长江戴黄河段河道演变及治理措施探讨

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(长江科学院 a.河流研究所；b.水利部江湖治理与防洪重点试验室，武汉 430010)

1 河段概况

长江中游戴家洲至黄石河段位于长江中游湖北境内，上起燕矶，下至西塞山，河段长约37 km，包括戴家洲河段和黄石河段，为长江中下游重点治理河段。

戴家洲河段上起巴河，下至回风矶，江中有江心洲——戴家洲，属微弯分汊型河道，全长约21.6 km。左、右岸有回风矶、燕矶、寡妇矶、平山矶等矶头。其中左汊为支汊，右汊为主汊；右汊出口处有新淤洲。本河段主流走右岸沿燕矶深槽下行至戴家洲右汊，于洲尾向左摆动至回风矶[1]。

黄石河段上起长江左岸回风矶，下至长江右岸西塞山，长约15.5 km，属单一微弯型河道。河段上、下游进出口分别有一个山矶即回风矶和西塞山，对水流有较强控导作用。黄石弯道右岸为受水流冲击的凹岸，沿岸有猫儿矶、陡城矶、海观山、黄石礁等山矶呈弧形分布，使黄石弯道成为良好的稳定弯道。黄石弯道宽900～1 200 m，左岸有宽阔的散花洲边滩，边滩最宽约700 m。本河段主流沿左岸的回风矶逐渐过渡至右岸黄石港区，进入黄石弯道，经右岸黄石港港区、石灰窑、黄思湾至西塞山下行[1]。河道示意见图1。

图1 戴黄河段河势图(2011年10月)Fig.1 River regime of Daijiazhou-Huangshi river reach (Oct. 2011)

2 河道演变分析

2.1 历史演变

戴家洲河段地处大冶褶皱束的隆起带，受其构造控制的影响，河道在历史上没有大幅度的变迁。全新世以来，整个长江中、下游河道略有右移，受其影响，该河段也略向右摆。现今的戴家洲形成于清中叶后期，据清同治《长江图说》记载，在回风矶以西的弹指夹上至浠水口间已有赵家洲、戴家洲、笔架洲和新淤洲存在。清光绪以后，赵家洲下移与戴家洲相连，笔架洲沦没，新淤洲靠岸成为边滩，基本上演变成目前的双汊弯曲河型。近百年来本河段河床平面形态变化不大，戴家洲基本上是稳定的。

黄石河段河势受戴家洲河段河势变化的影响，戴家洲一带先有五洲，六朝以后靠北岸，黄石河段为分汊河道。在东汉三国时代，回风矶至西塞山之间的古河道中已出现了3个串联的江心洲，位置大约在黄石市江对岸(北岸)。三国以前(公元220年前)由洪水切割边滩而成散花洲。南宋时期(公元10世纪—13世纪)散花洲左汊已淤为夹江，称散花夹。入明以后(公元1368年后)，左汊完全淤死，散花洲又成为散花洲边滩，黄石河段由分汊河型逐步转化为单一微弯河型，近百余年来没有明显的演变。

2.2 近期演变

2.2.1 戴家洲河段

(1) 深泓线变化。戴家洲河段为分汊河段，历年来戴家洲洲头浅滩淤长，深泓分流点由龙王矶一带上提数公里至鄂黄长江大桥与池湖潜洲之间；分流后水流分别进入戴家洲左、右汊道，左汊河床冲淤变化较小，深泓线一直贴岸而行，其离岸最近距离仅有30 m；右汊冲淤变化幅度较大，尤其是戴家洲右缘的冲淤频繁，导致深泓线摆幅较大，历年最大摆幅达800 m。

(2) 洲滩变化。戴家洲位于燕矶与回风矶之间，新淤洲位于戴家洲右汊洲尾附近。戴家洲与新淤洲历年平面位置较为稳定，尤其是新淤洲历年冲淤变化甚小，该洲基本稳定。相对新淤洲而言，戴家洲变化稍大，1981—2008年，洲尾以及洲的左缘均较为稳定，洲右缘和洲头有所变化，尤其是洲头冲淤变化较大，历年洲头15 m等高线变幅达1.1 km，2006年以后洲头相对稳定。戴家洲、新淤洲(15 m等高线)历年变化见表1[1]。

