港池維護(hù)性疏浚與河勢變化影響相關(guān)性研究
——以長江下游南京河段為例

曹 雙 胡 綱 羅紅雨

(長江水利委員會水文局長江下游水文水資源勘測局，江蘇 南京 210011)

港池維護(hù)性疏浚與河勢變化影響相關(guān)性研究
——以長江下游南京河段為例

曹 雙 胡 綱 羅紅雨

(長江水利委員會水文局長江下游水文水資源勘測局，江蘇 南京 210011)

南京河段經(jīng)過多年治理和開發(fā)，岸線開發(fā)利用程度較高，充分發(fā)揮了該段黃金水道的經(jīng)濟(jì)和社會功效。多年來南京河段河勢發(fā)生了較大的變化，經(jīng)歷了多次系統(tǒng)整治，但仍有某些深水港區(qū)變成了淤積區(qū)，需要依靠持續(xù)的年度疏浚來維持港區(qū)正常運(yùn)行。以梅山港區(qū)為例，在南京河段系統(tǒng)整治后的邊界條件基礎(chǔ)上，通過分析河道演變、淤積物來源以及數(shù)學(xué)模型計算等，研究了港池維護(hù)性疏浚與河勢變化的相互影響。結(jié)果表明，河勢變化對港池淤積影響是顯著的，港池維護(hù)性疏浚對河勢變化影響是微弱的；經(jīng)過多次治理之后，南京河段目前宏觀上處于相對穩(wěn)定態(tài)勢，港池淤積物主要為汛期落淤懸沙，且疏浚量和回淤量相當(dāng)。

港池疏浚；河勢變化；河段治理；南京

上海梅山鋼鐵股份有限公司的水泵房進(jìn)水口及新老碼頭位于南京河段新濟(jì)洲段右岸下三山節(jié)點的下游，水泵房進(jìn)水口及老碼頭于1970年建成并投入使用。進(jìn)水口設(shè)計取水能力為14萬t/d，2013年11月生活取水轉(zhuǎn)移至板橋自來水公司，該取水口全部轉(zhuǎn)為工業(yè)取水，取水規(guī)模也下降至10萬t/d；老碼頭運(yùn)輸貨種為進(jìn)口礦石及輔料，年吞吐卸量550萬t，1號、2號泊位靠船等級為5 000t，3號泊位靠船等級8 000t。1994年，在原碼頭下游又建設(shè)了新碼頭，用于運(yùn)輸鋼卷板及板坯，年吞吐卸量570萬t，1號、2號泊位靠船等級5 000t，3號、4號泊位靠船等級為5 000t兼顧1萬t。運(yùn)翔碼頭工程分為一期、二期、三期工程，分別于2001年5月、2001年10月、2005年5月建成投產(chǎn)，主要用于礦石和煤渣的運(yùn)輸，碼頭工程滿足5 000t級江駁?？康囊骩1]。

由于南京河段上游河勢于1970年以后發(fā)生了變化，七壩一帶岸線崩退，主泓向左擺動，港區(qū)上游潛洲滋長，通向港區(qū)的-5m(黃海高程)槽淤斷，進(jìn)水口、新老碼頭、運(yùn)翔近岸淤積，淤積幅度較大的主要在進(jìn)水口及老碼頭區(qū)。這對梅山鋼鐵股份有限公司的水泵房進(jìn)水口、新老碼頭及運(yùn)翔碼頭的正常運(yùn)營產(chǎn)生了不利的影響。從20世紀(jì)90年代開始，梅鋼開始對港區(qū)航道和碼頭前沿及水泵房進(jìn)水口進(jìn)行年度維護(hù)性疏浚。本文從河道演變、淤積物來源、數(shù)模計算方面研究河勢變化和港池疏浚的相互影響關(guān)系。

1 研究區(qū)概況

1.1 河道概況

南京河段起始端和尚港(慈湖河口)為蘇皖兩省分界點，終端三江口，干流長約90km。沿江自上而下有新生洲汊道、新濟(jì)洲汊道、梅子洲汊道、八卦洲汊道和龍?zhí)稄澋?。三江口以下至泗源溝為儀征水道。疏浚工程位于大勝關(guān)段。

