長江南京河段河勢控制工程實(shí)踐與思考

臧英平，仲 琳，周玲霞，王鶴華

（南京市長江河道管理處，210011，南京）

南京河段位于長江下游段,距河口398 km，是長江中下游干流14個(gè)重點(diǎn)治理河段之一。解放前，南京河段處于自然演變狀態(tài)，河勢動蕩，崩岸嚴(yán)重，使人民生命財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失。新中國成立后，國家高度重視河道治理，多次修建了大規(guī)模的河勢控制工程。經(jīng)過60年治理，南京河段河勢基本穩(wěn)定，為南京的城市發(fā)展和防洪安全起到了重要的保障作用。

一、長江南京河段河道基本情況

長江南京河段上起蘇皖交界的和尚港，下至南京與鎮(zhèn)江交界的大道河口，全長約97 km。平面形態(tài)為寬窄相間的藕節(jié)狀分汊河型，由新濟(jì)洲汊道、梅子洲汊道、八卦洲汊道和棲龍彎道組成。

新濟(jì)洲汊道段上接安徽省的馬鞍山河段，上起和尚港，下至下三山，河道較順直，新生洲、新濟(jì)洲和新潛洲使河道形成多分汊河段。目前此河段主流走新生洲、新濟(jì)洲右汊，經(jīng)濟(jì)潛水道與新濟(jì)洲左汊水流匯合后貼七壩進(jìn)入下游梅子洲汊道段。河勢尚不穩(wěn)定，右汊發(fā)育，左汊衰退。

梅子洲汊道段上起下三山，下至下關(guān)，自上而下分布有梅子洲和潛洲，潛洲位于梅子洲尾端以左的位置。主流過七壩后，逐步過渡到右岸大勝關(guān)一帶，貼右岸進(jìn)入梅子洲汊道，經(jīng)梅子洲左緣岸壁導(dǎo)流進(jìn)入潛洲左汊，與梅子洲右汊水流匯合后進(jìn)入下關(guān)浦口束窄段。河勢基本穩(wěn)定。

八卦洲汊道段上起下關(guān)，下至西壩，為鵝頭形雙分汊河道，八卦洲右汊為主汊，左汊為支汊，左汊河長約為右汊的兩倍。八卦洲左、右汊水流在西壩附近匯合后右偏進(jìn)入棲霞龍?zhí)稄澋?。河勢基本穩(wěn)定，但八卦洲左汊分流比減少趨勢依然存在。

棲龍彎道段上起西壩，下至三江口，原為興隆洲汊道段，1985年實(shí)施左汊堵汊工程后，該段演變?yōu)閱我粡澋蓝?，目前主流?jīng)西壩后過渡到南岸，貼南岸下行至三江口節(jié)點(diǎn)后，進(jìn)入儀征水道。河勢基本穩(wěn)定。

二、長江南京河段河勢控制工程及效果

1.長江南京河段河勢控制工程歷程

長江南京河段大規(guī)模的河勢控制，可追溯到新中國成立初期，至今已60年。河勢控制工程經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：

（1）局部河段被動搶險(xiǎn)的治理階段（1950—1983 年）

主要進(jìn)行了三次較大規(guī)模的整治工程。一是20世紀(jì)50年代初以疏浚導(dǎo)流為主的整治工程。二是1955—1957年的下關(guān)、浦口沉排護(hù)岸工程。三是20世紀(jì)六七十年代的下關(guān)浦口沉排加固以及上下游拋石護(hù)岸工程。

本階段工程實(shí)施后，控制了下關(guān)浦口岸線的崩塌，認(rèn)識到控制下關(guān)浦口河勢，必須要同時(shí)穩(wěn)定上游主泓線、控制潛洲分流，從而開始對上游七壩、大勝關(guān)、梅子洲汊道進(jìn)行治理，初步穩(wěn)定了大橋以上河勢；對下關(guān)浦口下游部分水流頂沖段進(jìn)行局部護(hù)岸，使大橋以下變化劇烈的河勢初趨緩和。

