新水沙新邊界下長江揚中河段演變分析及思考

姜中清，張 玥，田志軍，周東泉

(江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 揚州 225127)

1 研究背景

揚中河段上起五峰山下訖鵝鼻嘴，是長江中下游一類重點河段，河道全長87.7km，兩岸為鎮江、常州、無錫、揚州和泰州等5市，進、出口段分別由五峰山和鵝鼻咀兩組節點控制，江面寬分別為1.1、1.4km[1]。揚中河段按形態及水流特性可分為上、下2個特征河段，界河口以上為太平洲汊道段，其間包含了太平洲，落成洲、錄安洲、炮子洲等江心洲；界河口以下至鵝鼻嘴為江陰水道，為單一順直微彎型河段[2]。

兩岸地勢低洼，普遍處于洪水威脅之下，堤防是沿江防洪的唯一防線，江中小島揚中市防洪保安情勢更為嚴峻。20世紀80—90年代，長江揚中河段先后實施了節點控制應急工程、一期整治工程。揚中河段一期整治工程中，按照“因勢利導，全面規劃，遠近結合，分期實施”的原則，遵循河流自身變化的復雜規律，多方協調，不僅考慮了揚中河段上下游鄰段的自然條件，還認真考慮了長江各段沿岸的人類活動情況，最后較好地協調了各個單項工程之間的矛盾點，有效處理了相鄰河道整治工程的相互關系，從而為長江中下游整治工程的進一步實施奠定了堅實的基礎[3]。

21世紀以來，又陸續實施了天星洲汊道河道綜合整治、長江口12.5m深水航道上延南京相關的河道整治和長江干流江蘇段崩岸應急治理等工程，夯實了大洪水無大崩岸、無大洪災的良好基礎。

2016年、2020年發生長江流域性大水，極端災害性天氣頻發，崩岸險情時有發生，揚中接連發生2017年“118”坍江[4]和2020年豐樂橋崩岸。新水沙、新邊界條件下，揚中河段存在局部水域主流動力軸線和汊道分流調整、重要節點和導流岸壁局部損毀、水下礁板沙和局部洲灘沖蝕后退、支汊過度發展等問題，岸坡不穩風險加大，影響河勢穩定和防洪工程安全。

隨著長江經濟帶、長三角區域一體化等國家發展戰略的實施，以及沿江經濟社會高質量發展需求[5]，對長江河勢穩定和防洪安全等要求進一步提高。本文主要在分析實測水文和地形資料的基礎上，分析揚中河段近年來的演變發展規律，并提出相應對策建議，為該河段整治工程的研究提供參考。

2 新水沙、新邊界

隨著三峽的建成運行以及揚中河段的河勢控制和航道治理，河道的水沙條件、邊界條件都發生了顯著變化。

根據1950—2020年大通站的資料統計，三峽水庫蓄水前，大通站多年平均徑流量為9034億m3，多年平均流量28540m3/s，多年平均輸沙量4.26億t，多年平均含沙量0.47kg/m3；三峽水庫蓄水后，大通站多年平均徑流量為8770億m3，多年平均流量27720m3/s，多年平均輸沙量1.34億t，多年平均含沙量0.15kg/m3。與蓄水前相比，輸沙量和含沙量銳減，降幅分別為68.5%、68.1%，水沙條件發生明顯改變。

為遏制上游鎮揚河段內和暢洲左側汊道快速發展的態勢，2003年在左側汊道口門實施了1座潛壩工程，2015年6月—2017年5月又在汊道中部實施了2座潛壩工程[6]；為維持天星洲水域雙分汊的河道形態，改善左汊水域條件，2014—2017年實施天星洲守護工程；為改善航道條件，先后實施了三益橋、鰻魚沙兩礙航淺段疏浚工程(2015年)及疏浚維護工程、落成洲洲頭守護工程(2012年)、落成洲右汊進口段丁壩和護底工程(2010—2012年)、鰻魚沙心灘守護工程(2015—2016年)。經過近期系列河勢控制及航道治理工程，河道邊界條件產生較大變化。

3 河道演變

3.1 河道邊界、灘槽及分流格局總體穩定

揚中河段在進口五峰山、中段錄安洲和天生港、出口鵝鼻嘴等天然及人工節點、20世紀60—70年代以來嘶馬彎道等一系列沿岸護岸工程和碼頭工程控制作用下，分流、分沙及主槽走向多年來基本穩定，呈較為穩定的分汊格局，嘶馬彎道岸線崩退得到有效控制，江陰水道多年來保持微彎單一的格局，穩定少變[7]，河道邊界條件和平面形態逐步穩定。

長江南京以下12.5m深水航道整治工程及天星洲汊道綜合整治工程的實施，落成洲洲頭、鰻魚沙心灘、天星洲等得到了守護，有利于分汊河道的穩定發展，總體河勢相對穩定。

3.2 三峽水庫蓄水運用后，清水下泄，河床總體沖刷

根據實測資料計算，在1999年1月—2020年12月期間，長江揚中河段凈沖刷量6.42億m3，河床平均刷深0.5m。其中，在三峽工程蓄水運用后的2006年5月—2011年10月河槽沖刷最為明顯，凈沖刷量2.05億m3，平均刷深0.9m。揚中河段河床沖淤量統計情況見表1。

