薛生科

摘 要：作為長(zhǎng)江航運(yùn)開發(fā)的重要課題，長(zhǎng)江中下游河段的航道治理研究越來(lái)越得到重視。長(zhǎng)江口深水航道的治理工程分為一期、二期、三期工程，主要是對(duì)北槽和南北槽分流口進(jìn)行大規(guī)模地河口整治工作。三期工程自2006年開工之后，航道的維護(hù)疏浚量迅猛上升，沿航道的回淤分布不均勻。本文從實(shí)踐角度提出了河口治理中高回淤量整治的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：航道治理 長(zhǎng)江河段 高回淤量 整治

中圖分類號(hào)：U612 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

引言

長(zhǎng)江河口是我國(guó)最大的河流入?？?，它的水文特征是水豐沙多，其地貌特征是四口通海、三級(jí)分汊及口門處的攔門沙沉積淺灘[1]。長(zhǎng)江河口是在泥沙豐富、徑流量大、潮流強(qiáng)的條件下形成的一個(gè)分汊型河口。自徐六涇以下，長(zhǎng)江河口被崇明島分為北支與南支，在瀏河口以下南支被橫沙島和長(zhǎng)興島分為北港、南港，南港在九段以下又被九段沙分為北槽、南槽，形成了三級(jí)分汊四口入海的格局[2]。

長(zhǎng)江口是咸淡水交匯區(qū)，由于外海的入侵，在垂線分布上咸水峰呈現(xiàn)密度環(huán)流的形態(tài)，加上徑流的影響，逐漸形成了利于泥沙淤積的環(huán)境，促成了河口的淺灘區(qū)。在淺灘區(qū)內(nèi)，灘槽中的泥沙交換頻繁，形成了河口最大的渾濁帶高含沙區(qū)。這個(gè)區(qū)域不僅河道的寬淺沙洲汊道交替、河勢(shì)復(fù)雜多變，同時(shí)，這里也是淤積疏浚困難的地方，進(jìn)而成為長(zhǎng)江河口的入海通道的瓶頸所在之處。

長(zhǎng)江口的深水航道治理采用“疏浚整治”與“固基相結(jié)合”的治理方針，由南導(dǎo)堤、分流口、北導(dǎo)堤、航道疏浚與丁壩群五部分組成。第一期的工程航道浚深度為8.5 m；第二期的工程航道浚深度10m；第三期的工程航道浚深度12.5m；遠(yuǎn)景規(guī)劃的航道浚深度是15m。第一二期的疏浚工程量現(xiàn)已基本完成計(jì)劃量，但三期工程的航道疏浚量增多，并且沿航道的回淤分布較為不均勻。本文從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，探索河道的治理措施，以期能完成河口的工程治理目標(biāo)。

深水航道治理與河床演變

深水航道治理和河床演變相互影響，航道的整治影響河床的演變，同時(shí)河床演變也將對(duì)航道治理帶來(lái)不可避免的變化。

2.1航道治理對(duì)河床演變的影響

丁壩的阻水作用是河床整治工程的重中之重。南導(dǎo)堤將流水對(duì)兩個(gè)沙洲的繞流變?yōu)閷?duì)一個(gè)沙洲的繞流，加之一二三期治理工程的作用，以消除水流在九段沙頭漫灘流與江亞南沙尾部所消耗的能量。丁壩群的阻水作用增強(qiáng)了北槽的水流阻力，但北導(dǎo)堤擋住橫沙東灘由風(fēng)浪掀沙而進(jìn)入北槽的泥沙和橫沙東灘竄溝由落潮流帶進(jìn)北槽的泥沙，使這些泥沙回歸北港，這部分泥沙對(duì)北港河道增加的水流阻力和丁壩群增加的北槽阻力可以達(dá)到平衡。丁壩的阻水作用對(duì)航槽維護(hù)和河勢(shì)穩(wěn)定很有利。

2.2長(zhǎng)江河床演變對(duì)航道治理的影響

河床的演變自80年代之前，長(zhǎng)江口河勢(shì)變化較大，徐六涇的上河段崩塌，地沙進(jìn)入河道并淤積下移，落潮流分流小，河床較為淤淺；八十年代以后，大量泥沙匯入南支的情況基本消除，長(zhǎng)江口的河勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定。

底沙大量進(jìn)入北港，對(duì)北港的不利影響并不明顯。泥沙進(jìn)入北港后向下輸移，通過(guò)橫沙通道經(jīng)過(guò)越灘或橫沙東灘竄溝進(jìn)入北槽，但進(jìn)入北槽的唯一通道已被北導(dǎo)堤阻攔住。北港的主槽是微彎的河道，青草沙在彎道的凸岸處，挾沙水流進(jìn)入北港，流經(jīng)主槽時(shí)，泥沙首先會(huì)在青草沙淤積，經(jīng)過(guò)橫沙通道進(jìn)入北槽水流的含沙量將大大降低，所以，對(duì)北槽河勢(shì)的不良影響較低。經(jīng)過(guò)一期工程后，長(zhǎng)江口和北槽的河勢(shì)基本穩(wěn)定，一期工程穩(wěn)定了北槽的邊界和分流口。

