周琪琪ZHOU Qi-qi；王勇WANG Yong；謝雪杰XIE Xue-jie；王天瑩WANG Tian-ying

（①安徽省現(xiàn)代交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，合肥230088；②中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司安徽分公司，蕪湖241000）

0 引言

馬鞍山港鄭蒲港區(qū)位于長(zhǎng)江馬鞍山河段江心洲汊道左汊左岸鄭蒲圩段，建設(shè)有1 個(gè)5000 噸級(jí)集裝箱泊位和2 個(gè)5000 噸級(jí)件雜貨泊位，2014 年12 月鄭蒲港區(qū)一期工程開(kāi)港運(yùn)營(yíng)，港區(qū)依托長(zhǎng)江航道優(yōu)勢(shì)和行政區(qū)劃調(diào)整帶來(lái)的發(fā)展空間，逐步向長(zhǎng)三角江海聯(lián)運(yùn)中心和區(qū)域性全國(guó)性物流樞紐目標(biāo)發(fā)展。

2022 年長(zhǎng)江流域降雨、來(lái)水均嚴(yán)重偏少，江湖水位持續(xù)走低，鄭蒲港區(qū)港池水域河床持續(xù)淤積抬高，一定程度上束窄了港池過(guò)駁尺度，到港船舶回旋及進(jìn)出港的通航水深條件難以保證。因此，碼頭港池地形的沖淤變化，對(duì)泊位通過(guò)能力的影響不可忽視[1]。本文將以馬鞍山鄭蒲港碼頭為依托，對(duì)港池水域歷時(shí)（2011 年～2023 年）水下地形測(cè)量成果進(jìn)行分析，從平面、橫斷面兩個(gè)方面分析港池水域沖淤變化情況。

1 工程概況

1.1 河道概況

長(zhǎng)江馬鞍山河段位于長(zhǎng)江干流下游，河段上與蕪裕河段相接，下與南京河段相連，全長(zhǎng)約36km。長(zhǎng)江馬鞍山河段河道呈兩端束窄，中間分汊，系典型的順直分汊型河道，河道寬度最窄為東、西梁山卡口處約1.1km，最寬為江心洲中部約8km。[2]

河段內(nèi)自上而下分為江心洲和小黃洲兩個(gè)汊道。江心洲左汊是主汊，寬闊順直，主流左右擺動(dòng)，灘槽交錯(cuò)依附兩岸。江心洲右汊為支汊，長(zhǎng)約24km，寬約0.6km，有姑溪河自右岸入?yún)R。小黃洲汊道右汊為主汊，長(zhǎng)約14km，汊道內(nèi)小黃洲長(zhǎng)約7km，最大寬度約2.1km。小黃洲汊道右汊長(zhǎng)約6.5km，寬約1.5km；左汊為支汊，長(zhǎng)約7.5km，寬約0.8km。近年來(lái)，左右汊分流比不穩(wěn)定，左汊分流作用逐漸明顯。小黃洲汊道與下游新濟(jì)洲汊道之間的單一河段即小黃洲汊道匯流段，長(zhǎng)約4.5km。長(zhǎng)江主流自江心洲汊道左汊經(jīng)小黃洲洲頭過(guò)渡到小黃洲汊道右汊，過(guò)渡段長(zhǎng)約3km，從左至右急劇轉(zhuǎn)折，形成上下兩個(gè)急彎。[3]

1.2 碼頭港池水域概況

按5000 噸級(jí)雜貨船考慮，回旋水域沿水流方向的長(zhǎng)度取2.5 倍船長(zhǎng)，垂直水流方向的長(zhǎng)度取1.5 倍船長(zhǎng)。單個(gè)泊位回旋水域沿水流方向的長(zhǎng)度為314m，垂直水流方向的寬度為188m。