（2）低標(biāo)準(zhǔn)的全河段規(guī)劃治理階段（1984—1992 年）

主要進(jìn)行了南京河段集資整治工程（又稱一期工程）。本工程第一次按標(biāo)準(zhǔn)對全河段規(guī)劃治理，以抵御1983年型水沙條件洪水 （相當(dāng)于10年一遇～15年一遇洪水）為整治標(biāo)準(zhǔn)；糾正了守點(diǎn)保線工程的弊端，進(jìn)行了系統(tǒng)的連續(xù)平順護(hù)岸，取得七壩以下河勢初步穩(wěn)定的效果；對八卦洲汊道治理進(jìn)行了深入研究，在科學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)下，實(shí)施了洲頭魚嘴工程，并對左、右汊崩岸區(qū)進(jìn)行必要守護(hù)；對興隆洲左汊進(jìn)行了封堵，使棲龍彎道回歸單一彎道，緩解了三江口岸段沖刷崩塌，穩(wěn)定了鎮(zhèn)揚(yáng)水道入流。

（3）提高標(biāo)準(zhǔn)的全河段規(guī)劃治理階段（1993—2007年）

主要進(jìn)行了分年度的局部應(yīng)急搶險(xiǎn)工程和兩次較大規(guī)模的系統(tǒng)整治工程。一是1993—2007年的分年度局部應(yīng)急搶險(xiǎn)工程。二是1998—2000年的下關(guān)、浦口沉排及拋石護(hù)岸加固工程。三是2003—2007年的長江南京河段二期整治工程。

本階段工程實(shí)施后，對南京河段七壩以下河段以防御1954年型洪水為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面治理，解決了1995—1999年持續(xù)大水作用后岸線崩塌、河勢調(diào)整的問題，大幅度提高了岸坡抗沖能力，制約了主泓的擺動，有效控制了七壩以下河勢；解決了浦口下關(guān)沉排護(hù)岸工程超期服役問題，保護(hù)下關(guān)、浦口這一南京河段重要節(jié)點(diǎn)；對新濟(jì)洲河段部分嚴(yán)重崩岸段進(jìn)行守護(hù)，避免了新濟(jì)洲河段河勢進(jìn)一步急劇惡化；修建八卦洲洲頭圍堤工程，防止漫灘水流高水時(shí)翻越灘頂，維護(hù)左汊分流比。

2.長江南京河段河勢控制工程效果評價(jià)

長江南京河段經(jīng)過60年河勢控制，河道由自然演變到工程控制，河勢由劇烈動蕩到基本穩(wěn)定；河勢控制范圍由局部河段逐步擴(kuò)展到全河段；河勢控制標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，從被動搶險(xiǎn)到全河段低標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃治理；河勢控制水平不斷提升，從間隔式守點(diǎn)護(hù)岸到連續(xù)平順護(hù)岸，從單一河段守護(hù)到上下游共同治理；河勢控制措施不斷完善，從只注重工程措施到管理措施與工程措施并重；河勢控制工程技術(shù)向多元化發(fā)展，由過去以拋石護(hù)岸技術(shù)為主，到混凝土鉸鏈排護(hù)岸、四面六邊體框架群護(hù)岸等新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施等等，河勢控制工作取得了巨大成效。形成了以18個(gè)護(hù)岸段為主體工程的河勢控制體系，護(hù)岸長度約92 km，拋石近2000萬t，混凝土鉸鏈排護(hù)岸約36.7萬m2，拋四面六邊體框架約28.1萬架。使水流頂沖岸段得到了有效保護(hù)，基本控制了河勢的急劇變化，有效控制了七壩以下河勢，大大提高了南京河段整治工程標(biāo)準(zhǔn)，提高了南京河段的防洪能力，為南京的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要保證。

