胡小慶

(長(zhǎng)江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院，重慶401147)

陸溪口水道上起赤壁山，下至劉家墩，水道全長(zhǎng)10 km。其上游是石頭關(guān)水道，下游為龍口水道。陸溪口水道為鵝頭型分汊河道，中洲和新洲將河道分為直港、中港和園港三汊。中、直兩港分汊處河寬1.2～1.8 km，向下游逐漸展寬，至中港彎頂處最寬，此處中港左岸距直港右岸距離達(dá)到3.3 km，然后向下游又逐漸收縮，至中、直兩港匯合處，河寬約1.3 km。中洲平面形態(tài)近似圓形，洲頂平緩;新洲平面形態(tài)類(lèi)似三角形，上游低、下游高，在洲頭上游有大片水下淺區(qū)。水道河勢(shì)見(jiàn)圖1。

1 前期研究情況

1.1 河床演變及礙航特性

陸溪口水道是一個(gè)周期性演變的汊道河段，在演變過(guò)程中大部分時(shí)期呈現(xiàn)“兩洲、一灘、四汊”的格局，江中有中洲、新洲和心灘存在，將水道分為直港、新中港、老中港和園港四汊。新中港具有周期性擺動(dòng)及興衰的特點(diǎn)，在新洲頭部形成后不斷彎曲下擺，直至下移與老中港重合，形成“兩洲、三汊”的河床形態(tài)。新老中港合并期航道條件較好，中洪水期以直港為主航道，枯水期必要時(shí)改走中港。在新中港存在時(shí)期，直港進(jìn)口水流分散，形成大范圍漫灘水流，水流難以集中沖刷成槽，在中枯水期發(fā)生航深不足現(xiàn)象;中港下口位置擺動(dòng)不定，航槽時(shí)沖時(shí)淤，出現(xiàn)礙航心灘、沙梗和散亂淺包等，航道條件很差。

陸溪口水道右側(cè)有單側(cè)節(jié)點(diǎn)、兩岸有堤防控制，在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，水道平面分汊形態(tài)不會(huì)改變。1993年后，陸溪口水道總體河勢(shì)較為穩(wěn)定，中港深泓年平均左移約為80 m。目前，中港彎頂距右岸線約3.4 km，新洲洲尾已下移至中港、直港和圓港三汊交匯處的極限位置，即中港出口下擺的空間不大，隨著中港左支的持續(xù)彎曲發(fā)展，出口段與直港出口深槽匯流角逐漸增大，彎道阻力增大，上游水流必將塑造新的阻力較小的通道，將會(huì)形成新中港汊道。一旦主流切割新洲頭形成新中港，直港分流比減小，直港的通航形勢(shì)就會(huì)惡化。在左支新航槽形成過(guò)程中，水流分散，航槽不穩(wěn)，陸溪口水道的通航問(wèn)題將會(huì)非常嚴(yán)峻。

圖1 陸溪口水道河勢(shì)Fig.1 River regime of Luxikou waterway

1.2 整治思路

根河床演變及礙航特性的分析，確定陸溪口水道整治思路為:利用當(dāng)前航道條件還處于良好期的有利時(shí)機(jī)，通過(guò)筑壩工程穩(wěn)定新洲灘型，利用護(hù)岸工程阻止中洲崩退，輔以疏浚工程疏通直港進(jìn)口。

1)整治標(biāo)準(zhǔn):航道等級(jí)Ⅰ級(jí)，航道尺度3.7 m×150 m×1 000 m(水深×航寬×彎曲半徑)，保證率98%。

2)整治原則:穩(wěn)定洲灘、維持分汊、低水整治、統(tǒng)籌兼顧。

3)整治目標(biāo):通過(guò)工程措施達(dá)到提高航道尺度，改善通航條件，保持直港和中港兩汊通航，以直港作為通航主航道。

1.3 整治方案

整治方案包括新洲筑壩工程、中洲護(hù)岸工程和直港進(jìn)口挖槽工程。

1)新洲筑壩工程。采用洲脊順壩、魚(yú)嘴順壩、格壩及竄溝鎖壩，攔截新洲洲頭漫灘橫流，防止出現(xiàn)新的汊道，以保持洲灘穩(wěn)定。

2)中洲護(hù)岸工程。在中港凹岸的中洲上半段修建護(hù)岸工程，防止中港凹岸的崩塌，以保持中洲岸線的穩(wěn)定。

3)直港進(jìn)口挖槽工程。對(duì)直港進(jìn)口航道進(jìn)行基建性疏浚，并在新洲頭部整治建筑物作用下，達(dá)到穩(wěn)定航槽、改善進(jìn)口段通航條件的目的。