圖1 河道概況

新濟(jì)洲汊道段起始端和尚港(慈湖河口)河寬為 2.5km，終端下三山河寬為1.85km，干流長25km。河道為順直分汊河型，中部河身寬闊，最寬處達(dá) 4.6km，河段內(nèi)洲灘發(fā)育演變頻繁，水流分散，從上而下分布著新生洲、新濟(jì)洲、子母洲和新潛洲[2](見圖1)。左岸有石跋河、駐馬河，右岸有慈湖河、銅井河、烈山河注入長江，各河均為小河流，對長江流量影響很小。河段內(nèi)河漫灘相對狹窄，除末端左岸七壩上下約7km江岸于20世紀(jì)70年代起陸續(xù)進(jìn)行拋石護(hù)岸工程外，南京河段二期整治工程在銅井附近進(jìn)行了拋石護(hù)岸。梅山鋼鐵有限公司涉水工程有新碼頭、老碼頭、運(yùn)翔碼頭及取排水口，隨著大河勢的變遷，目前位于下三山邊灘的尾部，宏觀上處于易淤區(qū)域。

大勝關(guān)段自七壩到梅子洲頭，長約8.4km，它既是上游新潛洲汊道的匯流段，又是梅子洲汊道的分流段，河道兩端寬、中間窄，邊灘在左岸，右岸為深槽。主泓由左岸過渡到右岸板橋后，沿右岸下行至秦淮新河后分左右2支進(jìn)入梅子洲汊道段。20世紀(jì)70年代大勝關(guān)一帶護(hù)岸以前，右岸崩坍較強(qiáng)烈，護(hù)岸以后岸線漸趨穩(wěn)定。該段的右岸有秦淮河的入江口。

1.2 港池基本情況

上海梅山鋼鐵股份有限公司的水泵房進(jìn)水口及新老碼頭位于南京河段新濟(jì)洲段右岸下三山節(jié)點的下游，港池位置見圖1。

水泵房進(jìn)水口疏浚區(qū)呈矩形：中央浮標(biāo)為中心向上游及下游各120m、向外120m、向岸邊30m范圍內(nèi)-6.0m(吳淞基面下-4.1m)以上床面進(jìn)行疏浚，面積約 3.6萬m2。碼頭港池疏浚區(qū)都呈梯形，即以碼頭前沿為短邊、各碼頭上下游兩角點外邊緣向外45°角斜線為腰、寬度方向滿足船舶運(yùn)行需求所形成的封閉梯形。其中老碼頭前沿長度460m、疏浚寬120m、設(shè)計高程-5.0m(56黃海基面)進(jìn)行，港池面積約7.8萬m2；新碼頭前沿長度430m、疏浚寬120m、設(shè)計高程-7.0m(56黃?；?進(jìn)行，港池面積約7.3萬m2；運(yùn)翔碼頭前沿長度140m、疏浚寬110m、設(shè)計高程-6.0m(56黃?；?進(jìn)行，港池面積約 3.2萬m2。自20世紀(jì)90年代開始，港池區(qū)域需要依靠年度疏浚來維持正常運(yùn)行。

1.3 整治工程概況

建國以來南京河段整治工程的實施情況如下[3]：

(1) 1950～1951年以疏浚導(dǎo)流為主的治理工程；

(2) 1955～1957年下關(guān)、浦口和大廠鎮(zhèn)沉排護(hù)岸工程；

(3) 1970年底下關(guān)、浦口沉排加固及各段拋石護(hù)岸工程(守點護(hù)面)；

(4) 1983～1993年，南京河段集資整治工程(又稱一期工程)，是建國以來長江南京河段第一次全河段的規(guī)劃治理；

(5) 2003～2007年的長江南京河段二期整治工程(系統(tǒng)防護(hù))；

(6) 2015年2月實施了新濟(jì)洲整治工程：封堵新生洲與新濟(jì)洲之間中汊，減少河道分汊，通過新生洲右汊進(jìn)口兩岸護(hù)岸工程、護(hù)底工程及洲頭魚嘴工程，遏制右汊進(jìn)一步發(fā)展。通過新潛洲頭魚嘴工程或者洲頭右緣疏浚工程，適當(dāng)改善新潛洲右汊水域條件。