三、長江南京河段目前存在的主要問題

1.新濟(jì)洲河段河勢不穩(wěn)定

新濟(jì)洲河段既是南京河段的進(jìn)口段，也是江蘇河段的首段。該段河勢的調(diào)整變化將引發(fā)南京下游河段乃至江蘇河段一系列調(diào)整變化。1998年大水后，南京河段二期工程實(shí)施了以維持新濟(jì)洲河段現(xiàn)狀河勢和河道平面形態(tài)為目標(biāo)的河道治理工程，對局部主流頂沖、嚴(yán)重崩塌岸段進(jìn)行應(yīng)急守護(hù)，未能對新濟(jì)洲河段河勢進(jìn)行全面控制，灘槽仍處于自然演變狀態(tài)，存在一系列不利于河勢穩(wěn)定和防洪安全的變化趨勢。一是中汊發(fā)育。中汊曾一度淤淺接近衰亡，1998年大洪水后又重新沖開并發(fā)展，2008年8月分流比達(dá)3.45%，多洲多汊發(fā)展趨勢使主流軸線難以穩(wěn)定，并且中汊水流匯入右汊后，七壩段的頂沖壓力也將大大增加，一旦七壩節(jié)點(diǎn)對河勢的控制作用減弱，下游河段的河勢穩(wěn)定性將難以保證。二是左汊衰退。左汊洲灘淤長，分流減小，不利于左岸岸線的開發(fā)利用，對已建設(shè)的烏江船舶工業(yè)帶的正常生產(chǎn)產(chǎn)生了不利影響。三是右汊分流比的增加，對鐮刀灣彎道段和銅井河口頂沖能力加強(qiáng)，鐮刀灣段0m線局部接近主江堤，銅井河口下游段是江寧濱江開發(fā)區(qū)，右汊發(fā)育將對防洪堤的安全和開發(fā)區(qū)岸線開發(fā)利用有不利影響。四是濟(jì)潛水道的發(fā)展。七壩節(jié)點(diǎn)段近岸河床明顯刷深，坍塌壓力日益增加，影響七壩港區(qū)建設(shè)和安全。五是新潛洲尾右擺擴(kuò)大。新潛洲右汊江寧河口上下游持續(xù)沖刷崩退，險(xiǎn)情頻發(fā)。上述河勢的發(fā)展變化已經(jīng)危及南京河段的河勢穩(wěn)定和防洪安全。為鞏固已有河道整治工程成果，保障南京市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，亟需在二期整治工程基礎(chǔ)上對新濟(jì)洲河段進(jìn)行整治。

2.八卦洲左汊衰退的趨勢依然存在

八卦洲汊道經(jīng)多次治理，左汊分流比減少的趨勢有所減緩，河勢總體基本穩(wěn)定。但已做治理工程，未能扭轉(zhuǎn)左汊衰減萎縮的趨勢，左汊分流比仍在緩慢減少，左汊分流比由22%（1958年）→15.5%（1986年）→13.9%（2000年）→12.7%（2007年）→12.1%（2010年），52年間分流比下降了45%。同時(shí)上游水沙條件的變化，也可能帶來不利影響，實(shí)測資料表明，在上游來水含沙量較大時(shí)，左汊淤積大于右汊，上游來水含沙量較小時(shí)，右汊沖刷大于左汊。長江八卦洲汊道是南京的經(jīng)濟(jì)腹地，左汊沿岸集聚了一批大型企業(yè)，2008年左汊工業(yè)總產(chǎn)值約2000億元，占南京市的近40%。左汊現(xiàn)有碼頭49座，企業(yè)還有新建24座碼頭的需求。企業(yè)發(fā)展對岸線、航運(yùn)的依賴性非常大。但左汊河道淤積，致使枯期航深不足，部分淺段需靠長年疏浚來維系碼頭運(yùn)營，同時(shí)碼頭的建設(shè)也加大了左汊阻力，加劇了左汊的衰退。目前左汊河勢條件與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾日益突出，左汊衰退已成為制約左汊沿岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，如不及時(shí)加以整治，將嚴(yán)重制約這些企業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，八卦洲汊道的河勢穩(wěn)定直接關(guān)系到其下游河段河勢的穩(wěn)定，影響到下游西壩港區(qū)和龍?zhí)陡蹍^(qū)的穩(wěn)定。因此，抓住有利時(shí)機(jī)對八卦洲汊道進(jìn)行治理是非常必要的。

