鎮(zhèn)揚河段和暢洲汊道近期河勢演變分析

凌金平

(鎮(zhèn)江市長江河道管理處， 江蘇 鎮(zhèn)江 212002)

1 和暢洲汊道基本情況

和暢洲汊道位于長江鎮(zhèn)揚河段下游段，為雙分汊河道，上游從沙頭河口起，承接六圩彎道，下游到兩汊匯流區(qū)，下接大港水道，河道全長16.8 km。目前左汊為主汊，分流比約60%左右，進口分流角度約41°，左汊長度約10.8 km，左汊河型由微彎段、急轉S型彎段組成。右汊為支汊，進口分流角度約49°，長度約11 km，右汊河型由順直段、90°急轉到微彎段組成。兩汊中間的和暢洲體，呈長方形，東西向洲長約5.6 km，南北向洲寬約3.5 km，洲體面積約20 km2(0 m線計)。自身演變與上游六圩彎道密切相關，同時也影響大港水道及揚中河段河勢演變。

鎮(zhèn)揚河段屬感潮河段，每月2次大潮出現(xiàn)在農歷的初三、十八前后。鎮(zhèn)江潮位站歷年最高高潮位為6.69 m(1996年8月1日),每年的最高高潮位一般出現(xiàn)在汛期；歷年最低低潮位為-0.66 m(1959年1月22日)，每年最低潮位一般出現(xiàn)在1月份；鎮(zhèn)江潮位站多年平均潮位2.67 m，多年平均潮差0.96 m。三峽水庫蓄水運行以來，大通站年內水沙分配及其組成出現(xiàn)一定程度的調整和變化，其中年最大洪峰過程較以往趨緩，汛期月平均洪峰流量小于蓄水前。同時，枯季水量的比例占全年略有減小，沙量也略有減少。另外，年內汛期的輸沙率減小幅度，明顯大于水量的減小。

2 和暢洲汊道地質情況

本河段大地構造單元屬于淮陽地盾與江南古陸之間的揚子準地臺狹長地帶，處于寧鎮(zhèn)弧形褶皺帶的范圍內。次級構造有喬家門—四明山斷裂、橫山斷裂、諫壁斷裂等，還有南京—鎮(zhèn)江一帶的南北向大斷裂，對河道的發(fā)育有一定的影響。

河道岸坡地質結構基本屬上淤下砂雙層結構亞類(Ⅱ2)。上部為淤泥質土厚度約1.50～19.50 m，平均厚度為7.29 m；下部為松散—中密砂性土，厚度也較大。岸坡土層抗沖刷能力差，易發(fā)生崩岸。

3 河勢演變分析

3.1 歷史演變情況

在20世紀80年代之前，鎮(zhèn)揚河段基本處于自然演變狀態(tài)之中。其自然演變的主要特點是：長江下游在喇叭型的河谷范圍內，河寬逐步縮窄，主槽逐步形成，沙洲合并或并岸，支汊減少，河道形態(tài)由多洲多汊趨向簡單的分汊河型，形成具有節(jié)點藕節(jié)狀的分汊河道。

20世紀50年代至60年代，世業(yè)洲處于相對穩(wěn)定期，但兩汊匯流后的下游都天廟彎道發(fā)生強烈崩岸， 1954年都天廟炮臺被沖毀，彎道的頂沖點迅速下移，整個彎道向左遷徙，相應征潤洲隨之迅速淤展，進而迫使鎮(zhèn)江港棄焦北而開辟焦南航道[1-2]。和暢洲于20世紀50年代完成由多汊并為兩汊的過程，成為分流比各為50%的雙汊河段。至20世紀60年代末，和暢洲汊道成為右主左支、洲頭穩(wěn)定的良好汊道。此時整個鎮(zhèn)揚河段河勢，從儀征水道至世業(yè)洲右汊、六圩彎道、和暢洲右汊直至大港水道，主流形成連續(xù)的幾個反向河彎的態(tài)勢。

但由于沒有及時實施河勢控制，六圩彎道左岸不斷崩塌后退，頂沖點下移到沙頭河口附近，和暢洲頭崩退劇烈，1977年和暢洲東北角鵝頭發(fā)生切灘，左汊迅速發(fā)展，分流比由1974年的25%發(fā)展到1980年的38.8%[3]。