南京河段河道整治工程效果明顯，具體體現(xiàn)在：①護(hù)岸工程防止了江岸的崩坍，使近岸河床相對穩(wěn)定，保護(hù)了江岸堤腳、護(hù)坎和堤外灘地，保護(hù)了長江堤防，保障了沿線企業(yè)和沿線城鎮(zhèn)的防洪安全。②經(jīng)過40多年的治理，南京河段河勢得到初步控制，初步穩(wěn)定了江岸和主流。③基本穩(wěn)定了汊道段汊道分流比。④護(hù)岸工程防止了江岸的崩坍，使近岸河床相對穩(wěn)定，保障了工礦企業(yè)、碼頭、取水口等設(shè)施安全運(yùn)行，為新建水工建筑、防洪、航運(yùn)、沿江經(jīng)濟(jì)建設(shè)及岸線開發(fā)綜合利用創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

對港池局部段而言，斜對岸七壩險工段及下游大勝關(guān)右岸的護(hù)岸工程實施后，基本穩(wěn)定了港池前沿過渡段主流的走向，近20a來，港池段主流走向相對穩(wěn)定，港池淤積區(qū)近年來處于相對近似的宏觀水沙環(huán)境中。

2 近期河演分析

2.1 宏觀河演分析

小黃洲尾至新生洲頭是連接上下兩個汊道的過渡區(qū)，它既是小黃洲汊道的匯流段，又是新生洲汊道的分流段。1959年以來，在水流的作用下，小黃洲左汊彎頂以下大黃洲岸線在不斷地崩退，小黃洲尾不斷下延，逐漸改變了左汊河道走向和出流方向，從而使得兩汊主流于1991年以后在匯流段分離，分流段水沙結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整。大黃洲岸線的崩退直到1999年后大黃洲江岸實施隱蔽工程和護(hù)岸整治工程才得以控制。這對新生洲汊道的河勢穩(wěn)定是有利的，控制了江岸的崩坍，減少了因大黃洲江岸崩坍帶給新生洲分流段的大量泥沙的淤積,減弱了小黃洲尾和新生洲頭的沖淤變化，不大可能對新生洲汊道的河勢造成影響，新生洲兩汊水量分配已相對穩(wěn)定。

新生洲汊道1959～1976年左汊處在發(fā)展階段，主流線左擺，-10m槽寬擴(kuò)大；1976年以后，新生洲左汊逐漸衰退，1991年-10m槽淤斷，新生洲左緣0m線平均崩退300m；相反右汊轉(zhuǎn)為發(fā)展。1959年以來，右汊的發(fā)展大于左汊的淤積，2001年后兩汊的沖淤變化相對較小，但仍存在一定的沖淤變化。

新濟(jì)洲汊道因中汊過流較小，所以其總體變化類同于新生洲汊道，即1959～1976年，是左汊的發(fā)展期，河道表現(xiàn)為-10m槽擴(kuò)大，彎頂下移，導(dǎo)致左岸騷狗山至林山圩一帶江岸的崩坍；與此同時，右汊則萎縮。1976年后左汊逐漸萎縮，-10m槽束窄至斷開；而右汊則沖刷發(fā)展，-10m槽寬擴(kuò)大，并上下貫通。新濟(jì)洲左右汊河床沖淤變化主要是，1959～1986年左汊沖刷，右汊淤積；此后左汊以淤積為主，右汊呈沖刷，說明1986年后新濟(jì)洲汊道呈右興左衰的變化趨勢，近幾年來該趨勢有所減緩。

