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    ’98洪水后長江安徽段河道演變分析及治理方案建議

    2010-04-14 10:07:04楊麗
    水利科學與寒區(qū)工程 2010年8期
    關鍵詞:河勢河段沖刷

    □楊麗

    一、概述

    長江干流安徽段位于長江下游,上起宿松縣段窯,下迄和縣駟馬河口,河道全長416公里,橫跨安慶、巢湖、池洲、銅陵、蕪湖和馬鞍山等6個省轄市和宿松、望江等20個縣(區(qū)),以及華陽河、九成畈、皖河、普濟圩等4個國營農(nóng)場,土地總面積2.35萬平方公里,約占全省土地總面積的16.9%,人口約1582萬,占全省總?cè)丝诘?5.8%。長江安徽段按河道幾何形態(tài)及其演變特點,由上而下依次劃分為張家洲、上下三號、馬 、東流、官洲、安慶、太子磯、貴池、大通、銅陵、黑沙洲、蕪裕和馬鞍山等十三個河段。1990年國務院批準的《長江流域綜合利用規(guī)劃報告》中,將張家洲和上下三號河段列入九江河段,將官洲河段列入安慶河段,并將九江、安慶、銅陵、蕪湖和馬鞍山河段列入長江中下游一類重點整治河段。

    1998年,長江發(fā)生了僅次于1954年的特大洪水,洪水持續(xù)時間長,洪峰流量大,水流造床作用強,局部河勢發(fā)生了較大變化。1998年后,長江進入平水年,隨著長江三峽工程建設和運行對下游河道水文泥沙的調(diào)節(jié)影響,近十年來安徽省長江局部河段河勢調(diào)整變化較大,崩岸頻繁發(fā)生,對長江安徽段河勢穩(wěn)定、防洪安全及沿江經(jīng)濟社會和人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成一定威脅。本文通過對長江安徽段歷年水下測圖結(jié)合水文泥沙資料,對河勢演變進行了系統(tǒng)分析,著重對1998年以來的河勢演變進行了重點分析,對歷年崩岸護岸及河道整治工程進行統(tǒng)計,對近十年來崩岸情況進行調(diào)研,從維護河勢穩(wěn)定、保障防洪安全、有利于沿江經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全等角度,提出河道治理工程建議。

    二、’98洪水后河道演變

    長江干流安徽段,屬江心洲十分發(fā)育的分汊河道,汊道眾多,其演變特點表現(xiàn)為主支汊沖淤興衰、灘槽易位、汊道分流分沙變化、水流頂沖或貼岸帶變化等。綜合安徽省長江歷年河勢演變分析及近期演變分析,1998年大水之后的十年來,安徽段長江河勢總體相對穩(wěn)定,但局部河段河勢處于調(diào)整過程中,局部河床變化較劇烈。具體表現(xiàn)為:

    (一)張家洲河段:左右汊基本呈四六分成的分流格局,相對較穩(wěn)定,總體看,左汊呈緩慢淤積趨勢。近期,左汊進口段張家界邊灘逐年沖刷后退,左汊進口河道沖刷,進流條件改善,左汊水流貼岸段(左岸段窯~匯口段)沖刷后退,因該段已實施護岸工程,岸坡變化不大,但該段丁壩擾流,水流紊亂,存在崩岸隱患。

    (二)上下三號河段:進口段主流右擺,上三號洲左汊淤積衰亡,枯水期基本不過流;上三號洲與下三號洲間汊道沖刷發(fā)展,分流比占98%左右;下三號洲右汊淤積衰退,分流比約占2%左右。上三號洲與下三號洲間汊道沖刷發(fā)展,上三號洲尾右緣大幅度崩退,導致主流頂沖同馬大堤王家洲段頂沖部位上提、頂沖強度加大,威脅同馬大堤防洪安全。

    (三)馬當河段:受上游河勢調(diào)整影響,小孤山挑流增強,馬當河段進口段主流右擺,擱排洲洲頭沖刷后退,汊道左淤右沖。擱排洲左汊進口段河床淤高,中下段江中淺灘及鐵沙洲淤長,下段因擱排洲左緣淤長而河道縮窄河床淤高,左汊衰退加劇,左汊分流比由1998年的14%減小至2007年的2%。擱排洲右汊沖刷發(fā)展,擱排洲頭右緣沖刷崩退,右汊上段河寬逐漸擴展,江中淺灘淤長,淺灘左側(cè)深槽發(fā)展,主流直抵中部馬當磯。在馬當磯挑流作用下水流向左過渡,瓜子號洲頭受沖后退,其與擱排洲間汊道沖刷發(fā)展,過流量增大,出流頂托擱排洲左汊水流后頂沖左岸江調(diào)圩一帶。右汊過流量增大,致使河流出口段主流左擺,深槽左移,江調(diào)圩段岸坡沖刷后退。