1995年、1996年、1998年與1999年的長江連續(xù)幾次大洪水后，和暢洲左汊的發(fā)展速度又明顯加快，1995—1999年間左汊分流比由58.1%上漲至67.9%，到2002年已達到75.5%[4]。左汊河面增寬，河床沖深，過水面積持續(xù)增加，河道左移和暢洲左汊在持續(xù)發(fā)展擴大。進而使得和暢洲右汊分流比逐年減少，深槽逐漸淤淺，緩慢縮窄，過水面積減小。而右汊口門處的征潤洲邊灘及焦南航道出口附近的左側近岸河床仍在持續(xù)淤積，導致右汊-10 m河寬最窄處不足300 m。這不僅對右汊通航十分不利，且嚴重影響了分布在右汊河道內眾多企業(yè)。

和暢洲汊道此時左汊發(fā)展、右汊萎縮的變化趨勢，給沿江的防洪安全及國民經濟發(fā)展帶來了極為不利的影響。

3.2 河勢控制工程對該汊道發(fā)展演變的影響

3.2.1 口門控制工程對和暢洲汊道演變的影響

為控制和暢洲左汊的持續(xù)快速變化，2002年6月至2003年9月期間，實施了和暢洲左汊口門控制工程，工程主體為塑枕潛壩工程。潛壩壩體(N2-N5段)位于和暢洲左汊進口口門處深槽部位，總長度為1 102 m(實際施工時由于水下地形的變化，總長度調整為1 098 m)。壩頂為變高程形式：壩頂高程自-3～-20 m，壩頂寬度10 m，上游側平均邊坡為1∶2.5，下游側平均邊坡為1∶3。壩體以充砂塑枕水上拋筑形成水下潛壩，壩頂面4 m厚及上下游坡面10 m厚為復合塑枕，壩芯為普通塑枕[2]。

口門控制工程潛壩建成后，2004—2014年左汊分流比維持在72.3%～73.9%左右[2-3]；右汊分流比快速減小的勢頭得以遏制，右汊萎縮的趨勢也得到初步抑制，右汊-10 m航寬平均保持在400 m左右。但2012年左汊分流比較2004年仍上漲了1%，同年汛末左汊河道內發(fā)生2次窩崩。2013—2014年左汊口門潛壩進行了加固以后， 2015年分流比回落至71.8%。

平面形態(tài)上口門控制工程潛壩建成后和暢洲頭位置穩(wěn)定，兩汊分流角度基本未變，左汊分流角約為42°，右汊分流角約為45°。洲體平面仍呈方形，洲體西緣岸線基本穩(wěn)定，對岸的征潤洲尾灘0 m線，2004—2008年向東淤漲了約200～300 m，但2008—2014年0 m線基本停止了淤漲；北緣岸線呈南凹微彎狀態(tài)，左汊口門潛壩下游約1 km范圍內，0 m線淤漲約70～170 m，下游則變化不大。南緣原為淤漲區(qū)，左汊口門潛壩建成以來0 m線淤漲的態(tài)勢已不明顯；下段孟家港段，河道呈反S彎，上半段凹向高橋洲，下半段凹向西岸和暢洲，東岸高橋洲鵝頭狀河道未出現(xiàn)明顯變化。

右汊進口處深槽向征潤州側小幅展寬，槽尾上縮約160 m。2004—2008年，上段槽頭大幅淤縮470 m，右汊進口處深槽向征潤州側進一步展寬，與2000年相比累計展寬約50 m。2008—2011年，深槽長度變化不大，槽寬上表現(xiàn)為上段淤縮下段發(fā)展的趨勢；左汊-30 m深槽2011—2014年上段進一步淤縮，下段繼續(xù)下延展寬。-30 m槽身北緣向外擴展約50 m，大窩塘位置-30 m沖槽淤退明顯，碼頭窩塘位置2012年發(fā)生窩崩，-30 m槽相應有所內切。下段-30 m深槽，呈S彎，對比2008—2014年深槽變化不大，但東側孟家港一線深槽貼岸對岸線穩(wěn)定不利。

3.2.2 深水航道潛壩工程對和暢洲汊道演變的影響

長江南京以下12.5 m深水航道二期工程和暢洲水道整治工程，2015年6月開工，2017年5月完工。主要目的是通過整治工程措施，適當增加右汊分流比，改善右汊航道條件并使航道可維護；在實施整治工程的前提下，對右汊進口段右側征潤洲尾灘進行切灘，改善右汊進流及船舶航行條件。

該工程在和暢洲左汊內中下段分別設置2座潛壩，以抑制左汊的分流比的增加，壩頂高程為+4.0 m～-6.0 m～-18.0 m～+4.0 m。為改善右汊進流條件，在右汊進口右岸實施切灘工程，面積約78 090 m2，切灘底高程-12.85 m，邊坡比為1∶5。