新潛洲于1970年形成，左汊為主汊，右汊為支汊，分流比分別為80%和20%左右。其形成的主要原因是河道展寬，泥沙淤積成堆積體。形成初期頭、尾分別向上、下游延伸，接近下游束窄段時才相對穩(wěn)定。雛形心灘形成時新潛洲右汊分流比逐漸減小。1985年后，隨著新濟(jì)洲右汊發(fā)展，新潛洲右汊分流比基本穩(wěn)定在20%左右。其中右汊深泓傍岸，但1985年后，右側(cè)河床沖刷崩退，深槽右移，1998年以來-10m倒套略有發(fā)展，水深條件尚能滿足千噸級碼頭的要求。2001年后，其沖刷右移幅度逐漸減小，但尚未停止。經(jīng)過拋石守護(hù)后，2011年以來新潛州右汊斷面形態(tài)基本穩(wěn)定，右移趨勢得到遏制，最深點基本穩(wěn)定在-24.0m左右，2015年2月右汊實測分流比為 21.25%。

2.2 局部河演分析

南京河段大勝關(guān)段上游河勢于1970年以后發(fā)生了變化，七壩一帶岸線崩退，主泓向左擺動，港區(qū)上游潛洲滋長[4]，通向港區(qū)的-5m(黃海高程)槽淤斷，進(jìn)水口及新老碼頭區(qū)段0m岸線淤積，在20世紀(jì)90年代初，在原碼頭下游又建設(shè)了新碼頭。淤積幅度較大的主要在進(jìn)水口及老碼頭區(qū)，這對梅山鋼鐵股份有限公司的水泵房進(jìn)水口及新老碼頭的正常運(yùn)營產(chǎn)生了不利影響。目前上海梅山鋼鐵股份有限公司進(jìn)水口、老碼頭位于下三山邊灘中，其正常運(yùn)行靠每年的疏浚挖泥維持。

圖2 疏浚區(qū)近期0 m線變化

圖3 疏浚區(qū)近期橫斷面變化

進(jìn)水口及老碼頭疏浚區(qū)目前位于下三山邊灘上，屬于與新潛洲尾部平齊的右岸灘地帶，淤積量較大。新碼頭及運(yùn)翔碼頭疏浚區(qū)位于新潛洲匯流段，淤積情況相對上述2個疏浚區(qū)較輕。南京河段整治工程實施以來疏浚區(qū)近岸等高線平面微沖微淤，岸線處于相對穩(wěn)定的態(tài)勢。由于對岸七壩險工段多年來深水貼岸態(tài)勢沒有扭轉(zhuǎn)，疏浚區(qū)上段深泓近期仍有小幅左偏，下段位于深泓匯合區(qū)，近期走勢相對穩(wěn)定，擺幅僅限在30m范圍內(nèi)；疏浚區(qū)位于過渡段尾部水流頂沖轉(zhuǎn)折地帶，-30m槽有所上提和下延擴(kuò)大，自南京河段二期整治工程實施以來，變幅進(jìn)一步趨小，位置及形態(tài)區(qū)域穩(wěn)定。2001～2006年，上段左右槽都有小幅沖刷下切，其他變化較小，斷面面積略有增大，中段及下段的主要變化在于最深點的小幅下切，其他變化不大。2006～2015年疏浚區(qū)上中下段斷面形態(tài)相對穩(wěn)定，變化很小。2001～2006年間，三峽工程截流、蓄水，上游來沙普遍減小[5]，該段河床呈小幅沖刷，沖刷主要發(fā)生在上端邊灘地帶，2006～2015年整體略有沖刷，變化不大。1998～2015年，整體呈現(xiàn)淤積，淤積量為25萬m3。詳見圖2，3。

