長江南京河段八卦洲汊道河道整治工程效果分析與思考

羅京蕾，陳 磊，石藍(lán)星，楊 樾

（南京市長江河道管理處，江蘇 南京 210011）

長江南京河段八卦洲汊道位于南京河段中下段，受上游河勢變化的影響，20 世紀(jì)40 年代八卦洲左汊逐漸從主汊演變成支汊。建國以來為控制長江南京河段河勢變化，包括八卦洲汊道段在內(nèi)的南京河段進(jìn)行了多次大規(guī)模治理，建成了覆蓋全河段的護(hù)岸工程體系，保障了南京市防洪安全，維護(hù)了河勢總體穩(wěn)定。但由于八卦洲左汊河道沿程阻力遠(yuǎn)大于右汊，左汊萎縮及右汊發(fā)展的演變?nèi)栽诶^續(xù)，影響了南京經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展［1］。為控制八卦洲汊道演變，穩(wěn)定八卦洲汊道河勢，近期實(shí)施了長江南京河段八卦洲汊道河道整治工程，目前工程已竣工驗收。近年來，在長江“共抓大保護(hù)，不搞大開發(fā)”的時代背景下，長江保護(hù)和治理不斷取得新進(jìn)展，作為長江中下游干流河道河勢控制及河道整治的重要組成部分，八卦洲河段也應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展，對防洪安全及河勢穩(wěn)定提出更高要求，因此分析八卦洲整治工程實(shí)施效果、思考下一步整治方向十分必要［2］。

1 工程背景及整治任務(wù)

1.1 工程背景

長江南京河段八卦洲汊道自下關(guān)至西壩，主泓長約18 km，屬于鵝頭型汊道，分流段自南京長江大橋至洲頭，長約4.1 km，江面自上而下逐漸展寬。自20 世紀(jì)30 年代開始，八卦洲汊道處于自然演變狀態(tài)，因上游河勢的變化，洲頭不斷崩退，左汊逐漸從主汊演變成支汊，水淺且彎曲，長約21.6 km，八卦洲右汊寬深且順直，長約10.4 km。左汊轉(zhuǎn)化為支汊后，左汊持續(xù)萎縮，分流比不斷降低。據(jù)統(tǒng)計，20世紀(jì)50年代至80年代，左汊汛期分流比由26.2%減至18.3%，枯水期分流比從19.0%減至15.0%；80 年代后，左汊枯水期分流比基本上保持在15%以下。經(jīng)多年河道工程整治，左汊分流比減小的趨勢得到減緩。然而本世紀(jì)初以來，八卦洲左汊萎縮及右汊發(fā)展的演變又有進(jìn)一步加快的趨勢，影響了南京河段河勢穩(wěn)定及防洪安全［3］。

因此，為穩(wěn)定八卦洲汊道及下游河段河勢，保障兩岸總體防洪安全以及人民生命財產(chǎn)安全，鞏固已有河道整治工程效果及促進(jìn)南京市經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)施了長江南京河段八卦洲汊道河道整治工程，長江南京河段八卦洲汊道河道整治工程是國家重點(diǎn)水利工程之一［4］。工程于2011 啟動前期研究工作，2018 年批復(fù)并施工，2020 年底完工，2022年完成竣工驗收。

1.2 工程建設(shè)內(nèi)容

八卦洲汊道河道整治工程主要建設(shè)內(nèi)容：加固八卦洲頭水下魚嘴310 m；實(shí)施洲頭右緣深槽防護(hù)工程16.91 萬m2；右汊護(hù)底工程順?biāo)飨蜷L450 m，面積36.9 萬m2；加固洲頭左右緣、上壩、燕子磯、天河口等原有護(hù)岸工程長7 270 m。工程平面布置如圖1所示［5］。

工程主要工程量：砂枕填筑123.41萬m3，聚丙烯網(wǎng)兜塊石61.90萬m3，系混凝土塊軟體排40.11萬m2。

工程具體布置包括：（1）八卦洲頭水下魚嘴加固工程采用袋裝砂土枕拋填沖槽，上部采用聚丙烯網(wǎng)兜塊石防護(hù)加固。（2）八卦洲頭右緣深槽防護(hù)工程采用袋裝砂土枕進(jìn)行坡腳防護(hù)，袋裝砂防護(hù)體上采用聚丙烯網(wǎng)兜塊石防護(hù)，為防止工程前沿沖刷影響袋裝砂防護(hù)體的穩(wěn)定，在坡腳采用水下拋石防護(hù)。（3）八卦洲頭右汊進(jìn)口護(hù)底工程采用系混凝土塊軟體排，防護(hù)范圍為洲右緣深槽與燕子磯近岸-30 m深槽的過渡段，順?biāo)飨蜷L度為450 m。（4）洲頭左緣、洲頭右緣原護(hù)岸工程、洲左緣上壩段原護(hù)岸工程、天河口段原護(hù)岸工程及燕子磯段護(hù)岸加固工程采用聚丙烯網(wǎng)兜塊石加固，加固長度7 270 m［6］。

2 工程效果分析

本工程于2019—2020 年陸續(xù)完成并投入運(yùn)行。2020年汛期長江中下游干流發(fā)生超歷史洪水，包括工程區(qū)域在內(nèi)的八卦洲河段未發(fā)生崩岸險情。本節(jié)將從分流比的變化、岸線及深泓變化、橫斷面變化分析工程實(shí)施效果。

2.1 分流比變化

八卦洲左汊分流比變化如圖2 所示，近年來分流比部分具體數(shù)值見表1。根據(jù)圖2 趨勢及表1 中數(shù)據(jù)分析可知：工程實(shí)施后，汛期（水位＞4 m）及枯水期（水位＜4 m）分流比下降趨勢趨于平緩，左汊分流比減小及右汊發(fā)展趨勢得到抑制，河勢總體保持穩(wěn)定。