    (四)東流河段:進口段主流右擺居中,老虎灘頭沖刷后退,老虎灘、天興洲右汊分流比增大,右汊右岸有慶圩段崩坡崩塌后退,左岸華陽河口~雷港閘段陶寓邊灘淤長。受東流水道航道整治工程影響,主流經(jīng)左岸雷港閘附近丁壩導流后進入天興洲與玉帶洲間汊道,然后向棉花洲右汊過渡,棉花洲左汊淤積衰退,分流比減小,左岸雷港~老虎口段崩岸有所緩解;天興洲與玉帶洲間汊道沖刷發(fā)展,主流對右岸七里湖至護城圩段頂沖強度加大,致使該段岸坡發(fā)生強烈崩岸,因東流護城圩段堤防無外灘,崩岸直接影響堤防穩(wěn)定及防洪安全。又因老虎灘、天興洲右汊過流量增大,右岸稠林磯至塔基山段河道沖刷,深槽向近岸發(fā)展,塔基山挑流作用增強,棉花洲左右汊匯流后居中下行向右岸過渡。

    (五)官洲河段:受上游河勢調(diào)整影響,吉陽磯挑流減弱,主流居中進入官洲河段。新中汊淤積衰亡,清潔洲左右汊分流比均有所增大,基本呈八二分流態(tài)勢。清潔洲左汊主流居中下行,左岸六合圩段崩岸有所緩解,漳湖閘以下三益圩段岸坡受沖后退。新長洲與清潔洲淤連為一體,清潔洲與官洲間汊道分流比有所增大,主流貼官洲右緣下行,廣成圩上段岸坡受沖后退。吉陽磯挑流作用減弱,清潔洲右汊分流比增大,致使右岸廣阜圩、幸福洲段岸坡崩塌后退。清節(jié)洲左汊分流比增大,主流沖刷廣成圩段貼岸帶下延,致使廣成圩段崩岸向下游延伸約3公里。

    (六)安慶河段:小閘口挑流減弱,主流居中向左岸安慶港過渡,安慶西門以上沙漠洲段淤積,右岸小閘口以下至大渡口段岸坡沖刷后退。分汊段潛洲左汊仍為主汊,鵝眉洲崩退強烈,潛洲左沖右淤,潛洲與鵝眉洲間汊道沖刷發(fā)展,江心洲右汊分流比減小,汊道淤積衰退。潛洲左右汊水流匯合后頂沖馬窩段,馬窩下段深槽沖刷擴大左移,威脅丁馬段已護工程效果。

    (七)太子磯河段:攔江磯挑流增強,鐵銅洲左汊分流比減小,右汊分流比增大。左岸大王廟邊灘沖刷后退,岳王廟段岸坡略有回淤,右汊內(nèi)江中稻船洲、小玉板洲及其心灘連為一體,右汊內(nèi)各汊道呈發(fā)展態(tài)勢,但因汊道寬淺、洲灘汊道較多,右汊道仍呈不穩(wěn)定狀態(tài)。鐵銅洲尾匯流點下移右擺,右岸扁擔洲邊灘受沖大幅度崩退。

    (八)貴池河段:進口段主流左擺,水流受石頭埂挑流后向左岸過渡直接頂沖大砥含上段,該段深槽沖刷向近岸發(fā)展,威脅已護工程效果及樅陽江堤防洪安全。鳳凰洲右汊繼續(xù)淤積衰退,分流比減小至5%左右;鳳凰洲左汊水流自大砥含下段右擺居中下行,相應左岸三百丈、殷家溝段崩岸停止,岸灘大幅度淤積,長沙洲左汊呈淤積衰退趨勢,分流比減小至28%左右,但受水流頂沖長沙洲左汊內(nèi)新長洲頭沖刷后退,新長洲與長沙洲間汊道沖刷發(fā)展,致使長沙洲左緣中上段岸坡崩塌后退,威及圩堤防洪安全。鳳凰洲與長沙洲間汊道沖刷發(fā)展,分流比增大至67%左右,受水流頂沖作用,鳳凰洲左緣中下段崩塌后退。近期中汊發(fā)展、左右汊衰退,致使出口段長沙洲尾匯流點左擺下移。

