馬鞍山鄭蒲港碼頭港池水域回淤分析

周琪琪ZHOU Qi-qi；王勇WANG Yong；謝雪杰XIE Xue-jie；王天瑩WANG Tian-ying

（①安徽省現代交通設計研究院有限責任公司，合肥230088；②中水珠江規劃勘測設計有限公司安徽分公司，蕪湖241000）

0 引言

馬鞍山港鄭蒲港區位于長江馬鞍山河段江心洲汊道左汊左岸鄭蒲圩段，建設有1 個5000 噸級集裝箱泊位和2 個5000 噸級件雜貨泊位，2014 年12 月鄭蒲港區一期工程開港運營，港區依托長江航道優勢和行政區劃調整帶來的發展空間，逐步向長三角江海聯運中心和區域性全國性物流樞紐目標發展。

2022 年長江流域降雨、來水均嚴重偏少，江湖水位持續走低，鄭蒲港區港池水域河床持續淤積抬高，一定程度上束窄了港池過駁尺度，到港船舶回旋及進出港的通航水深條件難以保證。因此，碼頭港池地形的沖淤變化，對泊位通過能力的影響不可忽視[1]。本文將以馬鞍山鄭蒲港碼頭為依托，對港池水域歷時（2011 年～2023 年）水下地形測量成果進行分析，從平面、橫斷面兩個方面分析港池水域沖淤變化情況。

1 工程概況

1.1 河道概況

長江馬鞍山河段位于長江干流下游，河段上與蕪裕河段相接，下與南京河段相連，全長約36km。長江馬鞍山河段河道呈兩端束窄，中間分汊，系典型的順直分汊型河道，河道寬度最窄為東、西梁山卡口處約1.1km，最寬為江心洲中部約8km。[2]

河段內自上而下分為江心洲和小黃洲兩個汊道。江心洲左汊是主汊，寬闊順直，主流左右擺動，灘槽交錯依附兩岸。江心洲右汊為支汊，長約24km，寬約0.6km，有姑溪河自右岸入匯。小黃洲汊道右汊為主汊，長約14km，汊道內小黃洲長約7km，最大寬度約2.1km。小黃洲汊道右汊長約6.5km，寬約1.5km；左汊為支汊，長約7.5km，寬約0.8km。近年來，左右汊分流比不穩定，左汊分流作用逐漸明顯。小黃洲汊道與下游新濟洲汊道之間的單一河段即小黃洲汊道匯流段，長約4.5km。長江主流自江心洲汊道左汊經小黃洲洲頭過渡到小黃洲汊道右汊，過渡段長約3km，從左至右急劇轉折，形成上下兩個急彎。[3]

1.2 碼頭港池水域概況

按5000 噸級雜貨船考慮，回旋水域沿水流方向的長度取2.5 倍船長，垂直水流方向的長度取1.5 倍船長。單個泊位回旋水域沿水流方向的長度為314m，垂直水流方向的寬度為188m。

2 港池水域沖淤分析

2.1 模型處理

為了更準確分析沖淤變化，對碼頭港池水域域近期2011 年1 月、2016 年2 月、2020 年7 月、2022 年3 月、2022 年7 月以及2023 年2 月1:1000 水下地形測圖數據進行對比分析。港池水域斷面按每隔100m 布設一條斷面線（重點區域加密），自下而上依次截取9 條橫斷面，清淤區位置和斷面布置如圖1 所示。GIS 分析時，提取水下高程點和等高線數據生成數字高程模型，采用兩次模型疊加進行沖淤分析計算，計算基本網格為1m×1m。對沖淤變化的柵格數據繪制等值線，等值線繪制完成后對等值線進行擬合、標注和掩膜。柵格計算數據一般是用灰度表示的，為了直觀顯示，進行紅黃綠蘭分色表示，添加圖例、比例尺、指北針和標題，相關沖淤分析圖如圖2～圖6 所示。

圖1 鄭蒲港區清淤和斷面位置圖

圖2 水下地形沖淤變化圖（一）（2011.01～2016.02）

圖3 水下地形沖淤變化圖（二）（2016.02～2020.07）

圖4 水下地形沖淤變化圖（三）（2020.07～2022.03）

圖5 水下地形沖淤變化圖（四）（2022.03～2022.07）

圖6 水下地形沖淤變化圖（五）（2022.07～2023.02）

2.2 沖淤分析

2011 年1 月～2016 年2 月，從沖淤分析圖上可以看出，整個港池水域主要表現為淤積，總淤積量為31.0 萬m3，平均淤積厚度為3.3m。港池水域右側淤積量較大，最大淤積厚度9.2m；靠近港區碼頭的中下游有局部沖刷，最大沖刷深度為6.4m。

2016 年2 月～2020 年7 月測次港池水域總體表現為淤積，淤積量為22.0 萬m3，平均淤積深度為2.3m，最大淤積厚度為4.9m；港池水域左側及右側邊沿部分有少許沖刷區域，最大沖刷深度約3.1m，位于碼頭前沿。

2020 年7 月～2022 年3 月測次港池水域總體表現為淤積，淤積量為6.6 萬m3，平均淤積厚度0.7m。從沖淤變化圖可以看出，港池水域右側部分主要表現為淤積，最大淤積高度約為3.6m；港池水域左側部分主要表現為沖刷，最大沖刷深度約為2.9m。