2.2 岸線及深泓變化

八卦洲汊道0 m 線變化圖、八卦洲汊道深泓線變化圖如圖3～4所示。

圖3 八卦洲汊道0m線變化

圖4 八卦洲汊道深泓線變化

岸線變化：八卦洲左汊NBL01～NBL04 斷面間，左岸為黃家洲邊灘，右岸（洲頭的左緣）為深槽，隨著八卦洲頭魚嘴加固及其洲頭左右緣護(hù)岸工程的實(shí)施，進(jìn)口段兩岸岸線沖淤變化減小，右汊進(jìn)口段左岸0 m 岸線趨于穩(wěn)定。其余斷面岸線在2016—2021年間總體呈穩(wěn)定，兩岸0 m線基本穩(wěn)定少變。

深泓變化：總體來看，實(shí)施的護(hù)岸加固工程，增強(qiáng)了河岸的抗沖能力，左右汊各斷面間深泓擺動較小，深泓線基本穩(wěn)定。

2.3 橫斷面變化

2.3.1 八卦洲左汊

八卦洲左汊選取NBL01、NBL02、NBL08、NBL20典型橫斷面，具體變化如圖5所示。

圖5 典型斷面

分析結(jié)果表明，八卦洲汊道河道整治護(hù)岸加固工程實(shí)施后，左汊的斷面總體呈沖淤穩(wěn)定狀態(tài)。進(jìn)口段NBL01斷面處實(shí)施了魚嘴加固工程，工程實(shí)施前后河床基本維持沖淤變化幅度小的態(tài)勢。NBL02、NBL08 斷面附近分別實(shí)施了左緣護(hù)岸及上壩護(hù)岸工程，2016至2021年淤積呈減小趨勢。出口段NBL20斷面，工程實(shí)施以前該斷面左側(cè)河槽及深槽部位不斷淤積抬高，工程的實(shí)施后，左汊衰退的趨勢有所減緩，出口段橫斷面沖淤幅度明顯減小，橫斷面形態(tài)趨于基本穩(wěn)定。

2.3.2 八卦洲右汊

八卦洲右汊選取NBR01、NBR02、NBR06、NBR09典型橫斷面，具體變化如圖6所示。

圖6 典型斷面

分析結(jié)果表明，洲頭右緣深槽防護(hù)工程改善了該段近岸槽體的坡面形態(tài)，有利于近岸河床的穩(wěn)定。NBR01斷面位置為洲頭右緣深槽防護(hù)工程，得益于袋裝砂枕拋填，洲頭右緣最深點(diǎn)高程由2016年-45.2 m增加到2021 年-36.2 m，右緣原本深陡的岸坡明顯變緩，一方面提高了岸坡的安全度，同時填高了深槽，一定程度上抑制了右汊的發(fā)展；NBR02 斷面處有右緣護(hù)岸及右汊護(hù)底工程，NBR06斷面處為天河口護(hù)岸加固工程，兩處斷面均在工程實(shí)施后處于穩(wěn)定狀態(tài)；NBR09 斷面為出口斷面，橫斷面形態(tài)趨于穩(wěn)定。八卦洲汊道河道整治工程的實(shí)施，改善了部分岸坡的穩(wěn)定狀態(tài)，有效防止了上下游深槽的連通，抑制了右汊發(fā)展，河勢漸趨穩(wěn)定，

3 結(jié)論及思考

（1）由分流比變化、岸線及深泓變化、橫斷面變化分析可知，工程實(shí)施后工程岸段沖淤變化不大，岸坡基本穩(wěn)定，部分工程段岸坡坡比明顯減緩，工程的實(shí)施有效維持了左右汊河勢格局，抑制了右汊發(fā)展，進(jìn)一步保障了防洪安全，發(fā)揮了工程效益。

（2）本次工程采用了多種水下防護(hù)新技術(shù)和方法，例如袋裝砂枕岸坡防護(hù)、系混凝土塊軟體排護(hù)底等，在對工程的運(yùn)行效果加強(qiáng)觀測分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)及時總結(jié)工程實(shí)施經(jīng)驗，以便進(jìn)一步推廣運(yùn)用。

（3）本工程的實(shí)施維護(hù)了整體河勢的穩(wěn)定，起到了積極和重要的作用，但是，左汊緩慢衰退的趨勢依然存在，目前工程還未經(jīng)歷持續(xù)枯水運(yùn)行影響，后期需要持續(xù)關(guān)注已做工程作用的發(fā)揮，加強(qiáng)工程段運(yùn)行期河道原型觀測和分析。

（4）本工程實(shí)施的八卦洲洲頭魚嘴斜槽、洲頭右緣深槽袋裝砂土枕拋填加固工程，一定程度上改變了工程所在岸段水流流態(tài)和流場分布，本文未做相關(guān)研究分析，后期應(yīng)關(guān)注流態(tài)流場調(diào)整對相應(yīng)岸段沖淤變化的影響，必要時采取工程維護(hù)措施，進(jìn)一步鞏固河道整治成果。

4 結(jié) 語

在長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展背景下，長江南京河段河道治理效果直接影響著南京經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，及時總結(jié)分析河道整治工程治理效果對長江南京段河勢穩(wěn)定有積極意義，只有不斷總結(jié)經(jīng)驗，積極探索治江新技術(shù)、新工藝，完善理論體系，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)監(jiān)測分析以及日常管養(yǎng)，才能不斷鞏固治理成果，保障長江南京河段的防洪安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。