長(zhǎng)江澄通河段天生港水道近期演變及整治初探

單婷婷，杜德軍，吳道文

（1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局，226406，南通；2.南京水利科學(xué)研究院，210024，南京）

長(zhǎng)江澄通河段天生港水道近期演變及整治初探

單婷婷1，杜德軍2，吳道文2

（1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局，226406，南通；2.南京水利科學(xué)研究院，210024，南京）

根據(jù)實(shí)測(cè)資料，分析了天生港水道近年河床沖淤和水流泥沙的變化。研究表明：其進(jìn)口與如皋中汊垂直，落潮流較弱，是以漲潮流為主的支汊；其沖淤變化受上游如皋中汊演變及下游橫港沙變化影響；20世紀(jì)70—90年代總體表現(xiàn)為淤積，90年代后特別是近年上游來(lái)沙量減小，河床逐漸穩(wěn)定。橫港沙整治工程實(shí)施后，天生港水道中下段水流歸順，灘槽水沙交換減小，有利于河勢(shì)穩(wěn)定；進(jìn)口附近切灘工程的實(shí)施，可改善進(jìn)口的水流條件，增加落潮流，有利于天生港水道河勢(shì)穩(wěn)定。

長(zhǎng)江；澄通河段；天生港水道；河床沖淤；整治

一、天生港水道概況

天生港水道位于江蘇省南通市的長(zhǎng)青沙和橫港沙北側(cè)，水道平均寬約800 m，最窄處僅330 m，最寬可達(dá)1.4 km，長(zhǎng)近26 km，是一條以漲潮流為主的通道，進(jìn)口落潮分流比一般在1%左右，漲潮分流比一般在2%左右。

根據(jù)目前天生港水道的邊界條件和水流特性，將天生港水道分為2段：大李港以上為上段，長(zhǎng)度14 km，水道兩側(cè)有固定邊界，河寬變窄，床面較高，漲潮流動(dòng)力較強(qiáng)。受邊界控制，進(jìn)口與如皋中汊幾乎成直角相連，中部新躍涵洞附近彎曲狹窄。九圩港以下至任港附近為下段，長(zhǎng)度12 km，左岸為固定邊界，右側(cè)為橫港沙邊灘，該段水道河勢(shì)順直，漲、落潮流動(dòng)力相當(dāng)。

目前天生港水道九圩港以下有天生港電廠碼頭及其他一系列專用碼頭，并具備通航設(shè)施，-5 m槽一直上延至小李港附近，天生港水道進(jìn)口碾砣港-2 m槽不通，0 m槽最窄處僅150 m。小李港以下-5 m槽貫通，最窄處約280 m。捕魚(yú)港至天生港有多處獨(dú)立-10 m槽，蘆涇港-10 m槽與東水道深槽相通。

二、水道近期演變情況

1.等高線變化情況

天生港水道上段水深較淺，2012年測(cè)圖表明，-2 m等高線進(jìn)口段中斷。下段水深相對(duì)較深，-5 m等高線自出口一直延伸至大李港，長(zhǎng)度超過(guò)10 km。中下段建有華能電廠碼頭、天生港電廠碼頭、南通亞華碼頭以及亞華重工、韓通重工和明德重工等碼頭。

橫港沙位于泓北沙尾，天生港水道南側(cè)。橫港沙尾20世紀(jì)50～60年代曾延伸到通州沙東水道龍爪巖下游的營(yíng)船港附近。1957年長(zhǎng)江大水將橫港沙切穿，其沙尾開(kāi)始迅速上提，1970年前上提較快，1970—2002年上提2.2 km，近年橫港沙尾變化相對(duì)穩(wěn)定，橫港沙九圩港以上2011年已實(shí)施橫港沙整治一期圈圍工程。

2.河床沖淤變化

天生港水道的落潮流主要來(lái)自如皋中汊，進(jìn)口與如皋中汊幾乎成直角，進(jìn)口流路不順，分流比逐漸減小。1970—1985年天生港上段河床發(fā)生普遍淤積，淤積量達(dá)2 000萬(wàn)m3。1999年后天生港水道各段0 m及+2 m以下河床沖淤發(fā)生了一些變化，淤積有所增強(qiáng)。

天生港水道1970—2014年-5 m等高線變化見(jiàn)圖1和圖2。

3.河床斷面變化

2012年天生港水道斷面特征見(jiàn)表1。斷面位置見(jiàn)圖1和圖2。

20世紀(jì)70年代初期，由于天生港水道進(jìn)口條件和河勢(shì)發(fā)生變化，1970—1985年，水道沿程發(fā)生普遍淤積，全水道0 m以下面積減?。?985—1998年，水道河床處于調(diào)整變化時(shí)期，有沖有淤，總趨勢(shì)為沖刷發(fā)展，全水道0 m以下面積略有增加；1998年以來(lái)，天生港水道河槽容積變化不大，河勢(shì)保持基本穩(wěn)定。