圖4 疏浚區(qū)近期回淤量

圖4為疏浚區(qū)內(nèi)近期回淤量。由圖可見：疏浚區(qū)挖槽內(nèi)2002年與2003年淤積量較大，2002年累計淤積量達(dá)到24.6萬m3，淤積主要在進(jìn)水口范圍內(nèi)，平均淤高約2.0m；同年，新碼頭淤積量達(dá)到最大，為71 936m3，平均回淤 0.65m；老碼頭淤積量在2003年達(dá)到最大，為86 843m3，平均回淤0.80m。2004年淤積量最小，3個疏浚區(qū)累計淤積48 829m3，最大淤積發(fā)生在進(jìn)水口段，回淤厚度為0.60m。2005～2008年，回淤量交替小幅變化，總體略有增大，2008年總淤積量再次突破10萬m3，并且呈小幅度增大趨勢，尤其是大水年，2010年汛期水位高于前2a，3個疏浚區(qū)的回淤量都有較大幅度的增加；2010年運(yùn)翔碼頭開始淤積礙航；2011年清淤后，2012年回淤量減小明顯；2013年及2014年回淤量基本相當(dāng)；2015年進(jìn)水口及新老碼頭淤積區(qū)回淤量增加明顯，下游運(yùn)翔碼頭及新碼頭回淤量略有減少，累計回淤總量有所增加。近期疏浚區(qū)主要還是淤積為主，淤積主要發(fā)生在進(jìn)水口范圍內(nèi)，這與進(jìn)水口所處下三山邊灘地帶有關(guān)，同時受新潛洲尾部邊灘影響。新碼頭疏浚區(qū)位于主流過渡段尾端，左汊出口主流頂沖地段，在右汊出口主流沒有出現(xiàn)較大幅度增強(qiáng)的前提條件下，淤積量有所減小。

表1 床沙顆粒級配成果

疏浚區(qū)挖槽內(nèi)淤積量主要產(chǎn)生在上段進(jìn)水口范圍內(nèi)，往下從老碼頭至新碼頭疏浚區(qū)淤積量逐漸減小。最近幾年累計淤積量都在15萬m3左右，大水年增大的趨勢很明顯。

3 淤積物來源分析

3.1 取樣情況

在4個疏浚區(qū)內(nèi)沿順?biāo)髦行木€每區(qū)均勻布設(shè)2個床砂采樣點，自上而下：D1、D2采樣點位于進(jìn)水口疏浚區(qū)內(nèi)；D3、D4采樣點位于老碼頭疏浚區(qū)內(nèi)；D5、D6采樣點位于運(yùn)翔碼頭疏浚區(qū)內(nèi)；D7、D8采樣點位于新碼頭疏浚區(qū)內(nèi)；D9位于拋泥區(qū)內(nèi)，D10為參照點，位于新潛洲洲尾-5m邊灘上。

3.2 分析方法

采用馬爾文2000激光粒度儀，每個樣品均分析2～3次后取平均值。測定床沙樣的各粒級百分含量，按照《激光粒度分布儀操作技術(shù)指南》(2011版)的規(guī)定要求。

3.3 分析成果

床沙樣品中值粒徑D50的范圍在0.014～0.226 mm，最大粒徑范圍在0.310～0.649 mm，對比2014年度，疏浚區(qū)的底泥粒徑有所細(xì)化，詳見表1。依據(jù)《疏浚巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ/T320-1996),給底質(zhì)進(jìn)行分類和命名，就疏浚區(qū)及新潛洲洲尾邊灘而言,其中新碼頭樣為粘性土，其余點均以細(xì)砂為主；拋泥區(qū)內(nèi)為中砂，詳見圖5～7。

圖5 進(jìn)水口及老碼頭各點泥沙顆粒級配

圖6 運(yùn)翔碼頭及新碼頭各點泥沙顆粒級配

圖7 新潛洲洲尾及拋泥區(qū)各點泥沙顆粒級配

由圖5分析可知，進(jìn)水口數(shù)據(jù)內(nèi)上側(cè)，泥沙粒徑相對較小，其中小于0.1 mm的粒徑的沙重比例高達(dá)86%。工程泥沙問題中，通常認(rèn)為懸移質(zhì)與推移質(zhì)的分界粒徑為0.1 mm[6]。由此可見，進(jìn)水口上側(cè)由于上游淺埂的阻擋，落淤的泥沙主要是水體中懸沙由于流速降低而沉積[7]；而取水口下游側(cè)的淤積物則是懸沙和推移質(zhì)粉砂的混合體。老碼頭淤積區(qū)，由于受下三山邊灘影響較小，淤積區(qū)內(nèi)約2/3為懸沙落淤，1/3左右為推移質(zhì)細(xì)砂。