    (九)大通河段:進口段主流左擺居中下行,右岸烏江磯挑流減弱,烏江磯前沿沖刷坑淤積縮小,分流點下移,水流對左岸頂沖點下移至紅旗閘~老洲頭附近,左岸岸坡變化不大,但林圩拐、老洲頭、上下八甲段仍受水流頂沖或貼岸沖刷,局部岸坡較陡,呈不穩(wěn)定狀態(tài),須加強守護。近期和悅洲右汊分流比呈減小趨勢,但因分流角度增大,右汊水流貼右岸大同圩下行,對右岸大同圩沿岸沖刷力度加強。近期和悅洲與前沿小鐵板洲間串溝發(fā)展,右汊水流有一部分經(jīng)串溝向左汊過渡,和悅洲頭及其左右緣崩退,部分洲堤崩入江中,洲堤被迫退建,崩岸直接威脅和悅洲防洪安全。

    (十)銅陵河段:進口段左岸橋位附近沖刷后退,深槽向左展寬,汊道內(nèi)左緣大鑼鼓邊灘、灰河口~元寶洲段岸坡沖刷后退、右側(cè)成德洲左緣邊灘淤長,成德洲左汊分流比略有減小,水流貼左岸下行至土橋與右汊水流匯合。成德洲右汊上段較穩(wěn)定,右汊下段幸福大窯至洲尾右緣崩退。章家洲右汊(南夾江)呈“幾”字形,進口段河床沖刷,分流比增大至7%,汊道內(nèi)水流貼岸段均沖刷崩退。

    (十一)黑沙洲河段:板子磯挑流作用減弱,進口段主流右擺,分流點下移右擺。天然洲與黑沙洲間汊道淤積衰亡,左汊分流比減小,右汊分流比增大,左右兩汊基本呈四六分成的分流格局。天然洲頭及其右緣沖刷后退,受航道整治工程影響,2008年汛期天然洲頭右緣大幅度崩退,直接威脅天然洲防洪安全,急需進行崩岸治理。黑沙洲尾匯流點左擺下移,水流對右岸頂沖部位下移,水流貼岸帶向下游延伸,保定圩、新大圩段局部岸坡崩退,須加強守護。

    (十二)蕪湖河段:由于保定圩段水流貼岸帶延長,新大圩未護段均有不同程度沖刷后退,2007年汛期小洲~六凸子段岸灘大幅度崩塌,因小洲段人工拋石護岸形成的兩道短丁壩存在,局部水流紊亂,岸坡仍呈不穩(wěn)定狀態(tài),2009年汛后小洲段再次發(fā)生崩岸險情,須理順該段岸坡,加強守護。近期潛洲左沖右淤、洲體向右下方移動,水流頂沖左岸湯溝~大拐段,三壩~伍顯殿段局部岸坡崩塌后退,因大拐為本河段重要的控導部位,須加強守護,防止崩岸影響河勢穩(wěn)定及防洪安全。大拐以下至弋磯山段較為穩(wěn)定,弋磯山下游汽車輪渡~火車輪渡段深槽呈擴大之勢,2007年12月江東船廠船臺施工期間曾發(fā)生強烈崩岸,雖經(jīng)應急守護,但岸坡較陡仍呈不穩(wěn)定狀態(tài),需加強守護。近期分汊段河道左淤右沖,左汊分流比減小,右汊分流比增大。曹姑洲前沿淺洲擴大,兩洲間汊道沖刷發(fā)展,進入左汊的一部分水流經(jīng)此汊道流入右汊,加劇了左汊道淤積衰退,裕溪口港區(qū)淤積,每年靠清淤維持港口運行。受建橋影響,右汊上段河床向縮深向發(fā)展,深槽槽向展寬右移,縱向與下游貫通,四褐山挑流增強。主流對左岸陳家洲右緣頂沖力度加強,岸坡沖刷后退,部分已護工程損毀,影響已護工程效果及洲堤防洪安全,須加強守護。

    (十三)馬鞍山河段:進口段主流相對穩(wěn)定,江心洲左右汊道分流比基本呈9:1的分流格局,小黃洲左右汊分流比基本穩(wěn)定,左汊23%左右,右汊77%左右。進口單一段與彭興洲~江心洲左緣上段近岸深槽貫通,深槽縱向下延、橫向右擺,彭興洲頭~江心洲左緣上段岸坡崩退嚴重,影響河勢穩(wěn)定及江心洲圩堤防洪安全,須加強守護。水流對左岸頂沖部位下移至太陽河口~新河口附近,致使左汊中部灘槽易位,左岸牛屯河口~姥下河口段邊灘淤長,該段岸線無法開發(fā)利用。江心洲右汊進口段攔門沙坎沖刷,進流條件有所改善,姑溪河口上段沖淤變化頻繁,姑溪河口以下河道相對順直,右岸陳焦圩長溝頭段近岸沖刷,須加強守護。小黃洲左汊道上段右岸(小黃洲左緣上段)及出口段左岸(大黃洲)沖刷后退,汊道變得相對順直,小黃洲左緣上段及大黃洲右緣均有所崩退,需加強守護。小黃洲右汊水流較平順地過渡至馬鞍山港區(qū)一帶下行,洲右緣中部沖刷后退,馬鞍山電廠段沖刷后退,均需加強守護。自上世紀70年代河道整治工程實施以來,小黃洲頭已形成相對穩(wěn)定的分水魚嘴,為穩(wěn)定已護工程效果,須對已護段進行加固,對已護段末端適當延長守護范圍。