工程預計汊道分流比變幅為6.18%～9.11%，工程實施后左汊分流比持續(xù)減少，至2020年實測數(shù)據比2014年減少了11.9%，效果超過預期。2020年7月左汊分流比為57.9%，但由于是在流量7.4萬m3/s時所測數(shù)據，與之前歷年4.5萬m3/s左右所測數(shù)據不可比較，故仍采用2020年6月分流比60.7%進行對比。

深水航道潛壩工程實施后，和暢洲洲體形態(tài)總體穩(wěn)定，分流區(qū)深泓線大幅右擺，分流點上提。左汊內受潛壩挑流影響其下游河床尤其是和暢洲東北角一線沖刷加劇，局部發(fā)生坍江險情。左汊口門潛壩下游的-30 m槽向左展寬，深槽右緣略有收縮。由于深水航道第一道潛壩下游受沖新出現(xiàn)了3個-30 m深槽，且該深槽不斷受沖發(fā)展，至2020年深槽已沖深至-45 m，面積較2018年有所擴展，呈現(xiàn)沖深下延趨勢。在孟家港上段則向凸岸及和暢洲側大幅展寬約200 m。在孟家港下段受左汊入流相對減少的影響深槽右緣多有收縮，但仍呈現(xiàn)深槽貼岸，岸線邊坡較陡等不利態(tài)勢。右汊內受分流比增加影響，河道過水斷面增加顯著，和暢洲西緣深槽大幅刷深，對岸線穩(wěn)定和防洪安全造成嚴重威脅。特別是在2020年特大洪水沖刷下，西緣右6+70至右7+80段出現(xiàn)長110 m、寬30 m的水下滑塌，直接威脅和暢洲江堤安全。經采取緊急搶險工程措施，該段險情得以成功處置，滑塌段未進一步發(fā)展，深槽出現(xiàn)向右岸向下游發(fā)展趨勢。

2001—2020年和暢洲汊道分流比成果統(tǒng)計見表1。

表1 2001—2020年和暢洲汊道分流比成果統(tǒng)計

4 結 論

(1)2項控制工程達到預期效果，在2項工程的共同作用下和暢洲左汊分流比持續(xù)上漲勢頭得到有效遏制，右汊分流比上漲11.9%，左沖右淤態(tài)勢得以緩解，右汊主航道航行條件得以改善，沿線企業(yè)碼頭得以有效運行。

(2)左汊口門潛壩工程建成之后，和暢洲左汊分流比快速增長的勢頭得到了初步控制，右汊征潤洲尾灘及和暢洲南緣邊灘基本停止了淤漲。和暢洲北汊河道斷面仍在調整之中，深泓進一步逼岸，斷面向窄深發(fā)展。右汊深泓年際間擺幅趨小，深槽萎縮趨勢得以初步抑制[3]。

(3)深水航道潛壩工程實施后，和暢洲左汊分流比進一步回落，右汊分流比顯著增加，2020年比2015年上漲了11.9%，達39.3%，和暢洲洲體形態(tài)總體穩(wěn)定，分流區(qū)深泓線大幅右擺，分流點上提。左汊內受潛壩挑流影響其下游河床尤其是和暢洲東北角一線沖刷加劇。右汊內受分流比增加影響，河道過水斷面增加顯著，和暢洲西緣一線岸線受沖，深槽大幅沖深，并不斷下延，南緣淺灘由淤轉沖，河道仍處于進一步調整中。

(4)由于右汊分流比的增加，導致和暢洲西緣一線岸線受沖加劇，部分岸段出現(xiàn)滑塌，原有護岸工程部分被破壞，目前雖已對和暢洲西緣洲頭至岸段中部實施拋石護岸加固，但中部深槽仍有下延趨勢，西緣尾部原有工程尾部出現(xiàn)指岸沖槽，仍需加強觀測并實施采取工程措施，以便進一步穩(wěn)定和暢洲西緣岸線。

(5)建議對和暢洲汊道開展演變模型分析，進一步研究3座潛壩對河勢變化產生的影響，了解河勢演變趨勢，主動采取相關措施增強岸線穩(wěn)定性，從而降低崩岸風險，保障和暢洲防洪安全。確保以穩(wěn)定而優(yōu)良的河勢條件更好地服務于經濟社會的可持續(xù)發(fā)展[2]。