運(yùn)翔碼頭平面上處于上下游大型碼頭凹檔內(nèi)，流速相對較低，經(jīng)過分析，由圖6可知，該區(qū)域內(nèi)約70%的淤積為懸沙落淤，30%左右為推移質(zhì)細(xì)砂，疏浚區(qū)上游水流條件相對較差，因此該區(qū)域內(nèi)，上游的懸沙落淤要略大于下游。下游新碼頭內(nèi)疏浚范圍內(nèi)90%以上為推移質(zhì)細(xì)砂，說明新碼頭前沿區(qū)域流速相對較大，水流搬運(yùn)能力較強(qiáng)，懸沙不易落淤[7]。

為了充分分析疏浚區(qū)所在河段的泥沙運(yùn)動環(huán)境，對上游新潛洲洲尾及下游拋泥區(qū)深槽內(nèi)的泥沙級配也做了分析，由圖7(圖中南京站泥沙為懸沙)可知，上游新潛洲洲尾邊灘的泥沙來源懸移質(zhì)和推移質(zhì)基本上對等，推移質(zhì)主要是細(xì)砂。下游深槽拋泥區(qū)內(nèi)砂源80%由推移質(zhì)中砂組成，懸移質(zhì)及細(xì)砂較少，這也從側(cè)面說明以往的拋泥區(qū)內(nèi)落淤量很少，基本都被稀釋沖散至下游區(qū)域。

4 數(shù)學(xué)模型計算研究

為了分析港池疏浚對河道水流的影響，此次計算模型選擇MIKE21平面二維水流運(yùn)動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究,該模型采用三角網(wǎng)格，求解采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格中心網(wǎng)格有限體積法，其優(yōu)點為計算速度較快，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以擬合復(fù)雜地形[8]。

4.1 基本資料及計算工況

(1) 地形。工程河段地形采用2015年2月實測1∶ 10 000資料，工程局部水下地形采用2015年9月1∶ 500資料。

(2) 水流。采用2010年8月3日～6日的實測資料進(jìn)行水流運(yùn)動率定計算，基于計算河段2012年3月27日～29日的實測資料進(jìn)行水流驗證計算，具體見圖8。

圖8 水文測驗布置

(3) 計算工況。本文對疏浚工程防洪影響進(jìn)行計算，研究河道疏浚前后水位、流場的對比變化。按照長江下游洪水的標(biāo)準(zhǔn)和工程河段的造床流量作為計算條件，選擇長江下游防洪設(shè)計水位、平灘流量作為此次計算的2種計算工況，計算工況見表2。

表2 計算工況

4.2 模型計算成果

為定量分析工程建設(shè)引起的水位、流速變化，在工程段附近布置了6個斷面，每個斷面提取3個對比點，一共24個對比點，見圖9。

圖9 對比點布置

(1) 水位對比。兩種計算方案結(jié)果表明：疏浚挖泥后水位影響范圍僅在疏浚區(qū)局部區(qū)域附近，見表3。

表3 對比點工程前后水位比較

(2) 流速對比。兩種計算方案結(jié)果表明：疏浚挖泥后流速影響范圍僅在疏浚區(qū)局部區(qū)域附近，見表4。

表4 對比點工程前后流速比較

5 相關(guān)性分析

5.1 河勢變化對港池的影響

從河演分析可見，宏觀河勢以1976年為界，之前上游新生洲、新濟(jì)洲汊道呈明顯的左興右衰，之后呈左衰右興，近期來看左衰右興的態(tài)勢有所減緩。1976年之前，上游河道實施的整治護(hù)岸工程相對較少，河道基本處于自然演變狀態(tài)；1976年之后陸續(xù)實施了系統(tǒng)的和局部的河道整治及護(hù)岸工程，宏觀上河道邊界相對穩(wěn)固，尤其是港池附近斜對岸七壩險工段及下游大勝關(guān)右岸兩處頂沖段得到有效加固防護(hù)后，港池區(qū)前沿過渡段主流走向基本穩(wěn)定下來，港池淤積區(qū)近年來處于相對近似的水沙環(huán)境中[9]。

