長江蕪湖段疏浚砂利用實(shí)踐與思考

謝長淮 雷文韜

摘 要：近年來，三峽水庫出庫泥沙量大幅減少，長江中下游河道水流挾沙力長期處于非飽和狀態(tài)，相同流速下會(huì)加劇河床及河岸原堆積性或沉積性泥沙被水流沖起、帶走，造成河床沖刷、河岸崩塌，影響防洪安全、河勢穩(wěn)定和水生態(tài)安全，目前長江安徽段已處于無砂可采狀態(tài)。對近20 a長江銅陵、黑沙洲、蕪裕3個(gè)河段的河床沖淤、河勢變化以及重點(diǎn)崩岸區(qū)、重要港區(qū)、航道局部河勢變化進(jìn)行了分析，并研究了河道整治、航道整治、防洪工程加固、崩岸區(qū)治理等疏浚砂利用需求，結(jié)合維護(hù)河勢穩(wěn)定、航道通暢的總體目標(biāo)，提出了疏浚砂不上岸利用，取之河道、用之河道的總體原則，以及維護(hù)河道水沙平衡、河勢穩(wěn)定和通航安全的具體利用思路。

關(guān)鍵詞：疏浚砂；利用；沖淤；河勢穩(wěn)定

中圖分類號：TV147；TV851 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

長江蕪湖段上起安徽省蕪湖市土橋鎮(zhèn)，下至蕪湖市大橋鎮(zhèn)，流經(jīng)銅陵河段、黑沙洲河段、蕪裕河段等3個(gè)河段，其中銅陵河段、蕪裕河段為長江中下游干流重點(diǎn)治理河段。長江蕪湖段兩岸地處長江經(jīng)濟(jì)帶、長三角一體化兩大國家戰(zhàn)略區(qū)域，在安徽省國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的戰(zhàn)略地位。近年來，在自然條件和人類活動(dòng)的雙重影響下，長江上游梯級水庫攔蓄大量泥沙，長江中下游來沙顯著減少，引起河道長距離沖刷、江湖關(guān)系調(diào)整、泥沙營養(yǎng)物質(zhì)輸運(yùn)受到影響等[1]，對長江蕪湖段河勢演變及泥沙時(shí)空分布產(chǎn)生了重要影響。同時(shí)，長江流域沿江地方經(jīng)濟(jì)與生態(tài)文明建設(shè)對泥沙利用與管理提出了更高要求，流域泥沙的供需矛盾日益突出[2]。因此，加強(qiáng)長江蕪湖段疏浚砂的綜合利用研究是十分必要的。

已有學(xué)者對長江中下游疏浚砂綜合利用進(jìn)行了探索[3-9]，部分研究提出可借鑒國外的相關(guān)技術(shù)、管理與指導(dǎo)理念，結(jié)合國內(nèi)研究進(jìn)展與相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，依托與水工程生態(tài)學(xué)等生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域的積極合作，完善疏浚和疏浚物管理體系與“工法自然”方法[3]。地處長江下游的江蘇省鎮(zhèn)江市先行進(jìn)行了疏浚砂利用試點(diǎn)，開展了很多開創(chuàng)性的有益嘗試[4-5]，然而這些研究更多地是基于航道疏浚需求開展的疏浚砂利用研究[6-8]。針對長江蕪湖段疏浚砂來源的詳細(xì)分析以及利用思路的相關(guān)研究尚不多見，迫切需要開展長江蕪湖段疏浚砂利用研究。

1 長江蕪湖段近期變化情況

1.1 近期總體沖淤態(tài)勢

將長江蕪湖段流經(jīng)的銅陵、黑沙洲、蕪裕3個(gè)河段（見圖1）1987—2021年河道水下地形套繪，進(jìn)行河道演變分析及基于地形法的沖淤量計(jì)算，可知，2003年三峽蓄水前，長江蕪湖段總體呈沖淤平衡或小幅淤積態(tài)勢，1987—2003年，銅陵、黑沙洲河段分別淤積0.51億m3和0.09億m3（見圖2），而蕪裕河段沖刷0.12億m3；三峽蓄水后，上游清水下泄、來沙量大幅減少，長江蕪湖段出現(xiàn)大幅沖刷，2003—2021年，銅陵、黑沙洲、蕪裕河段分別沖刷

1.90億m3、0.48億m3和0.86億m3。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，三峽蓄水后，長江蕪湖段整體呈沖刷態(tài)勢，且沖刷強(qiáng)度不斷增大，2016—2021年，銅陵河段沖刷量高達(dá)1.23億m3，年均沖刷量近2 500萬m3，蕪裕河段沖刷量也達(dá)0.53億m3，年均沖刷量超1 000萬m3。