3.局部岸段沖刷崩塌

由于上游河勢的調(diào)整和本河段內(nèi)洲灘變化、長江三峽工程建成后清水下泄的影響以及新建水工建筑對局部河勢的影響等諸多原因，近年，南京河段發(fā)生了局部江岸沖刷情況。例如，江寧河口下游岸段近年持續(xù)崩岸；大勝關(guān)、西壩港區(qū)、龍?zhí)陡蹍^(qū)近年深槽發(fā)育，新出現(xiàn)多個(gè)-50m深槽。這些變化不利于河勢穩(wěn)定，更不利于岸線開發(fā)利用。應(yīng)加強(qiáng)河道監(jiān)測，并采取必要治理措施。

四、對長江南京河段河勢控制的思考

1.河勢控制在南京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位

南京是著名古都、江蘇省省會，是長江下游重要的中心城市，也是一座跨江發(fā)展城市。長江從西南向東北貫穿南京市，流經(jīng)南北兩岸共8個(gè)區(qū)，沿江8區(qū)經(jīng)濟(jì)總量占南京市的60%以上。河勢控制是重要的民生工程，南京河段河勢穩(wěn)定與否，直接關(guān)系到南京的城市布局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。經(jīng)過60年的河勢控制，南京河段主泓走向基本穩(wěn)定，水流頂沖岸段得到有效守護(hù)，河道深槽、淺灘位置相對穩(wěn)定，為沿江岸線開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有利的河勢條件。當(dāng)前南京市正在積極推進(jìn)跨江發(fā)展、擁江發(fā)展戰(zhàn)略，對南京河段河勢控制提出了新的要求。河勢控制在南京經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。

2.當(dāng)前河勢控制工作重點(diǎn)

如何穩(wěn)定現(xiàn)有河勢，控制或改變不利河勢，承擔(dān)起支撐、保障、促進(jìn)沿江經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重任，是河勢控制工作應(yīng)研究的重要課題。南京河段河勢控制工程，經(jīng)歷了從被動搶險(xiǎn)到全河段低標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃治理、再到全河段高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃治理三個(gè)階段，現(xiàn)在應(yīng)進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展的主動防護(hù)期。當(dāng)前河勢控制工作的首要任務(wù)就是積極推進(jìn)新濟(jì)洲河段和八卦洲河段河勢控制工程。目前，新濟(jì)洲河段整治工程可研工作已通過水規(guī)總院的審查，正在積極爭取立項(xiàng)，以早日進(jìn)入工程建設(shè)階段；八卦洲汊道治理相關(guān)工作也在同步推進(jìn)，2009年5月南京市發(fā)改委和水利局聯(lián)合召開“長江南京河段八卦洲汊道治理專家研討會”，專家一致認(rèn)為，開展八卦洲治理十分必要，并且十分迫切。南京市政府于2009年8月成立八卦洲汊道整治工作領(lǐng)導(dǎo)小組，正在著手開展八卦洲汊道治理工程前期工作，推進(jìn)八卦洲汊道治理工程早日立項(xiàng)實(shí)施。

3.三峽工程運(yùn)行后對長江南京河段河勢影響問題

根據(jù)長江下游控制站大通站歷年實(shí)測資料分析，自2003年6月三峽蓄水運(yùn)用以來，大通站多年平均年徑流量略有減少，但幅度不大，年輸沙量明顯減小，其中2006年輸沙量居歷年最小，含沙量和輸沙量比蓄水前減少50%以上。三峽工程建成后，來水來沙條件發(fā)生變化，清水下泄將可能引起南京河段河道發(fā)生沖刷，河床沖刷可能引起局部河段河勢發(fā)生變化、河道岸坡變陡、水流頂沖部位改變、崩岸增加等問題，需加強(qiáng)觀測、研究。