近年，長(zhǎng)江上游來(lái)水來(lái)沙較小，漲潮流相對(duì)較強(qiáng)，天生港水道總體處于相對(duì)穩(wěn)定階段。

三、水道水流泥沙條件

1.水動(dòng)力條件

圖2 天生港水道下段近年-5 m等高線變化及橫港沙整治工程布置

通州沙東水道漲潮流與天生港水道連接較順，天生港水道較瀏海沙水道先漲，漲潮流沿天生港水道上溯，由于過(guò)流面積逐漸減小，水深變淺，河道縮窄，漲潮流速增大，大潮最大漲潮流速可達(dá)1m/s以上。漲潮時(shí)，天生港水道進(jìn)口漲潮流與如皋中汊落潮流交匯，如皋中汊由落轉(zhuǎn)漲，與天生港水道漲潮流交匯上溯。落潮時(shí)，天生港水道先落，上段落潮流速較大，下段由于過(guò)流面積增加落潮流速較小，當(dāng)瀏海沙水道轉(zhuǎn)落時(shí)，部分落潮流經(jīng)橫港沙淺灘進(jìn)入天生港水道。

上段過(guò)水面積占整個(gè)河道斷面的2%～3%，落潮分流約占1%，漲潮分流約占2%。中段過(guò)水面積占整個(gè)河床斷面的5%左右，漲潮分流約占3%，落潮分流約占2%。下段過(guò)水面積占整個(gè)河床過(guò)水面積的7%左右，漲潮分流約占5%，落潮分流約占4%。天生港水道為本河段一小支汊,漲落潮流量占整個(gè)河道比例較小。

2.泥沙條件

天生港水道落潮含沙量一般小于瀏海沙水道，落潮枯季一般在0.1 kg/m3以內(nèi)，洪季一般在0.2 kg/m3左右。漲潮含沙量在0.1～0.2 kg/m3間。天生港水道為漲潮流占優(yōu)的水道，碾砣港上游彎頂最窄，形成卡口，漲潮時(shí)在其附近產(chǎn)生涌潮，形成高含沙區(qū)域，1985年實(shí)測(cè)最大含沙量達(dá)20 kg/m3。由于漲潮流占優(yōu)勢(shì)的水道泥沙呈向上搬運(yùn)的特征，天生港水道的上段河床逐漸淤高抬升。上段底沙較細(xì)，d50一般為0.01～0.05 mm，下段深槽較粗，d50一般在0.05～0.1 mm，可見(jiàn)上段泥沙淤積主要為懸沙落淤。天生港水道落潮分流分沙統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

天生港水道來(lái)沙既受上游如皋中汊落潮流影響，又受漲潮流影響。漲潮流占優(yōu)使得天生港水道分沙比略大于其分流比；落潮時(shí)進(jìn)口處泥沙主要來(lái)自于如皋中汊的懸沙，原因在于進(jìn)口基本垂直于水深在20 m以上的如皋中汊，而天生港水道水深僅2 m左右。

天生港中下段南側(cè)無(wú)固定邊界，橫港沙灘地沖刷或淤高直接影響天生港水道的變化。

四、治理思路及措施

1.治理思路

天生港水道進(jìn)口落潮分流比僅占1%左右，出口落潮分流比約占4%。落潮分流比的增加主要是沿程潮蓄量的變化。一個(gè)落潮過(guò)程出口的落潮流量約為進(jìn)口落潮量的3～4倍，相應(yīng)瀏海沙水道分流比占96%～99%。

①天生港水道長(zhǎng)約26km，其分流與汊道阻力有關(guān)，采取疏浚措施，增加進(jìn)口段過(guò)流面積。

②漲潮流與洪枯季、大小潮有關(guān)，天生港水道出口分流比在5%～10%，進(jìn)口漲潮分流比在1%，一個(gè)漲潮過(guò)程出口漲潮量約為天生港水道進(jìn)口漲潮量的4倍左右，下游漲潮來(lái)流大都轉(zhuǎn)為天生港水道潮蓄量。

③天生港水道下段右側(cè)為橫港沙，沙體和水道間存在水沙交換，橫港沙沙體的沖淤變化會(huì)影響天生港水道的水動(dòng)力條件和穩(wěn)定。

④橫港沙治理采用圈圍方式，縮窄天生港水道下段河寬，減小灘槽水沙交換，考慮到天生港水道漲落潮特點(diǎn)，下段河寬及過(guò)水面積適當(dāng)放寬。

⑤考慮到天生港水道主要以漲潮動(dòng)力為主，橫港沙圍墾尾部位置及尾部形態(tài)應(yīng)有利于漲潮水流增加漲潮動(dòng)力。

天生港水道治理思路：河勢(shì)穩(wěn)定為基礎(chǔ)，維持現(xiàn)有汊道，采取工程措施，開(kāi)發(fā)利用岸線資源。天生港水道以漲潮流為主，主要靠漲潮流維持。在天生港水道治理中，必須考慮漲潮流的作用，即維持漲潮水動(dòng)力條件。在維持現(xiàn)有水動(dòng)力條件的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定邊界條件和河勢(shì)，改善水動(dòng)力條件。水動(dòng)力條件的改善有：淺區(qū)疏浚、疏通水道增加過(guò)流面積、減少灘槽水沙交換、歸順流路等。

