長(zhǎng)江中游下臨江坪至陳二口河段航道尺度提升可能性探析*

余大杰，江媛媛，廖 陽(yáng)

(長(zhǎng)江宜昌航道局，湖北 宜昌 443000)

目前，長(zhǎng)江上游涪陵李渡至中游宜昌下臨江坪河段最小航道維護(hù)水深為4.5 m，長(zhǎng)江中游城陵磯至武漢長(zhǎng)江大橋河段最小航道維護(hù)水深為4.2 m，而處于兩河段之間的宜昌下臨江坪至城陵磯河段最小航道維護(hù)水深不足4.0 m，呈現(xiàn)出典型的“兩頭深、中間淺”的格局，致使船舶在中、長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)，裝載能力難以充分發(fā)揮[1-2]。雖然陳二口至城陵磯河段存在蘆家河、枝江、江口等重點(diǎn)淺險(xiǎn)水道，在沒有實(shí)施航道整治工程的前提下，枯水期僅能維持3.5 m的航道維護(hù)水深，不具備提升航道維護(hù)尺度的條件。但隨著陳二口松滋加減載基地的建成，船舶可在此進(jìn)行加減載，可以考慮利用航道條件較好的下臨江坪至陳二口河段的有利因素[3]，優(yōu)先提高該段的航道維護(hù)水深不僅有利于充分利用船舶裝載能力，也有利于提升該加減載基地應(yīng)用價(jià)值，是緩解航運(yùn)壓力的必然需求。

為提高航道公共服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平，滿足宜昌、枝城、庫(kù)區(qū)等港口、船舶運(yùn)輸單位和沿江企業(yè)對(duì)航運(yùn)的需求，積極推進(jìn)“645”戰(zhàn)略目標(biāo)，踐行 “兩充分、一加強(qiáng)，提高航道維護(hù)尺度”總體思路[4]，在充分利用自然水深、整治和疏浚效果的基礎(chǔ)上[5]，根據(jù)下臨江坪至陳二口河段三峽175 m試驗(yàn)性蓄水以來(lái)的水文資料，分析近壩河段水位流量關(guān)聯(lián)性及航道特點(diǎn)[6]，通過(guò)核查航道尺度和分析水下地形測(cè)圖，提出宜昌下臨江坪至陳二口河段航道維護(hù)尺度提升至4.5 m×150 m(水深×有效寬度)的可能性。

1 航道概況

宜昌下臨江坪至陳二口段全長(zhǎng)約60.9 km航道。河段內(nèi)有清江入?yún)R、松滋河分流、關(guān)洲分汊，建有4座橋梁，即夷陵長(zhǎng)江大橋、宜萬(wàn)鐵路大橋、宜昌長(zhǎng)江公路大橋、枝城長(zhǎng)江大橋，在建橋梁2座，即宜昌伍家崗長(zhǎng)江大橋和白洋大橋。本河段屬Ⅱ級(jí)航道，一類航標(biāo)配布，一類航道維護(hù)，共維護(hù)主航道60.9 km、緩流航道32.1 km。為便于分析，根據(jù)航道條件及河勢(shì)將下臨江坪至陳二口分為宜昌、宜都2個(gè)河段進(jìn)行分析研究。

1.1 宜昌河段

本河段屬于山區(qū)性河流向平原河流的過(guò)渡段，河道平面呈順直微彎形態(tài)，由于兩岸為山麓基巖和硬質(zhì)高臺(tái)階地，多年來(lái)河勢(shì)穩(wěn)定，河道平面形態(tài)變化甚小，河段枯水期水面寬一般為600～900 m，汛期700～1 700 m。航道水深均在4.0 m以上。但古老背水道上段范家臺(tái)一帶存在較多亂石堆，枯水期占據(jù)2/3的江面寬度，剩下的可通航水域?qū)挾葍H300 m左右，不僅古老背緩流航道在此完全被侵占，93#～92#過(guò)河標(biāo)之間過(guò)河航道也被擠南移。云池水道周家河邊灘亂石堆伸出較開，枯水期云池90#過(guò)河標(biāo)處的彎曲段航道有效寬度約300 m。