河道整治與疏?？刂?/p>

3.1航道整治的目標(biāo)

控制深水航道的疏浚必須調(diào)整建筑物，已達(dá)到如下表所示的目標(biāo)。

表3.1 河道整治建筑物的目標(biāo)表

整治建筑物的目標(biāo) 通過(guò)整治建筑物來(lái)穩(wěn)定航道河段的主流流路和河勢(shì)

整治建筑物以阻擋淺灘泥沙向主槽流動(dòng)，降低橫向?yàn)┎勰嗌辰粨Q對(duì)航道的回淤影響作用

整治建筑物可調(diào)整航道的汊道地形，有助于形成寬深合理的、穩(wěn)定的深泓，降低淺灘與航槽高度差

整治建筑物可調(diào)整航道的汊道流場(chǎng)，促使縱向潮動(dòng)力分布均勻，防止局部的高含沙量區(qū)段形成

3.2 航道的淤積整治設(shè)計(jì)

整治航道淤積可通過(guò)建筑物整治和航道疏浚等方法，具體的淤積整治設(shè)計(jì)如下表所示。

表3.2 航道的淤積整治設(shè)計(jì)詳情表

淤積整治措施 具體詳情

調(diào)整北槽的流場(chǎng) （1）將北槽的流場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)流，并保持主流的流向與航道走向一致；（2）保證北槽水流的動(dòng)力縱向分布的相對(duì)均勻，以防止局部的區(qū)段泥沙過(guò)于活躍的再懸浮，出現(xiàn)較高的含沙量。

穩(wěn)定主流的流路及河段的河勢(shì) 北槽主流的流路和河勢(shì)變化主要是因?yàn)椋耗媳辈鄣谋环至骱?，北槽的上游泥沙情況有變化；南槽和北槽、北槽和北港經(jīng)過(guò)串溝、越灘水流時(shí)，水沙的交換引發(fā)北槽地形變化。為了堵塞串溝、固定江亞南沙與北槽的南北邊界、削弱支流間的水沙交換、降低淺灘的掀沙風(fēng)浪等對(duì)北槽泥沙的增加，需建造南導(dǎo)堤、北導(dǎo)堤、北槽分流的魚嘴。

灘槽在同一汊道內(nèi)組成水沙相互交換的平面環(huán)流系統(tǒng)，補(bǔ)給航槽橫向泥沙 調(diào)整優(yōu)化南堤的高程和丁壩布置等，以減輕北槽的中段回淤。調(diào)整過(guò)程可能會(huì)引起含沙量分布、灘槽的高度差、流場(chǎng)的變化。

一期工程完工后，北槽形成均勻?qū)捝畛叨鹊纳钽瑸┎鄹卟钚?丁壩在放寬率和位置固定時(shí)，隨丁壩的總長(zhǎng)度增加，落潮的分流比將減小，寬深比也相應(yīng)減小，主槽的容積維持不變，同時(shí)自然深泓擴(kuò)展；但當(dāng)丁壩總長(zhǎng)度達(dá)到某一量值后，主槽容積和自然深泓均趨于減小。

總結(jié)

現(xiàn)階段北槽河勢(shì)正處于優(yōu)良狀態(tài)，非常有利于進(jìn)行長(zhǎng)江口的深水航道治理。治理工程有助于長(zhǎng)江河口的河勢(shì)穩(wěn)定，河床演變趨勢(shì)也不會(huì)威脅到治理工程。

長(zhǎng)江口大的分汊河段的整治將解決水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律、河床演變等重大的問(wèn)題，技術(shù)的復(fù)雜性較高。本文通過(guò)探討長(zhǎng)江口的深水航道治理工程中的若干問(wèn)題，先將主要結(jié)論總結(jié)如下：（1）在泥沙、流場(chǎng)、地形情況一定時(shí)，航道的回淤?gòu)?qiáng)度與疏浚強(qiáng)度相關(guān)；（2）為了維持北槽的落槽性質(zhì)不變，建議整治工程采取寬間距導(dǎo)堤布置形式；（3）北槽與建筑物的整治，將明顯減少北槽的分沙比和分流比；（4）維護(hù)疏浚人工河道時(shí)，要求河槽失穩(wěn)主流上下貫通、穩(wěn)定，有寬深尺度一定的深泓，從而降低灘槽間的高度差。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳吉余.長(zhǎng)江口攔門沙及水下三角洲的動(dòng)力沉積[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)，1995， （3）：1-22 .

[2] 張國(guó)安，虞志英，何青等.長(zhǎng)江口深水航道治理一期工程前后泥沙運(yùn)動(dòng)特性初步分[J].泥沙研究，2003，（6） ：33-40.