此外，由蕪湖段河道深泓縱剖面可知（見圖3），同樣呈不斷沖刷下切態(tài)勢，2001—2020年，銅陵、黑沙洲、蕪裕河段深泓縱剖面分別平均沖刷達(dá)2.3 m、1.2 m和3.4 m。

1.2 近期河道變化情況

1.2.1 河勢總體變化

銅陵河段近期隨著成德洲右汊分流比的增加，右汊呈沖刷發(fā)展態(tài)勢，2000年以前左汊分流比約60%，2018年5月左汊分流比為43.9%、右汊分流比超過左汊，2020年6月左汊分流比為50.7%，左右汊分流比近5∶5。隨著右汊分流比的增加，成德洲右緣崩岸頻發(fā)，2015年成德洲右緣局部實(shí)施了崩岸應(yīng)急治理工程，洲灘岸線崩退態(tài)勢得到初步遏制，但上下游未護(hù)區(qū)域仍呈沖刷態(tài)勢，亟需守護(hù)。

黑沙洲河段近期左汊呈沖刷發(fā)展態(tài)勢，左汊分流比增加，三壟圩一帶岸線大幅沖刷后退，威脅河勢穩(wěn)定及航道安全，其中2020年6月左汊分流比為44.6%。而右汊流程短而順直，天然洲右緣多年來崩岸劇烈，嚴(yán)重威脅附近人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，后經(jīng)過治理守護(hù)，近期岸線基本穩(wěn)定。

蕪裕河段近期上段潛洲右汊口門拓寬，右汊分流比增加，水流頂沖右岸新大圩段致其發(fā)生崩岸，后經(jīng)過治理守護(hù)，新大圩段岸線基本穩(wěn)定，但近岸深槽仍在沖刷下移，威脅下游未護(hù)段。蕪裕河段下段曹姑洲呈崩退態(tài)勢，其上游沙洲淤積、水流分散，汊道向多分汊發(fā)展，威脅通航安全，2017年后，對曹姑洲濟(jì)附近心灘、串溝進(jìn)行了整治，洲灘岸線趨于穩(wěn)定。

1.2.2 重點(diǎn)崩岸區(qū)局部河勢變化

根據(jù)局部河勢特點(diǎn)、歷史崩岸情況等，選取白茆鎮(zhèn)三壟圩段、潛洲右汊新大圩段、大拐段作為典型崩岸區(qū)，分析近年局部河勢變化情況。其中，白茆鎮(zhèn)三壟圩段岸線大幅崩退，近期黑沙洲左汊呈沖刷發(fā)展態(tài)勢，彎頂凹岸三壟圩一帶岸線大幅沖刷后退，0 m岸線沖刷后退約200 m；潛洲右汊新大圩段不斷沖刷發(fā)展，近期潛洲右汊近岸深槽沖刷下切，并向下游發(fā)展，崩岸險(xiǎn)情不斷向下游發(fā)展，自1995年以來累計(jì)發(fā)生崩岸20余處，崩岸長度約6 km，部分圩堤崩入江中；大拐段局部深槽沖刷下切，岸坡變陡，雖然大拐段已實(shí)施護(hù)岸工程，但因橫向沖刷后退受阻，局部深槽刷深、岸坡變陡，大拐拐頭近岸岸坡大幅沖刷后退，2002—2020年該段-20 m等高線深槽向左岸擺動(dòng)達(dá)近400 m，崩岸風(fēng)險(xiǎn)增加。

1.2.3 重要港區(qū)及重要涉水工程局部河勢變化

根據(jù)局部河勢特點(diǎn)、港區(qū)重要性等，選取三山港區(qū)、朱家橋港區(qū)、荻港港區(qū)、裕溪口港區(qū)作為典型港區(qū)，對其典型橫斷面變化進(jìn)行分析?？芍陨?個(gè)重要港區(qū)除局部有所沖淤外，岸線總體變化不大，河勢總體較為穩(wěn)定。

此外，根據(jù)近年來典型河道橫斷面的套繪（見圖4），分析了長江蕪湖段蕪湖長江三橋附近的局部河勢變化情況。結(jié)果表明，蕪湖長江三橋及其下游段河床中部沖刷下切，左岸明顯淤長，左岸下游部分碼頭前沿港池淤積，會(huì)對其正常運(yùn)營產(chǎn)生不利影響。