表1 2012年天生港水道沿程斷面特征

表2 天生港水道落潮分流分沙統(tǒng)計(jì)表

2.治理措施

（1）天生港水道下段的治理

目前，天生港水道下段附近的橫港沙已實(shí)施圈圍一期工程。該圈圍工程為澄通河段綜合整治的一部分，其目的是穩(wěn)定橫港沙水道，使天生港水道達(dá)到要求，穩(wěn)定瀏海沙水道出流方向，與通州沙頭部守護(hù)工程相呼應(yīng)。

天生港下段右側(cè)無(wú)固定邊灘為橫港沙淺灘，在漲落潮過(guò)程中橫港沙上有橫向流，天生港水道與瀏海沙水道、南通水道間存在水沙交換，而橫港沙在漲落潮流的作用下沙體不穩(wěn)定，為此采取固灘穩(wěn)槽措施，穩(wěn)定橫港沙沙體，達(dá)到穩(wěn)定天生港水道的目的。

橫港沙整治工程布置見(jiàn)圖1和圖2。工程實(shí)施后，總體有利于天生港中下段水流歸順，減小灘槽水沙交換，有利于河勢(shì)穩(wěn)定。

（2）天生港水道進(jìn)口段的治理

由于進(jìn)口水流弱，為穩(wěn)定天生港水道河勢(shì)，其中一個(gè)手段就是改善其進(jìn)口的水流條件。目前，天生港水道上段的治理已在規(guī)劃中。

天生港水道進(jìn)口段整治包括進(jìn)口左側(cè)淺灘切灘、彎頂新躍涵洞對(duì)開(kāi)已圍墾區(qū)域部分大堤拆除、進(jìn)口段疏浚。其目的是擴(kuò)大進(jìn)口過(guò)流面積，增加漲落潮流量，增加天生港水道水動(dòng)力，工程布置見(jiàn)圖1和圖2。

研究表明：不同水文條件下天生港分流比增加不明顯，沿程流速增加不明顯，分流增加在0.1%左右，上段碾砣港以上流速增加一般在1～3 cm/s；碾砣港以下流速基本不變，這與下段過(guò)流面積較大有關(guān)。可見(jiàn)切灘疏浚等措施可改變天生港水道的水動(dòng)力條件，使水道河勢(shì)朝有利方向發(fā)展?！?/p>

[1]單婷婷，等.橫港沙演變規(guī)律及其整治工程效果初探[J].人民長(zhǎng)江，2011（17）.

[2]吳道文，等.澄通河段綜合整治物理模型試驗(yàn)研究[R].南京水利科學(xué)研究院，2010.

[3]杜德軍，等.滬通長(zhǎng)江大橋工程河段河床演變及橋位比選研究[J].人民長(zhǎng)江，2014（7）.

[4]仲志余，王永忠.論長(zhǎng)江澄通河段的綜合治理與開(kāi)發(fā)[J].人民長(zhǎng)江，2009（11).

[5]侯衛(wèi)國(guó)，等.長(zhǎng)江澄通河段綜合整治規(guī)劃報(bào)告（征求意見(jiàn)稿）[R].長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2010.

[6]蘇長(zhǎng)城，葉健.關(guān)于長(zhǎng)江澄通河段綜合整治規(guī)劃要點(diǎn)的思考[J].江蘇水利，2008（7）.

Evolution and improvement of Tianshenggang River Channel at Chengtong River Section of Yangtze River Basin in recent period//

Shan Tingting,Du Dejun,Wu Daowen

According to actual observing data,recent riverbed sedimentation and change of flow and sediment in Tianshenggang River Channel are evaluated.The results indicate that the entrance is built vertically to the middle branch of Rugao with less falling tide but more flood tide;the change of sedimentation are affected by evolution of middle branches of Rugao and sediment change of Henggang downstream;sedimentation dominated the period of 1970-1990 and riverbed has turned to be more stable due to reduction of coming sand from upstream in recent years,in particularly after 1990s.Thanks to the project of Sediment Regulation for Henggang,the flow in the middle and lower section of Tianshenggang Channel has been under control that reduces the time of water-sand exchange overbank and benefits to the stabilization of river regime.The cutoff of beach improves the flow condition of entrance and increase the outgoing flow that may stable the river regime in Tianshenggang Channel.

Yangtze River;Chengtong River Section;Tianshenggang River Channel;riverbed sedimentation;improvement

TV85

B

1000-1123（2017）15-0052-03

2017-02-16

單婷婷，工程師，主要從事水文資料整編和水文測(cè)報(bào)技術(shù)研究。

國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)(2011YQ070055)，江蘇省水利科技項(xiàng)目（2015004），南京水利科學(xué)研究院院基金（Y216016）。

責(zé)任編輯 韋鳳年