表1 揚中河段河床沖淤量統計表

根據2018年12月—2020年12月的實測資料計算，揚中河段各區域近期仍總體處于沖刷狀態，河床平均刷深0.5m。其中太平洲汊道進口段刷深1.6m，泰興順直段沖淤平衡，左汊炮子洲錄安洲段刷深0.1m，錄安州右汊刷深0.3m，太平洲右汊(揚中夾江段)刷深0.5m，小泡沙右汊刷深2.4m，江陰水道刷深0.3m，僅嘶馬彎道段淤積0.3m。

3.3 部分汊道分流仍在發生變化，支汊有所發展

隨著上游和暢洲左右汊分流的調整，過五峰山節點后，主動力軸線有所南偏，太平洲洲頭及其兩緣附近水流水動力增大，近岸河床下切，江岸坍塌，改變了落成洲右汊和太平洲右汊的入流條件，落成洲右汊和小泡沙右汊等局部支汊均有所發展。

從分流變化來看，太平洲左右汊分流比基本穩定在89%和11%。太平洲右汊洪季及中水條件下在8.5%～12.7%間，枯季條件下在8%～11%間，洪季及中水條件下右汊分流分沙比較枯季條件下要大；受三益橋邊灘淤長南壓等因素影響，太平洲右汊分流分沙比近年來呈增加趨勢。落成洲右汊20世紀80年代分流比僅10%左右，90年代分流比增加較明顯，至2003年中水右汊分流比達19%左右；2010年前枯季分流比在15%左右，洪季在19%左右；2015年最大約23.8%。隨著長江南京以下深水航道二期整治工程的實施，工程限流作用較為明顯，洪季最小分流比為2017年8月18.9%，枯最小分流比為2019年2月15.2%。隨著上游河勢調整，主動力南偏、落成洲右汊航道整治潛壩局部沖刷等因素影響，2019年以來洪季分流均有所增加，2020年7月分流比約22.5%，2021年有所減小。太平洲右汊分流比20世紀70年代一般在10%以內，后續有所調整，近期維持在12%左右。如圖1—2所示。總體而言，落成洲右汊、太平洲右汊分流自20世紀70年代以來總體處于發展態勢，影響河勢穩定和左汊主槽的通航條件。

圖1 98大洪水條件下流速圖

圖2 98大洪水條件下流速等值線圖(2020年地形)

20世紀80年代以來，小泡沙左右汊出現主支汊易位。平灘流量下1980年右汊分流比在13%左右，左汊分流比達87%；至2012年右汊分流比達53%，左汊僅47%；2021年2月右汊實測分流比達80%，相應右汊沖刷發展，左汊彎曲，成鵝頭型汊道，阻力較大，呈萎縮態勢；右汊較短，阻力較小，呈持續發展態勢。小泡沙右汊的快速發展，左汊萎縮，出現主支汊易位現象。右汊河床大幅沖深，匯流頂沖位置發生變化，出現新的崩岸險情及對常泰大橋及通航產生不利影響。

3.4 局部區域河勢仍處于調整期，崩岸時有發生

經過長期治理，大的崩岸險工段基本得到治理，但局部河勢仍然處于調整期的水域仍存在崩岸隱患，甚至發生崩岸，主要表現在以下方面。

(1)近年來落成洲右汊分流分沙總體呈增加的趨勢，右汊河床處于沖刷態勢，河道過流斷面擴大，太平洲洲頭及其兩緣局部岸坡增陡，豐樂橋段-35m深槽近鄰堤防，且已造成數次坍江；此外，隨著落成洲右汊的發展，楊灣段近岸水流水動力增大，河床沖刷加劇，礁板沙水下平臺沖蝕后退較為明顯，且出現兩處-20m深槽伸向引江河口門。

(2)嘶馬彎道紅旗河口兩側近岸-60m深槽發育，揚中二墩港和小決港段-50m和-40m深槽逼岸，灘槽高差大，岸坡陡峻，存在崩岸隱患。

(3)揚中夾江口門刷深擴大，近年來分流有所增加，2021年7月達13.7%，小泡沙右汊發展，近岸出現-30m深槽，導致局部江岸坍塌，并危及小泡沙分汊格局和頂沖區域太平洲主江堤的穩定。

崩窩的發生并非近岸河坡過陡或快速陡化所致，近岸深槽大幅下切逼岸是導致崩窩的重要因素之一。崩窩發生后，雖然經過應急治理后，窩塘內開始回淤，但外側大江段的宏觀環境沒有改變，該斷面依然面臨崩塌危險，應對該河段加強監測[8]。

4 結論

(1)揚中河段治理應以控制和穩定現有河勢為主，加強節點控導、洲灘穩定、險工險段守護，同時遏制典型支汊的不利發展，消除江岸坍塌隱患。

(2)河床總體呈沖刷態勢，洪水期“沖灘淤槽”，小水年份河床沖淤變化小、大水年份河床沖淤變化大，局部岸段面臨沖刷風險，全河段河勢不致發生重大變化。

(3)局部汊道發展使汊道內水動力條件增加，沿岸流速加大，崩岸險情加劇。遏制落成洲右汊、揚中夾江和小泡沙右汊的發展，是避免分汊格局出現動蕩的關鍵舉措。

(4)汊道分流變化，匯流后頂沖位置有所變化，局部岸段崩岸風險增加，江都嘶馬、泰州楊灣、常州錄安洲等是揚中河段河勢控制、保障防洪安全的重點區域。