1.2.4 航道局部河勢變化

長江蕪湖段主航道自銅陵河段土橋開始，沿左岸劉家渡、太陽洲下行，至金牛渡過渡至右岸，沿東聯(lián)圩下行進(jìn)入黑沙洲河段，靠右岸荻港港區(qū)下行進(jìn)入天然洲右汊，出天然洲右汊后靠右岸三山港區(qū)，在潛洲前沿過渡至大拐段，在大拐經(jīng)90°轉(zhuǎn)彎后進(jìn)入蕪湖河段下段，過蕪湖長江大橋后靠右岸朱家橋港區(qū)，經(jīng)東梁山后出蕪湖市。長江蕪湖段主航道近年來基本穩(wěn)定，沿線安定街、劉家渡、太白洲、太陽洲、東聯(lián)圩、高安圩、保定圩、大拐等歷史險(xiǎn)工險(xiǎn)段經(jīng)過多年治理守護(hù)，岸線及深槽基本穩(wěn)定。目前該段航道局部河勢變化主要為曹姑洲的消退及心灘的淤長，及其與陳家洲之間形成2個(gè)串溝，該段水流散亂，威脅通航安全及下游港區(qū)安全運(yùn)行。

2 長江蕪湖段疏浚砂綜合利用需求

2.1 綜合利用背景條件

由以上對長江蕪湖段近期河床沖淤、河勢變化以及重點(diǎn)崩岸區(qū)、重要港區(qū)、航道局部河勢變化的分析，可以看出，長江蕪湖段在總體河勢、港區(qū)沖淤以及有關(guān)政策要求等方面具備特定的背景條件，一是長江蕪湖段整體呈沖刷態(tài)勢，且沖刷強(qiáng)度在增大，部分沖刷嚴(yán)重威脅防洪安全及河勢穩(wěn)定；二是蕪湖港區(qū)整體呈穩(wěn)定態(tài)勢，僅個(gè)別碼頭前沿出現(xiàn)淤積，整體上看，對港口水運(yùn)的影響較小；三是安徽省委省政府對省境疏浚砂利用提出了明確要求，2022年8月組織編制了《安徽省長江河道采砂及管理情況的報(bào)告》，指出針對航道疏浚、港口清淤的砂石利用，要按照國家有關(guān)規(guī)定開展相關(guān)工作，減小對防洪、河勢、水生態(tài)等方面影響。

2.2 綜合利用需求

長江蕪湖段近年實(shí)施的涉水工程包括長江蕪湖河段整治工程、蕪裕河段航道整治工程以及境內(nèi)防洪工程加固、崩岸區(qū)治理等，均對疏浚砂利用存在較大需求。

（1）長江蕪湖河段整治工程。2022年國家重點(diǎn)推進(jìn)的55項(xiàng)重大水利工程之一，于2022年6月開工建設(shè)，計(jì)劃2025年6月底前完工。建設(shè)內(nèi)容主要包括堤防加固工程、護(hù)岸工程及穿堤建筑物工程等，其中對大拐段、神塘圩段較陡的水下邊坡采用袋裝土還坡需袋裝土18.97萬m3，灘地平整需土方12.96萬m3，堤外鋪蓋需土方4.96萬m3，填塘固基需土方3.19萬m3，合計(jì)需土方約40萬m3。該工程取土即可結(jié)合長江蕪湖段疏浚砂綜合利用實(shí)施，保證疏浚砂優(yōu)先用于該工程的袋裝土、灘地平整、填塘固基等。

（2）蕪裕河段航道整治工程。工程目標(biāo)為穩(wěn)定灘槽格局，遏制曹姑洲心灘及串溝的沖刷發(fā)展。建設(shè)內(nèi)容主要包括曹姑洲心灘護(hù)岸（底）工程、曹姑洲心灘左緣護(hù)底帶工程、曹姑洲護(hù)岸工程、串溝護(hù)底工程、陳家洲右緣護(hù)岸工程等。同樣，該工程可結(jié)合長江蕪湖段疏浚砂綜合利用，將疏浚砂拋至曹姑洲串溝護(hù)底帶附近，從而遏制串溝沖刷發(fā)展，該串溝護(hù)底帶面積約150萬m2，按平均拋厚2 m計(jì)，可消納疏浚砂約300萬m3。

（3）防洪工程加固。長江干堤加固涉及無為大堤、繁昌江堤、蕪當(dāng)江堤（四褐山至橫埂頭段）等，包括護(hù)堤地填塘壓浸、堤內(nèi)腳壓浸平臺(tái)、加培堤防斷面、堤防提標(biāo)升級等工程措施，按措施初步匡算可分別消納疏浚砂約50萬m3、115萬m3、270萬m3和60萬m3。洲灘圩垸圩堤加固涉及惠生聯(lián)圩、石板隆興洲、永定大圩、五洲、黑沙洲、裕溪口圩等6個(gè)一類圩垸，以及青山聯(lián)圩、神塘聯(lián)圩、天然洲、三壟圩等11個(gè)二類圩垸，包括加培堤防斷面、堤防提標(biāo)升級、堤后填筑壓浸平臺(tái)等工程措施，按一類、二類圩垸等級初步匡算可分別消納疏浚砂約1 770萬m3、755萬m3。