梅山港區(qū)始建于20世紀(jì)70年代初期，彼時近岸等高線走向平順，深水傍岸，是天然的深水港區(qū)。隨著大河勢的調(diào)整，港池前沿主流逐漸遠(yuǎn)離碼頭前沿，上游側(cè)邊灘逐漸淤積擴(kuò)大下延，港池區(qū)域水深急劇變淺，至20世紀(jì)90年代初水深條件必須依靠疏浚才能維持。20世紀(jì)80年代以來新洲汊道段陸續(xù)實施了系統(tǒng)及局部的整治和護(hù)岸工程，河道邊界基本穩(wěn)定下來，宏觀河勢也處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而梅山港區(qū)宏觀水沙條件也相對固定下來，年度維護(hù)性疏浚成為常態(tài)。

三峽水庫蓄水以來，長江下游河道普遍呈灘淤槽沖的態(tài)勢[10]。港池疏浚區(qū)位于下三山邊灘尾部，其上游都有淺灘和水下土埂，遠(yuǎn)離主流區(qū)域，處于低流速區(qū)，泥沙易于落淤，宏觀上處于河道易淤區(qū)域，港池需要通過長期的疏浚來保持相應(yīng)的航深和航寬。宏觀河勢的改變是導(dǎo)致梅鋼公司港區(qū)處于淤積區(qū)的原因。

5.2 港池維護(hù)性疏浚對河勢的影響

從泥沙分析的結(jié)果來看，淤積物的來源主要為懸移質(zhì)，工程疏浚實質(zhì)是將水中懸沙在河道內(nèi)重新分配，基本沒有破壞河道邊界條件，基本沒有影響現(xiàn)狀相對穩(wěn)定的河勢條件。

從數(shù)模分析的結(jié)果來看，疏浚僅限于河道邊灘區(qū)域，引起的水位、流速場的變化在數(shù)量級及影響范圍上都是局部的，對主流影響微小，不會引發(fā)河勢大的調(diào)整變化。

從港池開始實施疏浚以來的時段看河勢的變化，宏觀河道邊界條件相對穩(wěn)固，這主要得益于系統(tǒng)的整治工程、護(hù)岸工程，港池疏浚區(qū)位于邊灘區(qū)域，維護(hù)性疏浚沒有破壞河道邊界條件；分流段、各支汊、匯流過渡段主流走向穩(wěn)定；灘槽平面分布格局相對固定；近岸各級等高線近年來平面變化較小。由此可見，港池自實施年度疏浚工程以來，疏浚量各年有所不同，但宏觀河勢一直處于相對穩(wěn)定態(tài)勢。

綜上分析，宏觀河勢變化引起下三山邊灘下移是梅鋼港池淤積區(qū)產(chǎn)生的主要原因，其淤積物主要為懸移質(zhì)泥沙，年度回淤量和疏浚量大致相當(dāng)；港池維護(hù)性疏浚對河勢變化的反作用很微小。

6 結(jié) 論

(1) 港池淤積區(qū)是由于河勢發(fā)生大的調(diào)整變化導(dǎo)致邊灘滋長和下移產(chǎn)生的。

(2) 港池淤積物主要為水中懸沙，回淤強(qiáng)度大小主要由汛期上游來沙量決定，年度回淤量和疏浚量大致相當(dāng)。

(3) 港池維護(hù)性疏浚對水位、流速的影響是局部的，對主流影響微小，不會改變現(xiàn)有相對穩(wěn)定的河勢現(xiàn)狀。

(4) 河勢變化對港池淤積影響是顯著的，而港池維護(hù)性疏浚對河勢變化的反作用是微小的，河勢變化與港池維護(hù)性疏浚是單向強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。

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(編輯：陳紫薇)

2017-03-31

曹雙，男，長江水利委員會水文局長江下游水文水資源勘測局,高級工程師.

1006-0081(2017)06-0068-08

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