質(zhì)中值粒徑d50為0.009mm，粒徑d≤0.031mm和粒徑d>0.125mm部分的砂重分別占73%和7.8%。三峽水庫蓄水運(yùn)用后，大通站平均懸移質(zhì)級配和中值粒徑d50變化不大，說明三峽蓄水引起的清水下泄、河床沖刷，造成河床質(zhì)粗化的影響在沿程減弱，由于區(qū)間來沙補(bǔ)償，至馬當(dāng)河段這一影響并不顯著。

2.2 水位

三峽水庫蓄水運(yùn)用前后，安慶站多年月平均水位情況見表2。受三峽9～11月蓄水影響，安慶站水位較蓄水前月平均降低約0.88～1.87m，而在枯水期1～3月則基本持平或由于樞紐補(bǔ)水略有抬高。汛期7～8月由于樞紐的削峰作用，月平均水位降低約0.87～1.4m。

3 近期演變分析

3.1分流比變化

自20世紀(jì)50年代末以來，馬當(dāng)南水道南汊的分流比一直在增大，枯水期分流比從1959年的不足65%增加到八十年代初的超過75%，近年更是超過95%;洪水期分流比從1959年的不足55%增加到八十年代初的約75%，近年超過90%，目前右汊處于絕對主導(dǎo)地位。而對于馬當(dāng)南水道兩槽分流而言，馬當(dāng)南水道航道整治工程實(shí)施以來，右槽分流比略有增加，左槽發(fā)展的趨勢受到一定程度的抑制，但由于工程均以守護(hù)為主，建筑物高程較低，主要在中枯水發(fā)揮作用，在對造床起主要作用的中洪水時(shí)，左槽分流比增加，航道條件仍存在變差的可能。

3.2 深泓變化

受馬當(dāng)河段南汊分流比增加的影響，左右槽整體表現(xiàn)為河床沖刷下切，水深增加，但左槽沖刷幅度明顯強(qiáng)于右槽，發(fā)展迅速。右槽主要變化集中在進(jìn)口處，受工程實(shí)施及左汊分流增加影響，表現(xiàn)為先沖深后略有回淤。左槽河床基本呈現(xiàn)單向的沖刷過程，并且沖刷幅度自上而下逐漸增加。左槽的沖刷發(fā)展引起左槽分流比不斷增加，相應(yīng)的右槽分流比減小而萎縮，導(dǎo)致右槽航道條件變差，左槽的這種快速發(fā)展趨勢對以右槽為主航道的形勢極為不利。

3.3 洲灘變化

2010年以前，馬當(dāng)南水道左槽持續(xù)發(fā)展，引起棉外洲體的沖刷，尤其在中水期，沖刷最為顯著，棉外洲主要表現(xiàn)為頭沖尾淤，洲尾下延右擺，灘體面積也不斷縮小。2010年實(shí)施二期治理工程以來，至2014年，0m線向上淤長約1km。2010年以來，洲尾也相對穩(wěn)定，略有沖刷、左偏。由此可見，穩(wěn)定棉外洲頭既能防止右槽進(jìn)口進(jìn)一步寬淺，又能減弱棉外洲尾的淤積下延。

3.4 目前航道存在的問題

90年代以來，邊灘被切割，棉外洲將河道分為左、右兩槽，隨著左槽的不斷發(fā)展，右槽萎縮，分流比減小，6m線最小寬度在2010年洪水后只有105m。2010～2012年實(shí)施馬當(dāng)南水道航道整治工程后，左槽發(fā)展得到一定程度控制，右槽進(jìn)口淺區(qū)有所沖刷，但淺區(qū)洪淤枯沖規(guī)律不變，遇到大水年份仍然易于淤積。2012年至2018年的往復(fù)變化，說明此處的6m航槽目前是不穩(wěn)定的狀態(tài)，遇到不利條件，容易惡化，都會(huì)使馬當(dāng)南水道右槽發(fā)生礙航等問題。

4 治理方案研究

對馬當(dāng)南水道來說，要穩(wěn)定航道條件，實(shí)現(xiàn)6m水深的通航標(biāo)準(zhǔn)，須進(jìn)一步控制左槽分流，守護(hù)并調(diào)整棉外洲洲頭形態(tài)，適當(dāng)增加右槽分流比。建議治理方案應(yīng)包括以下方面：一是遏制左槽沖刷，增加右槽分流的調(diào)整措施;二是對目前右槽進(jìn)口淺區(qū)實(shí)施疏浚引流，主動(dòng)改善右槽入流條件;三是為消除棉花洲中段漫灘橫流，防止切灘，可將已建棉外洲順壩尾部適當(dāng)延長，對中下段洲體進(jìn)行守護(hù)，穩(wěn)定右槽邊界條件。

5 結(jié)論

（1）馬當(dāng)南水道左槽入口處在有利的迎流位置，左槽中上段沖刷發(fā)展，棉外洲洲頭沖刷、洲體右擺，右槽航寬縮窄，若不控制左槽中上段入口發(fā)展和穩(wěn)定右槽分流，有利的航道條件將難以長期保持，提高其航道尺度存在更大困難。

（2）根據(jù)前期整治工程經(jīng)驗(yàn)分析，建議治理方案應(yīng)包括對左槽的適當(dāng)限制和右汊入口的適度引流。

（3）考慮到目前左槽水深條件較好，基本具備小型船舶上行的條件，考慮到沿岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展對港口岸線資源的需求，有必要適當(dāng)保留左槽航道資源。

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