长江中游藕池口水道洲滩演变特点与治理思路研究

    黄伟　朱文清

    

    

    

    摘 要：藕池口水道是长江中游重点浅滩水道之一，河道形态较为复杂，水道内存在两个心滩、一个边滩及一个高滩，可动性强，洲滩演变受到多方面因素的影响。本文在分析洲滩演变特点的基础上，确定合理可行的航道整治工程治理思路。

    关键词：藕池口水道 洲滩演变 航道条件 治理思路

    藕池口水道（图1）位于长江中游下荆江首端，地处湖北省石首市境内，介于周天河段和碾子湾水道之间，是长江中游重点碍航水道之一。该水道现行航道维护尺度为2.9 m×80 m×750 m（水深×航宽×弯曲半径，下同），保证率为95%。根据国务院批准的《长江干线航道总体规划纲要》，至2020年本河段航道建设标准要达到3.5m×150 m×1000 m，保证率为98%，通航2000～3000吨驳船组成的6千至1万吨级船队。藕池口水道为一顺直放宽的喇叭型河道，由顺直过渡段和急弯段组成。由于洲滩抗冲性差，变化频繁，给航道带来一系列问题。为了稳定、改善藕池口水道的航道条件，相关部门对其进行了一系列的研究。

    洲滩演变特点

    1、藕池口心滩

    藕池口心滩滩头位于夹河口对开，滩尾位于胡家台一带，滩顶高程达到航行基准面以上10m。三峡工程蓄水运用后，藕池口心滩冲刷后退较为明显，冲刷崩退区域主要集中在藕池口心滩的头部和左缘，心滩滩头和左缘位于主航槽的凹岸，在弯道水流的作用下，持续冲刷后退，退幅达1000m左右，同时心滩滩头受冲右移近1200m；而心滩滩尾位置基本不变；心滩整体向右岸偏移。由于上游有倒口窑心滩掩护，水流对藕池口心滩的作用力较弱，仅心滩头部及左缘有所冲刷后退，但年内变幅相对较小。

    2、倒口窑心滩

    倒口窑心滩年内遵循“洪淤枯冲”的演变规律：汛前中水期，心滩开始淤积，长大淤高；到汛期，心滩滩体淤积发展至最大；汛后退水期，心滩头部及左缘不断冲刷后退，滩体变小，到枯水期时，心滩冲刷至面积最小。

    3、陀阳树边滩

    陀阳树边滩作为河段进口的左边界条件，其边滩的位置及形态对于控制河段进口条件具有关键性的作用。一般情况下，陀阳树边滩呈一狭长型近岸滩体，位于左岸陀阳树附近，究其形成原因主要与该段水流动力减弱，泥沙落淤有关。

    陀阳树边滩仍为一活动性边滩，近年的地形测图上反映，陀阳树边滩在年际和年内处于冲刷下移的状态（表1）。可以看出，陀阳树边滩虽然年内呈总体冲刷下移趋势，但从冲淤调整时期上来看，河床冲淤主要发生在汛前中枯水水期，而迅后退水期陀阳树边滩冲刷下移的速度较汛前中枯水期有所减缓。

    4、天星洲

    天星洲左缘作为藕池口水道进口的右边界，其稳定对于控制进口段航道条件稳定具有关键性的作用，近年来主流紧贴天星洲洲体左缘，在水流作用下，呈明显的冲刷后退状态。

    5、洲滩演变对航道条件的影响

    陀阳树边滩和天星洲分别为藕池口水道进口左河道两侧的边界。近年来天星洲洲体较为稳定，但洲体左缘受水流作用有所冲刷后退，使进口段枯水期河宽进一步展宽；而左侧的陀阳树边滩近年来变化较明显，不断冲刷下移，至2009年枯季已移至古长堤至沙埠矶一带。陀阳树边滩的此种变化，直接影响了进口段左槽主流线的变化，致使左槽主流不断右摆，切刷倒口窑心滩左侧。数学模型十年预测结果显示，随着陀阳树边滩的不断下移，左槽主流不断右摆（图4），不断冲刷倒口窑心滩的左侧，表明陀阳树边滩作为进口的边界对于河段内的洲滩变化起着一定控制作用，且随着进口主流的右摆，左汊进口进一步展宽，浅区范围有扩展的趋势。

    现阶段陀阳树边滩处于古长堤至沙埠矶一带，边滩滩型较完整，有利于限制水道进口主流摆动，对改善进口浅区水深条件具有积极作用，但若持续冲刷下移，则会造成进口段进一步向宽浅发展，不利于进口段航道条件的稳定。