2022 年3 月～2022 年7 月測次港池水域總體表現沖刷，沖刷量為11.9 萬m3。港池水域具體為內側淤積、外側沖刷。內側淤積量為4.2 萬m3，平均淤積厚度為0.9m；港池水域外側沖刷量為16.1 萬m3，平均沖刷深度3.2m，最大沖刷深度7.6m；由于2022 年港區清淤的緣故，港區平均沖刷深度為1.3m。

2022 年7 月～2023 年2 月測次港池水域總體表現為沖淤互現，變化不大。從沖淤變化圖可以看出，靠近碼頭上沿有淤積，一般淤積量在2m 以內；其余水域變化不大，變化量在0.5m 以內，整個港池水域平均沖刷深度為0.08m。

3 港池水域回淤分析

3.1 平面變化

0m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形呈輕微的沖刷狀態，下段斷面等高線變化不大，0m 等高線輕微內擺；港區內側位置0m 等高線內擺幅度稍大，港區外側由于河床淤積和洲灘下延，淺灘出現0m 等高線。2016～2020 年近岸水下地形呈淤積狀態，中段斷面淤積稍大，0m 等高線外擺，其余區域以輕微淤積為主；港區外側由于河床淤積和洲灘下延繼續加大，0m 等高線下延了1200m。2020～2023年近岸水下地形總體呈沖刷狀態，兩次0m 等高線互相纏繞，但以內擺為主；由于港區清淤等外界因素的影響，0m等高線萎縮，范圍明顯變小，回退約600m。

-5m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形呈輕微的沖刷狀態；在港區外側，由于洲灘淤積，-5m 等高線下延1220m。2016～2020 年近岸水下地形呈明顯淤積狀態，-5m等高線外擺，等高線最大外擺達20m；由于洲灘下延繼續加大，-5m 等高線繼續下延，下延了770m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈沖刷狀態，-5m 等高線以內擺為主；由于港區清淤等外界因素的影響，潛洲-5m 等高線寬度變窄，但還是下延了200m。

-10m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形總體呈淤積狀態，等高線外擺達30m，港區外側的潛洲下延750m，向兩側擴展約300m。2016～2020 年近岸水下地形呈明顯淤積狀態，-10m 等高線后退潛洲下延繼續加大，-10m 等高線下延下延了560m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈淤積狀態，-10m 等高線變化不大；潛洲由于淤積的影響，-10m 等高線繼續下延，下延長度約為400m，并向外外展。

-20m 等高線：2011～2016 年水下地形總體呈淤積狀態，-20m 等高線向下游退縮，后退950m。2016～2020 年近岸水下地形呈淤積狀態，-20m 等高線后退190m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈淤積狀態，-20m 等高線繼續下移，下移約200m。

表1 港池水域水下沖淤變化統計表

深泓線：河段深泓線過馬鞍山長江大橋后分為兩條，2011～2016 年深泓線總體右移，碼頭所在位置河道斷面左側深泓線貼近左岸，港池水域深泓下移；右側深泓線在上何家洲分叉，貼江心洲下行。2016～2020 年左側深泓線右移，過工程位置斷面后左側深泓緊貼左岸，右側深泓線左移，緊貼江心洲下行。

3.2 橫斷面變化

由圖7 可知，港池水域近岸水下地形變化不大，深泓和河床部分變化很大。2011～2016 年岸坡呈輕微淤積態勢，河床淤積較大，淤積厚度最大達10m；2016～2020 年近岸岸坡呈小幅沖刷，河床繼續淤積，淤積厚度最大達5m。2020～2022 年近岸岸坡呈輕微沖刷狀態，河床繼續淤積速度變緩，淤積厚度1～2m，但在河床外側由于港池清淤，出現了10m 的挖坑。2022.11～2023.02 年近岸岸坡呈輕微沖刷，河床也出現輕微的沖刷，但總體變化不大。

圖7 碼頭中間位置處港池水域水下地形橫斷面圖

近岸岸坡坡比在1.46～9.17 之間，平均坡比為4.56；局部陡坡在1.12～7.22 之間，平均坡比為3.73。

綜上，碼頭港池水域平面和橫斷面變化分析成果，可知2011～2016 年港池水域潛洲呈大幅淤積態勢，河床淤積厚度約為10m，潛洲灘地下延約1200m；2016～2020 年港池水域淤積較大，河床淤積厚度約為5m，潛洲灘地下延約600m；2020～2023 年港池水域淤積較緩，河床淤積厚度1～2m，潛洲灘地下延200m 左右。

分析鄭蒲港淤積的主要原因為，馬鞍山河段上下游局部河勢的變化、主流的右擺，引起牛屯河邊灘頭部沖刷、尾部淤積下延，是鄭蒲港淤積主要原因。

4 結論

根據港池水域回淤計算分析可知，碼頭水深條件已不能滿足5000 噸級船舶正?？坎?，影響鄭蒲港的正常運行，應當開展應急清淤工作。

①碼頭港池水域清淤前后均需要對水下地形定期測量，對港池水域的河床動態變化情況進行綜合評估。

②目前的河勢格局下，港區前沿疏浚是個長期的過程，鄭蒲港碼頭港池水域回淤計算分析方法可為今后同類型碼頭開展定期維護性清淤工作提供參考依據。