2 工程實(shí)施情況及其整治效果

2.1 工程實(shí)施情況

1)2002年10月完成預(yù)可行性研究，2003年2月完成工程可行性研究(交通部交規(guī)劃發(fā)〔2003〕358號(hào)文批復(fù))，2003年9月完成初步設(shè)計(jì)(交通部交水發(fā)〔2004〕49號(hào)文批復(fù))，2004年10月完成中洲護(hù)岸和新洲筑壩工程施工圖設(shè)計(jì)。

2)2004年11月開(kāi)工，歷時(shí)3屆枯水期:2004～2005屆枯水期，實(shí)施新洲筑壩工程和中洲護(hù)岸工程的主體工程施工;2005～2006屆枯水期，實(shí)施新洲筑壩工程的壩面和中洲護(hù)岸工程的陸上護(hù)坡整理施工;2006～2007屆枯水期，實(shí)施中洲護(hù)岸工程的建設(shè)期維護(hù)。

3)除直港進(jìn)口挖槽工程外，新洲筑壩工程和中洲護(hù)岸工程均已全部完成，分別于2007年7月和2008年4月進(jìn)行了交工驗(yàn)收。

2.2 工程整治效果

通過(guò)對(duì)比陸溪口水道整治工程前后地形(圖2)可以看出:新洲筑壩工程實(shí)施以后，遏制了竄溝的形成，灘面普遍淤積，保持了新洲灘面高大完整，新洲得到了穩(wěn)定，洲頭上提，新中港消失，工程效果良好。中洲護(hù)岸工程實(shí)施以后，遏制了中洲岸線的繼續(xù)崩退，同時(shí)也阻止了中港向彎曲方向發(fā)展，有效減少了新洲漫灘橫流切灘形成竄溝的能量。

圖2 陸溪口水道工程前后地形對(duì)比Fig.2 Topography comparison of Luxikou waterway before and after the regulation

但由于前期研究認(rèn)識(shí)的不足，以及工程實(shí)施時(shí)陸溪口水道正處在劇烈的演變時(shí)期和受三峽工程蓄水后清水下泄的影響，目前來(lái)看對(duì)直港作為通航主航道的整治效果不甚理想。直港作為通航主航道的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，而中港通航條件良好，具備作為通航主航道的條件。

3 直港作為通航主航道目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)

3.1 陸溪口水道進(jìn)口主流受赤壁山節(jié)點(diǎn)控制，仍偏向中港而非直港

陸溪口水道上接石頭關(guān)水道，從20世紀(jì)50年代以來(lái)，無(wú)論界牌河段主流走南門(mén)洲左汊或右汊，在石頭關(guān)水道下段與陸溪口水道接壤處，主流位置均較穩(wěn)定，深泓靠近右側(cè)，其下受赤壁山挑流影響，主流又趨向左岸。

陸溪口水道新洲筑壩工程實(shí)施后，并沒(méi)有改變進(jìn)口主流方向。陸溪口水道進(jìn)口主流仍然受赤壁山節(jié)點(diǎn)控制，仍然偏向中港而非直港。

3.2 三峽工程蓄水后，陸溪口水道水沙條件發(fā)生較大變化，直港分流比減少

三峽工程蓄水后，由于水庫(kù)的淤積，下泄沙量大幅減少，2003—2009年螺山站年均輸沙量?jī)H為10 543萬(wàn)t，較蓄水前減少了74.2%(表1)。受此影響，陸溪口水道深泓縱剖面以沖刷下切為主，最大沖深為11.1 m(圖3)。河床地形由總體淤積為主轉(zhuǎn)為以總體沖刷為主，特別是作為主汊的中港沖刷發(fā)展較快，導(dǎo)致直港分流比大幅度減小(表2)。

表1 螺山站徑流量和輸沙量與多年平均對(duì)比Table 1 Runoff and sediment runoff of Luoshan station

表2 陸溪口水道各汊道實(shí)測(cè)分流比Table 2 Measured ratios of anabranches in Luxikou waterway

圖3 三峽工程蓄水后陸溪口河段沖淤變化Fig.3 Erosion-deposition variation of Luxikou waterway

3.3 直港“洪淤枯沖”的規(guī)律未改變，枯水期航道條件較差

新洲筑壩工程攔截了洲頭漫灘橫流，但并未增加直港進(jìn)口分流比，也未改變直港進(jìn)口“汛淤枯沖”的演變規(guī)律。模型試驗(yàn)研究表明，在上游仍然有一定沙量補(bǔ)給的情況下，直港進(jìn)口段淺區(qū)汛期仍然會(huì)發(fā)生淤積，枯水期雖發(fā)生沖刷，但枯水期航道條件難以徹底改善，航道條件仍較差，直港通航時(shí)間大幅度減少(表3)。