2 港池水域沖淤分析

2.1 模型處理

為了更準(zhǔn)確分析沖淤變化，對(duì)碼頭港池水域域近期2011 年1 月、2016 年2 月、2020 年7 月、2022 年3 月、2022 年7 月以及2023 年2 月1:1000 水下地形測(cè)圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。港池水域斷面按每隔100m 布設(shè)一條斷面線（重點(diǎn)區(qū)域加密），自下而上依次截取9 條橫斷面，清淤區(qū)位置和斷面布置如圖1 所示。GIS 分析時(shí)，提取水下高程點(diǎn)和等高線數(shù)據(jù)生成數(shù)字高程模型，采用兩次模型疊加進(jìn)行沖淤分析計(jì)算，計(jì)算基本網(wǎng)格為1m×1m。對(duì)沖淤變化的柵格數(shù)據(jù)繪制等值線，等值線繪制完成后對(duì)等值線進(jìn)行擬合、標(biāo)注和掩膜。柵格計(jì)算數(shù)據(jù)一般是用灰度表示的，為了直觀顯示，進(jìn)行紅黃綠蘭分色表示，添加圖例、比例尺、指北針和標(biāo)題，相關(guān)沖淤分析圖如圖2～圖6 所示。

圖1 鄭蒲港區(qū)清淤和斷面位置圖

圖2 水下地形沖淤變化圖（一）（2011.01～2016.02）

圖3 水下地形沖淤變化圖（二）（2016.02～2020.07）

圖4 水下地形沖淤變化圖（三）（2020.07～2022.03）

圖5 水下地形沖淤變化圖（四）（2022.03～2022.07）

圖6 水下地形沖淤變化圖（五）（2022.07～2023.02）

2.2 沖淤分析

2011 年1 月～2016 年2 月，從沖淤分析圖上可以看出，整個(gè)港池水域主要表現(xiàn)為淤積，總淤積量為31.0 萬(wàn)m3，平均淤積厚度為3.3m。港池水域右側(cè)淤積量較大，最大淤積厚度9.2m；靠近港區(qū)碼頭的中下游有局部沖刷，最大沖刷深度為6.4m。

2016 年2 月～2020 年7 月測(cè)次港池水域總體表現(xiàn)為淤積，淤積量為22.0 萬(wàn)m3，平均淤積深度為2.3m，最大淤積厚度為4.9m；港池水域左側(cè)及右側(cè)邊沿部分有少許沖刷區(qū)域，最大沖刷深度約3.1m，位于碼頭前沿。

2020 年7 月～2022 年3 月測(cè)次港池水域總體表現(xiàn)為淤積，淤積量為6.6 萬(wàn)m3，平均淤積厚度0.7m。從沖淤變化圖可以看出，港池水域右側(cè)部分主要表現(xiàn)為淤積，最大淤積高度約為3.6m；港池水域左側(cè)部分主要表現(xiàn)為沖刷，最大沖刷深度約為2.9m。

2022 年3 月～2022 年7 月測(cè)次港池水域總體表現(xiàn)沖刷，沖刷量為11.9 萬(wàn)m3。港池水域具體為內(nèi)側(cè)淤積、外側(cè)沖刷。內(nèi)側(cè)淤積量為4.2 萬(wàn)m3，平均淤積厚度為0.9m；港池水域外側(cè)沖刷量為16.1 萬(wàn)m3，平均沖刷深度3.2m，最大沖刷深度7.6m；由于2022 年港區(qū)清淤的緣故，港區(qū)平均沖刷深度為1.3m。

2022 年7 月～2023 年2 月測(cè)次港池水域總體表現(xiàn)為沖淤互現(xiàn)，變化不大。從沖淤變化圖可以看出，靠近碼頭上沿有淤積，一般淤積量在2m 以內(nèi)；其余水域變化不大，變化量在0.5m 以內(nèi)，整個(gè)港池水域平均沖刷深度為0.08m。

3 港池水域回淤分析

3.1 平面變化

0m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形呈輕微的沖刷狀態(tài)，下段斷面等高線變化不大，0m 等高線輕微內(nèi)擺；港區(qū)內(nèi)側(cè)位置0m 等高線內(nèi)擺幅度稍大，港區(qū)外側(cè)由于河床淤積和洲灘下延，淺灘出現(xiàn)0m 等高線。2016～2020 年近岸水下地形呈淤積狀態(tài)，中段斷面淤積稍大，0m 等高線外擺，其余區(qū)域以輕微淤積為主；港區(qū)外側(cè)由于河床淤積和洲灘下延繼續(xù)加大，0m 等高線下延了1200m。2020～2023年近岸水下地形總體呈沖刷狀態(tài)，兩次0m 等高線互相纏繞，但以內(nèi)擺為主；由于港區(qū)清淤等外界因素的影響，0m等高線萎縮，范圍明顯變小，回退約600m。