1.2 宜都河段

本河段地處丘陵地帶，岸坡主要由基巖質(zhì)、土石或硬土質(zhì)組成。河道平面形態(tài)成M形彎曲，河勢(shì)基本穩(wěn)定，此段有清江匯入。大部分河段航道水深在4.0 m以上，航道條件較好。但宜都水道在三峽蓄水以前航道條件較差，是中游枯水期淺水道之一，航道彎曲狹窄，茶店(88#過(guò)河標(biāo))處河道彎曲，茶店以下南陽(yáng)磧橫臥河心，使航道變得狹窄。上淺區(qū)在茶店至三江河一帶，下淺區(qū)在南陽(yáng)磧尾與沙壩灣之間。20世紀(jì)80～90年代，枯水期需要采取疏浚和清障等措施保證維護(hù)尺度；2003年2月，航道維護(hù)尺度一度緊張，通過(guò)縮窄航寬等維護(hù)措施保證了正常通航。三峽蓄水后，上淺區(qū)河床得到以沖刷，下淺區(qū)沙壩灣邊灘沖刷后形成新航槽，航道條件得以改善。

2 可利用水位分析

三峽2008年實(shí)行175 m試驗(yàn)性蓄水以來(lái)，改變了壩下河段天然的來(lái)水來(lái)沙條件，壩下河段特別是宜昌至大埠街河段的水位受三峽水庫(kù)下泄流量的控制明顯，與三峽蓄水前天然狀態(tài)的來(lái)水來(lái)沙情況完全不同。由于宜昌及枝城流量及水位在下臨江坪至陳二口河段具有代表性，所以選擇以上2個(gè)水位站數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2015—2019年枯水期宜昌最小流量對(duì)應(yīng)宜昌站和枝城站最小水位統(tǒng)計(jì)顯示(圖1，文中不單獨(dú)標(biāo)注的則為相對(duì)航行基面高程)，宜昌枯水期最小流量從5 700 m3s穩(wěn)步上漲至6 100 m3s后，近2年維持在5 970 m3s。從宜昌水位和枝城水位最低水位線性變化趨勢(shì)判斷，未來(lái)幾年枯水期三峽下泄流量不出現(xiàn)巨大調(diào)整的情況下，以上2個(gè)水位站最低水位變化趨勢(shì)均表現(xiàn)為緩慢增長(zhǎng)，宜昌枯水期最低水位基本穩(wěn)定在0 m左右(上下不超0.05 m)緩慢上漲，最低水位為-0.05 m(2016年2月)，枝城枯水期最低水位0.42 m左右(上下不超0.05 m)緩慢上漲，最低水位為0.37 m(2015年2月)。

圖1 2015—2019年枯水期最小流量與最低水位對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線

3 航道尺度核查

從現(xiàn)行的維護(hù)水深看，下臨江坪以上相鄰河段最小航道維護(hù)水深達(dá)4.5 m，但下臨江坪至大埠街河段枯水期的維護(hù)水深仍維持在3.5 m。為探索下臨江坪至陳二口河段最小航道維護(hù)水深貫通4.5 m的可能性，本文重點(diǎn)選擇三峽175 m蓄水后2015—2019年近5年枯水期測(cè)圖成果進(jìn)行研究，采用定深4.5 m的方法核查下臨江坪至陳二口河段各水道最小航寬。

3.1 宜昌河段

目前，本河段612～614 km處距離左岸350 m的航道中心有長(zhǎng)約1 800 m、寬約50 m的5 m以下水深區(qū)域，區(qū)域內(nèi)最小水深4.4 m；在612.5 km處距離該片5 m以下水深區(qū)域右側(cè)160 m左右存在2個(gè)5 m以下水深的區(qū)域，同時(shí)在下游611.8 km處距離右岸360 m處存在長(zhǎng)約300 m、寬約50 m的5 m以下水深區(qū)域，這2片區(qū)域內(nèi)最小水深均為4.7 m；虎牙峽大橋下距右岸約280 m有4.2 m淺點(diǎn)(圖2)。