表3 陸溪口水道直港通航時(shí)間Table 3 Shipping time of Luxikou Zhigang waterway

4 中港具備作為通航主航道的條件

4.1 目前中港全年保持暢通

新洲筑壩工程攔截的洲頭漫灘橫流增加了中港流量，加快了中港的沖刷發(fā)展。同時(shí)，中洲護(hù)岸工程保持了中洲岸線的穩(wěn)定，防止了中港進(jìn)一步彎曲發(fā)展。2010年3月測(cè)圖(圖4)可以看出，枯水期中港平面形態(tài)較優(yōu)良，與下游銜接較好。

圖4 陸溪口水道中港航線布置Fig.4 Route arrangement of Luxikou Zhonggang waterway

目前，中港航道全年保持暢通，航道最小航寬200 m，最小彎曲半徑1 600 m，枯水期最小水深也在5 m以上，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)航道尺度3.7 m×150 m×1 000 m標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 中港航道條件發(fā)展趨勢(shì)良好

4.2.1 主流走中港的態(tài)勢(shì)不會(huì)改變

整治工程實(shí)施后，無(wú)論是在中、洪水期，還是枯水期，主流均走中港，且靠近凹岸深槽一側(cè)，穩(wěn)定的主流是中港未來(lái)航道條件良好的重要保證。

4.2.2 中港分流比將緩慢增加，其主汊地位穩(wěn)定

5年典型年試驗(yàn)表明，枯水期同流量下中港分流比將緩慢增加(表4)，總體來(lái)看，中港分流基本穩(wěn)定在65%左右，其主汊地位穩(wěn)定。

表4 陸溪口水道典型年試驗(yàn)各汊道分流比Table 4 Discharge ratios of anabranches in Luxikou waterway

4.2.3 中港航道條件將持續(xù)好轉(zhuǎn)

三峽工程蓄水后，上游來(lái)沙量大幅度減小，陸溪口水道河床總體變化以沖刷為主。5年典型年試驗(yàn)表明，中港中下段航道條件良好，10 m等深線貫通，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)航道尺度標(biāo)準(zhǔn)。

5 整治目標(biāo)調(diào)整及整治方案變更

5.1 整治目標(biāo)的調(diào)整

鑒于前述分析，直港作為通航主航道的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，而中港航道條件良好，具備作為通航主航道的條件。因此需調(diào)整“以直港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”的整治目標(biāo)為“以中港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”。即枯水期水位較低時(shí)船舶走中港;中、洪水期水位較高時(shí)，為縮短航程，船舶可以走直港。

5.2 整治方案的變更

整治目標(biāo)調(diào)整后，枯水期船舶走中港，中、洪水期船舶走直港，直港進(jìn)口的淤積不影響中、洪水期船舶的航行。因此，確定取消原整治方案的直港挖槽工程，變更為對(duì)新洲筑壩工程和中洲護(hù)岸工程的局部損毀予以修復(fù)，以確保其整治功能。

6 結(jié)語(yǔ)

1)基于河變演變和礙航特性分析，前期研究確定的“利用當(dāng)前航道條件還處于良好期的有利時(shí)機(jī)，通過(guò)筑壩工程穩(wěn)定新洲灘型，利用護(hù)岸工程阻止中洲崩退，輔以疏浚工程疏通直港進(jìn)口”整治思路符合當(dāng)時(shí)對(duì)陸溪口水道認(rèn)識(shí)。但工程實(shí)施時(shí)陸溪口水道正處在劇烈的演變時(shí)期，以及受三峽工程蓄水后清水下泄的影響，目前來(lái)看對(duì)直港作為通航主航道的整治效果不甚理想。

2)鑒于直港作為通航主航道的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，而中港航道條件良好，具備作為通航主航道的條件。因此將整治目標(biāo)調(diào)整為“以中港作為通航主航道，保持直港和中港通航功能”是非常必要的，也是切實(shí)可行的。

3)目前中洲下游和園港進(jìn)口等部分岸線出現(xiàn)了崩岸，雖然尚未威脅到中港的河勢(shì)穩(wěn)定，但其發(fā)展趨勢(shì)是非常不利的。為確保陸溪口水道中港目前良好的通航條件，需進(jìn)一步采取措施保持中洲岸線的穩(wěn)定，以防止中港凹岸的崩塌。

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