    三、崩岸及其治理的發(fā)展過程

    長江安徽段崩岸由來已久,歷史上曾造成多處江堤退建,其中崩岸強度較大的有1976年l月發(fā)生在馬鞍山河段人工磯頭和電廠之間的大窩崩,江堤崩塌長450米;1989年汛后官洲河段六合圩的大窩崩,崩塌長210米、寬114米,部分江堤崩入江中;1998年汛期前后,大砥含段江岸連續(xù)發(fā)生強烈崩岸,崩岸長度340米,最大崩寬32米,有50多棵柳樹倒入江中。長期以來,崩岸給安徽省沿江兩岸的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴重威脅。建國以來,為了控制崩岸強烈發(fā)生和河勢劇烈的變化,國家和地方投入了大量人力、資金,采用丁壩、拋石、沉排、沉樹、模袋混凝土、模袋砂、混凝土鉸鏈排等多種形式對崩岸進行治理。據(jù)統(tǒng)計,自20世紀50年代至2008年,共守護岸線長度288公里,拋石2471萬立方米。經(jīng)過多年不斷治理,長江安徽段干流河道重點險工段都得到了守護,崩岸險情基本得到治理,總體河勢得到一定程度的控制,河道治理工程取得了階段性成果,在維護河勢穩(wěn)定、保障防洪安全、航運暢通以及促進沿江經(jīng)濟社會發(fā)展等方面發(fā)揮了重要的作用。

    但從各局部河段看,仍存在許多問題:局部河勢仍處于調(diào)整中,汊道興衰、沖淤變化、主流擺動仍較頻繁,崩岸及河床沖淤變化較為劇烈,部分老崩岸段近岸河床淤積抬高,邊坡變緩,崩岸險情有所減緩,同時主流擺動,水流頂沖部位相應變化,汊道沖淤變化,以及航道整治工程影響,導致部分地段出現(xiàn)新的崩岸。據(jù)統(tǒng)計,安徽省境內(nèi)長江河道長416公里,兩岸岸線總長約740公里(扣除山磯丘陵段),現(xiàn)有崩岸76處,崩岸總長度418公里,其中左岸崩岸32處,崩岸長218.2公里,右岸崩岸28處,崩岸長116.5公里,江心洲崩岸16處,崩岸長83.3公里,扣除江心洲崩岸長度后,兩岸岸線崩塌長度占岸線總長45%。76處崩岸中,59處為歷史崩岸區(qū),崩長338公里,近期新增崩岸17處,崩長80.3公里,未實施過護岸工程。這些崩岸的發(fā)生,使部分航道、碼頭、取水口無法正常運行,老護岸區(qū)因脫流淤積使防洪效果降低,新崩岸導致防洪工程維護投入大幅度增加,這對河勢穩(wěn)定、防洪安全及沿岸江心洲上人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成一定威脅。

    四、河道治理方案建議

    經(jīng)分析研究,結(jié)合近期河勢變化及崩岸發(fā)展趨勢,從確保河勢穩(wěn)定及防洪安全和沿岸人民生命財產(chǎn)安全的角度,提出如下治理措施建議:

    (一)治理原則及目標。在《長江流域綜合利用規(guī)劃》及 《長江中下游干流河道治理規(guī)劃》基礎上,長江安徽段崩岸治理應遵循的原則是:在充分發(fā)揮已建工程作用的基礎上,先急后緩,因勢利導,分期實施。治理目標為:近期通過實施崩岸治理工程,促進河岸穩(wěn)定,確保長江堤防的防洪安全,穩(wěn)定現(xiàn)有河勢,以滿足沿江地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。

    (二)河勢控制及崩岸治理方案建議。綜合各河段河勢演變分析,結(jié)合歷年護岸工程情況、崩岸現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,近期建議對上三號洲尾右緣等19處實施河勢控制及崩岸治理工程,共計守護長度67公里。

    因工程戰(zhàn)線較長,工程段分布較分散,需依據(jù)河勢演變分析、崩岸現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及可能的影響程度,結(jié)合護岸段的已有護岸工程情況、水流條件、岸坡地質(zhì)組成、建筑材料來源等具體情況,在綜合分析論證的基礎上,擬定出具體的治理工程方案。

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