4.水工建筑物的群體影響問題

隨著沿江經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水工建筑物常常成群體發(fā)展。目前，科研部門對水工建筑物影響分析多停留在單個(gè)建筑物，這與建筑物實(shí)際對河勢的影響有很大差距,有的甚至是本質(zhì)差別。南京市水利局委托南京水利科學(xué)院作了單個(gè)碼頭和群體碼頭對河床影響的專題模型試驗(yàn)。其結(jié)論為：單個(gè)碼頭興建對河床影響不大；左汊已建的32個(gè)碼頭對河床已造成一定影響，左汊分流比減少0.2‰。因此修建水工建筑物，應(yīng)綜合考慮個(gè)體影響與群體影響。目前，南京龍?zhí)陡蹍^(qū)、西壩港區(qū)正在成片開發(fā)建設(shè)，對其將來對河勢產(chǎn)生的群體影響應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

5.涉水工程對局部河勢影響及治理經(jīng)費(fèi)落實(shí)問題

涉水工程建設(shè)后，引起局部水流調(diào)整，造成了部分岸段的沖刷，但這種影響常常滯后于工程建設(shè)若干年，存在治理經(jīng)費(fèi)無人埋單的問題。近年，南京河段橋梁建設(shè)的影響尤為突出。南京長江二橋2000年建成后，位于二橋下游700m的某部隊(duì)碼頭岸段，由于橋墩的束水影響，2003年年底發(fā)生塌江；大勝關(guān)板橋河口岸段是全南京河段水下岸坡最陡、堤前護(hù)堤灘地最窄、水下深槽發(fā)育最深的一個(gè)岸段，在板橋河口上下游1.6 km范圍內(nèi)，南京長江三橋2003年開工建設(shè)，高速鐵路橋2006年開工建設(shè)，引起了橋墩處及附近區(qū)域河床一系列沖刷調(diào)整，深槽發(fā)育，沖刷區(qū)持續(xù)向三橋下游下延，大勝關(guān)岸段近年被列為長江南京河段重要的險(xiǎn)工段。因此，對如何在工程建設(shè)初期，落實(shí)好后期治理經(jīng)費(fèi)問題值得重點(diǎn)關(guān)注。

6.加強(qiáng)河勢控制管理措施研究

控制南京河段河勢，除采取有效工程措施外，管理措施也不可或缺，是實(shí)現(xiàn)河勢控制的重要保證，應(yīng)做到管理措施與工程措施并重。如八卦洲左汊河勢控制，不僅要采取工程措施，更要落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，走自律式發(fā)展道路，要通過物模、數(shù)模等技術(shù)手段，對左汊水運(yùn)經(jīng)濟(jì)承載力進(jìn)行全面評估，對岸線利用制定長遠(yuǎn)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)左汊水運(yùn)經(jīng)濟(jì)總量控制，輔以有效管理措施才能保證左汊的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)也要加強(qiáng)河道監(jiān)管措施，杜絕違章占用、違章施工，嚴(yán)控非法采砂，減少人為因素對河勢的不利影響。

7.積極開展新材料推廣、應(yīng)用研究

過去，南京河段河道治理一直以水下拋石護(hù)岸工程為主。2003年開始，南京河段河道治理引進(jìn)、推廣混凝土鉸鏈排護(hù)岸、四面六邊體框架群護(hù)岸等新技術(shù)，并在南京二期整治工程、三江口節(jié)點(diǎn)加固工程進(jìn)行了應(yīng)用，取得了較好的效果。隨著國家環(huán)保工作推進(jìn)，石料越來越少，因此，尋找替代拋石護(hù)岸的新材料、新技術(shù)十分重要。沙袋護(hù)岸具有原材料取之于江、用之于江的環(huán)保優(yōu)點(diǎn)，四面六邊體框架群護(hù)岸具有較好減速促淤功效，混凝土鉸鏈排護(hù)岸具有整體性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，這些新材料的推廣、應(yīng)用還需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

[1]余文疇，盧金友.長江河道崩岸與護(hù)岸[M].北京：中國水利水電出版社，2008.

[2]長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.長江南京河段新濟(jì)洲河道整治工程可行性研究報(bào)告[R].

[3]長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.長江南京河段二期河道整治工程可行性研究報(bào)告[R].

[4]長江南京河段八卦洲汊道治理研討會資料匯編[G].2008.