圖2 2019年3月虎牙峽水道河心淺點(diǎn)分布

3.2 宜都河段

三峽175 m蓄水后，宜都水道沙壩灣邊灘被沖后即形成新航槽，航道條件得到一定的改善，但因江心有南陽(yáng)磧，航道布置彎曲，船舶航行方向與水流方向夾角大，航行船舶航行至此打標(biāo)、碰標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，須密切關(guān)注該河段過(guò)往船舶及航標(biāo)情況；枝城水道經(jīng)過(guò)一輪沖刷后河床目前相對(duì)穩(wěn)定；關(guān)洲水道航寬和航深條件較好。但近年宜都列礁1#白浮的航槽左側(cè)最淺水深3.8 m左右、關(guān)洲水道關(guān)洲緩流11#白浮附近最淺水深4.0 m左右，雖然石鼓錨地取消，但仍有船舶在此處碼頭停靠，擠占了部分航道，致使該區(qū)域航寬縮減(圖3～4)。

圖3 2019年3月宜都水道淺點(diǎn)

圖4 2019年3月關(guān)洲水道原石鼓錨地水下地形

3.3 小結(jié)

按照三峽最小下泄流量不小于保證葛洲壩下游廟咀水位不低于39.0 m(1985國(guó)家高程基準(zhǔn))控制，參考《長(zhǎng)江干線航道預(yù)留水深(安全值)研究》成果，一般情況下下臨江坪至陳二口河段枯水期水位日變幅均值為±0.3 m。結(jié)合可利用水位分析結(jié)果，宜昌河段出現(xiàn)的最低水位為-0.05 m，考慮預(yù)留0.4 m富余水深(預(yù)留富余水深=水位日變幅+對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)最低水位絕對(duì)值)；宜都段最低水位均大于0 m，所以預(yù)留0.3 m富余水深，以應(yīng)對(duì)水位變化等情況下船舶通航安全。綜合考慮水位、河床沖淤、船舶停靠等因素的影響，結(jié)合航道尺度核查結(jié)果(表1)，宜昌河段航道內(nèi)如果最小維護(hù)水深提升至4.5 m，航寬可保證290 m，宜都河段航道內(nèi)如果最小維護(hù)水深提升至4.5 m，航寬基本能維持150 m，局部受限河段寬度不小于100 m。

表1 下臨江坪至陳二口段主航道尺度核查結(jié)果

4 結(jié)論

1)當(dāng)前條件下，先行探索提升下臨江坪至陳二口河段航道維護(hù)尺度是自覺提高航道公益服務(wù)質(zhì)量的一種體現(xiàn)。下臨江坪至城陵磯河段存在蘆家河、枝江、江口等淺險(xiǎn)河段的瓶頸，暫時(shí)無(wú)法統(tǒng)一提升航道維護(hù)尺度。但隨著陳二口松滋加減載基地的建成，可充分利用航道條件較好的下臨江坪至陳二口河段水深資源，優(yōu)先提高該段的航道維護(hù)水深有利于促進(jìn)公共資源的應(yīng)用，有利于船舶裝載能力的充分利用。

2)綜合上述尺度核查和可利用水位分析，通過(guò)調(diào)標(biāo)、設(shè)標(biāo)調(diào)整航道，長(zhǎng)江中游下臨江坪至陳二口河段1—4月、10—12月航道維護(hù)尺度在現(xiàn)行3.5 m×100 m的基礎(chǔ)上，基本具備提升至4.5 m×150 m的可行性，局部受限河段寬度不小于100 m。

3)長(zhǎng)江中游下臨江坪至陳二口河段要長(zhǎng)期保證4.5 m×150 m航道尺度須對(duì)宜都水道和關(guān)洲水道進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)。受三峽大壩清水下泄影響，下臨江坪至陳二口作為近壩河段，局部區(qū)域水流流速流態(tài)較為復(fù)雜，水流方向與船舶航行夾角較大，影響了船舶實(shí)際航行過(guò)程中的可利用航寬。所以須密切關(guān)注水情和航道變化，充分考慮流速流態(tài)對(duì)船舶實(shí)際航行可利用航寬的影響，出現(xiàn)極低水位、航道淤積等緊急情況時(shí)，及時(shí)調(diào)整航道、縮窄航寬，確保通航安全，必要時(shí)輔以疏浚。