    在目前的演变阶段：涨水期，右槽淤浅，藕池口心滩与倒口窑心滩连成一体；退水期，右槽槽口冲开，两心滩分离。退水末期，倒口窑心滩受冲，面积最小，两心滩间隔最大；到下一个汛期，由于倒口窑心滩的淤长，两心滩重新连成一体。近期，由于藕池口心滩持续冲刷后退，左汊展宽，引起了倒口窑心滩泥沙落淤，使倒口窑心滩淤高、展宽、下延，并向藕池口心滩并靠。而随着上游陀阳树边滩的下移、顶托，又加剧了倒口窑心滩头部及左侧的冲刷侧蚀，有助于促进倒口窑心滩向藕池口心滩并靠，也为藕池口心滩不断向右偏移提供了动力条件。

    近年来藕池口水道航道条件的好坏与江中滩体（上游陀阳树边滩、倒口窑心滩、藕池口心滩）的变化密切相关。当藕池口心滩高大完整并保持稳定，且倒口窑心滩高程较高且心滩位置较上时，此时左汊进口段（古长堤至沙埠矶一带）河宽相对较窄，滩槽高差较大，有利于左汊进口浅区的冲刷，航道条件较好，且比较稳定；而当藕池口心滩冲刷后退，河道放宽，倒口窑心滩滩体随之冲刷下移、右偏，滩头冲刷后退、高程降低，左汊进口段滩槽高差较小，河道向宽浅方向发展，并在此处逐渐形成新的淤积体，此时航道条件较差，而且不稳定。

    从三峡水库蓄水运用以来的实测资料来看，135m蓄水运用以来，藕池口心滩左缘不断冲退，河道边界稳定性较差，对水流摆动控制较弱；倒口窑心滩滩头及左缘持续冲刷后退，滩体下移、右偏；陀阳树边滩冲刷下移，已经在古长堤至沙埠矶附近淤积成滩体，并不断下延并右移。航道不稳定性进一步增大，进一步加大了航道条件变坏的可能性。要想从根本上解决藕池口水道的碍航问题，进一步提高航道尺度，必须通过工程措施，稳定基本的河道格局，形成有利的滩槽形态。即藕池口水道航道整治的总体目标为：在已建工程的基础上，通过实施一定的工程措施，形成并稳定良好的滩槽格局，消除航道向不利方向转化的因素（避免因心滩滩体冲刷降低、滩头后退造成的主流摆动频繁、多槽争流等不利局面）；稳定航道边界，促进主航道的稳定和发展。

    航道整治思路

    针对藕池口水道各滩体演变特性及其对航道的影响，提出了总体工程的具体治理思路为：①对陀阳树边滩及对岸天星洲洲尾高滩滩缘进行守护，保持滩体完整，控制水道进口段的航道边界条件，稳定水道进口段主流流路。②由于藕池口水道将在一个较长时期内维持以左汊为主汊的分汊格局，藕池口心滩左缘作为该水道主航道的右边界必须稳定下来，防止河道进一步展宽；并待倒口窑心滩与藕池口心滩联成一体时，及时对新形成滩体的关键部位进行守护，保持该滩体的完整、稳定；同时对相关岸线进行适当守护，形成稳定的航道边界，将左汊整治成枯水期曲度相对合理、进出口平顺并相对稳定的航道。通过以上工程措施，形成并稳定良好的滩槽格局，消除航道向不利方向转化的因素；提高浅区退水冲刷力度，改善航道条件，彻底根治本水道的碍航问题，并实现规划的航道尺度。

    根据以上总体方案治理思路，本阶段提出总体工程平面设计内容，主要包括六部分工程：①陀阳树边滩布置护滩（底）带；②左岸文艺村附近倒套内布置潜丁坝；③左岸沙埠矶以下岸线布置护岸工程；④天星洲尾部左缘布置护岸（滩）工程；⑤倒口窑心滩洲头布置护滩带及洲体布置鱼骨坝工程；⑥藕池口心滩左缘及洲尾布置护岸工程。平面布置示意图见图2。

    结论与建议

    藕池口水道是长江中游河段重点碍航河段之一，洲滩演变复杂，且对航道条件影响较大。洲滩的稳定将有利于藕池口水道的河势格局和航道条件。长期的原型观测和分析表明，藕池口水道将长期保持“三滩、两汊、两槽”并存的河势格局，且主航道将长期位于主汊。这种河势格局有利于形成较为优良的航槽边界。

    参考文献：

    [1] 闫军， 付中敏， 陈靖等. 交通运输部. 长江中游藕池口水道河道演变及航道条件分析 [J]，水运工程， 2012（1）， .99-104

    [2] 李明， 刘林， 郑力.长江藕池口水道平面二维水沙数学模型研究 [J]， 人民长江， 2011， 42（15），63-65..

    [3]付中敏、闫军等长江中游藕池口水道航道整治一期工程施工图设计[R]. 长江航道规划设计研究院，2010年8月.

    [4]耿嘉良、陈婧长江中游藕池口水道航道整治一期工程效果分析[R]. 长江航道规划设计研究院，2013年5月.

    （作者单位：长江航道局荆江航道整治工程建设指挥部）