-5m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形呈輕微的沖刷狀態(tài)；在港區(qū)外側(cè)，由于洲灘淤積，-5m 等高線下延1220m。2016～2020 年近岸水下地形呈明顯淤積狀態(tài)，-5m等高線外擺，等高線最大外擺達(dá)20m；由于洲灘下延繼續(xù)加大，-5m 等高線繼續(xù)下延，下延了770m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈沖刷狀態(tài)，-5m 等高線以內(nèi)擺為主；由于港區(qū)清淤等外界因素的影響，潛洲-5m 等高線寬度變窄，但還是下延了200m。

-10m 等高線：2011～2016 年近岸水下地形總體呈淤積狀態(tài)，等高線外擺達(dá)30m，港區(qū)外側(cè)的潛洲下延750m，向兩側(cè)擴(kuò)展約300m。2016～2020 年近岸水下地形呈明顯淤積狀態(tài)，-10m 等高線后退潛洲下延繼續(xù)加大，-10m 等高線下延下延了560m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈淤積狀態(tài)，-10m 等高線變化不大；潛洲由于淤積的影響，-10m 等高線繼續(xù)下延，下延長(zhǎng)度約為400m，并向外外展。

-20m 等高線：2011～2016 年水下地形總體呈淤積狀態(tài)，-20m 等高線向下游退縮，后退950m。2016～2020 年近岸水下地形呈淤積狀態(tài)，-20m 等高線后退190m。2020～2023 年近岸水下地形總體呈淤積狀態(tài)，-20m 等高線繼續(xù)下移，下移約200m。

表1 港池水域水下沖淤變化統(tǒng)計(jì)表

深泓線：河段深泓線過(guò)馬鞍山長(zhǎng)江大橋后分為兩條，2011～2016 年深泓線總體右移，碼頭所在位置河道斷面左側(cè)深泓線貼近左岸，港池水域深泓下移；右側(cè)深泓線在上何家洲分叉，貼江心洲下行。2016～2020 年左側(cè)深泓線右移，過(guò)工程位置斷面后左側(cè)深泓緊貼左岸，右側(cè)深泓線左移，緊貼江心洲下行。

3.2 橫斷面變化

由圖7 可知，港池水域近岸水下地形變化不大，深泓和河床部分變化很大。2011～2016 年岸坡呈輕微淤積態(tài)勢(shì)，河床淤積較大，淤積厚度最大達(dá)10m；2016～2020 年近岸岸坡呈小幅沖刷，河床繼續(xù)淤積，淤積厚度最大達(dá)5m。2020～2022 年近岸岸坡呈輕微沖刷狀態(tài)，河床繼續(xù)淤積速度變緩，淤積厚度1～2m，但在河床外側(cè)由于港池清淤，出現(xiàn)了10m 的挖坑。2022.11～2023.02 年近岸岸坡呈輕微沖刷，河床也出現(xiàn)輕微的沖刷，但總體變化不大。

圖7 碼頭中間位置處港池水域水下地形橫斷面圖

近岸岸坡坡比在1.46～9.17 之間，平均坡比為4.56；局部陡坡在1.12～7.22 之間，平均坡比為3.73。

綜上，碼頭港池水域平面和橫斷面變化分析成果，可知2011～2016 年港池水域潛洲呈大幅淤積態(tài)勢(shì)，河床淤積厚度約為10m，潛洲灘地下延約1200m；2016～2020 年港池水域淤積較大，河床淤積厚度約為5m，潛洲灘地下延約600m；2020～2023 年港池水域淤積較緩，河床淤積厚度1～2m，潛洲灘地下延200m 左右。

分析鄭蒲港淤積的主要原因?yàn)椋R鞍山河段上下游局部河勢(shì)的變化、主流的右擺，引起牛屯河邊灘頭部沖刷、尾部淤積下延，是鄭蒲港淤積主要原因。

4 結(jié)論

根據(jù)港池水域回淤計(jì)算分析可知，碼頭水深條件已不能滿足5000 噸級(jí)船舶正常靠泊，影響鄭蒲港的正常運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展應(yīng)急清淤工作。

①碼頭港池水域清淤前后均需要對(duì)水下地形定期測(cè)量，對(duì)港池水域的河床動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行綜合評(píng)估。

②目前的河勢(shì)格局下，港區(qū)前沿疏浚是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，鄭蒲港碼頭港池水域回淤計(jì)算分析方法可為今后同類(lèi)型碼頭開(kāi)展定期維護(hù)性清淤工作提供參考依據(jù)。