（4）重點(diǎn)崩岸區(qū)治理。針對近年來長江蕪湖段出現(xiàn)的重點(diǎn)崩岸險(xiǎn)段，亟需持續(xù)開展崩岸治理，可結(jié)合長江蕪湖段疏浚砂綜合利用，將疏浚砂拋至崩岸區(qū)崩窩內(nèi)，通過拋泥或袋裝土等形式消納疏浚砂約200萬m3。

3 長江蕪湖段疏浚砂綜合利用思考

長江蕪湖段近期變化反映出該段具備疏浚砂綜合利用的良好條件，在當(dāng)前乃至未來長期存在的天然砂石資源合法供應(yīng)量較少與因經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展而市場需求較大相矛盾的背景下，長江蕪湖段疏浚砂綜合利用可為河道整治、航道整治、防洪工程加固、崩岸區(qū)治理等民生工程建設(shè)提供取土路徑，但需遵循以下原則。

（1）堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展。針對港口碼頭前沿淤積開展的疏浚項(xiàng)目必須符合國家政策法規(guī)要求，能夠?yàn)榧訌?qiáng)長江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù)提供支撐。

（2）堅(jiān)持資源國有，統(tǒng)一處置。疏浚砂利用項(xiàng)目涉及多個(gè)部門，應(yīng)強(qiáng)化各相關(guān)部門協(xié)同配合，不得由企業(yè)或個(gè)人自行銷售。

（3）堅(jiān)持確有必要，科學(xué)論證。疏浚利用項(xiàng)目應(yīng)確有必要，按照國家有關(guān)規(guī)定開展相關(guān)工作，減小對防洪、河勢、水生態(tài)等方面影響。

（4）堅(jiān)持取之河道，用之河道。疏浚砂作為維持現(xiàn)有水沙平衡、河道及航道穩(wěn)定的不可再生資源彌足珍貴，應(yīng)堅(jiān)持不上岸利用，優(yōu)先用于保障防洪安全、河勢穩(wěn)定、通航安全。

（5）堅(jiān)持嚴(yán)格監(jiān)管，規(guī)范實(shí)施。疏浚砂利用需強(qiáng)化監(jiān)管責(zé)任、制度和措施的落實(shí)，對疏浚砂利用實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)管，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督管理，充分利用信息化技術(shù)手段，確保疏浚砂利用的高效、安全、規(guī)范、有序，堅(jiān)決杜絕以清淤疏浚之名行非法采砂之實(shí)。

4 結(jié)束語

鑒于安徽省長江河道已處于無砂可采的現(xiàn)狀，以及長江下游疏浚砂細(xì)度模數(shù)低較難利用的情況，分析了長江蕪湖段近期變化，以及疏浚砂綜合利用需求，提出蕪湖段疏浚砂應(yīng)優(yōu)先用于河道整治、航道整治、防洪工程加固、崩岸區(qū)治理等民生工程建設(shè)，遵循疏浚砂利用原則，確保疏浚砂利用合法依規(guī)、高效有序地開展。

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Abstract：In recent years，the sediment discharge from the Three Gorges Reservoir has decreased significantly，causing the flow of the middle and lower reaches of the Yangtze River to remain consistently unsaturated with sediment，which exacerbates the scouring of riverbeds and banks by causing deposited sediments to be washed away at the same flow rate. This phenomenon adversely impacts flood control safety，river stability，and water ecological safety. Currently，there is no sediment available for dredging in the Anhui reach of the Yangtze River. We analyzed the changes in riverbed erosion and siltation，channel transformation，and certain critical sections including bank collapse zones，important port areas，and navigational channels of Tongling，Heishazhou，and Wuyu segments of the Yangtze River in the past two decades. We further investigated the demand for dredging sand utilization in the regulation of waterways，navigational channels，flood control works，and bank erosion controls. Based on the overall target of ensuring stable river regime and navigational channels，we propose the principle of “not depositing dredged sediment on the bank，utilizing it from the river，and returning it to the river”，as well as specific strategies to maintain the balance of water and sediment in the river，ensure river stability，and guarantee navigational safety.

Key words：dredging sand；utilization；sand erosion and sedimentation；stable river regime