表1 戴家洲、新淤洲(15 m等高线)历年变化[1]Table 1 Variation of Daojiazhou sandbar and Xinyuzhou sandbar(15m contour line) over years[1]

(3) 深槽变化。戴家洲河段有寡妇矶、回风矶2处深槽，其中寡妇矶位于戴家洲右汊，回风矶位于戴家洲尾下游。由于2处边界控制条件较好，两深槽平面形态以及所处位置多年较为稳定。

(4) 汊道分流分沙变化。戴家洲河段目前右汊为主汊，左汊为支汊。根据实测资料，1960年以前，左汊分流比为48%，右汊为52%，左、右两汊分流比接近；2005年戴家洲左、右汊分流比分别为43%和57%；2006年左、右汊分流比分别为47%和53%，分沙比分别为48%和52%。可见戴家洲左、右汊历年分流比变化不大，且两汊分流分沙比较为接近，表明两汊的水沙输送能力相差不大。

2.2.2 黄石河段

(1) 深泓线变化。从黄石河段总体来看，黄石河段深泓线的变化主要集中在一头一尾2处，头部回风矶至艾家湾，深泓从左岸深槽过渡到右岸深槽，使得深泓线位置摇摆不定，尾部因西塞山矶头挑流作用，使得深泓线位置各年变化较大，中间因深槽靠岸，主流贴岸，变化幅度较小。黄石河段由于两岸控制作用较强，河道边界稳定，深泓线沿着黄石凹岸下行，多年稳定少变。

(2) 洲滩变化。黄石河段弯道左岸散花洲有一边滩，散花洲边滩滩长多年来基本稳定，只是滩唇时有冲淤，1981—2008年，滩唇最大冲淤幅度约为350 m，其变化与上游来水来沙密切相关，一般来说，枯水年边滩淤长发展，丰水年边滩则冲刷缩小。

(3) 深槽变化。黄石河段有西塞山深槽，该深槽由特殊地形构造、边界条件以及河道形势所决定的。西塞山附近江面束窄，河床下切，历年最深达1985国家高程基准以下66.7 m。

2.3 演变趋势分析

(1) 戴家洲河段

戴家洲河段由于受节点的控制及护岸工程兴建的影响，河道岸线基本稳定，河床演变主要表现在河床冲淤、洲滩消长和汊道的兴衰交替变化。总体来说，左汊深泓线基本稳定，摆动不大；20世纪70年代，右汊深泓线先贴左岸下行至寡妇矶后向左摆动，贴近戴家洲洲尾下行至回风矶，后在张家渡湾过渡到右汊左岸，除2006，2008年深泓来回摆动外，其余各年深泓线贴戴家洲下行，两汊在回风矶相汇。三峡水库蓄水后，由于水沙条件的改变，坝下游河道将发生长距离的沿程冲刷，试验性蓄水期间(2008年10月至2011年10月)宜昌至湖口河段平滩河槽(宜昌流量30 000 m3/s的水面线以下的河槽)总冲刷量为4.22亿m3(冲刷量中包含河道采砂影响，下同)，年均冲刷量1.40亿m3，年均冲刷强度14.7万m3/(km·a)，其中城陵矶至湖口河段(长547 km)冲刷量3.53亿m3,年均冲刷强度7.2万m3/(km·a)[2]。目前这个冲刷量还远小于相应河段的自然年内的冲淤幅度。伴随着河道冲刷，坝下游河势发生调整，但该河段总体河势基本稳定。预计后期本河段原有的河床边界条件、河道平面形态和河道演变规律不会发生大的变化，戴家洲河段将继续保持“微弯分汊”的河道格局[3]。

(2) 黄石河段

黄石河段是一微弯单一河道，由于该河段进口有回风矶，出口有西塞山这2个节点，凹岸边界较稳定，加上1992—2002年的凹岸守护，决定了该河段不可能横向发展，目前黄石河段微弯单一河型将维持相当长时间；三峡工程建成后，黄石河段河势不会发生大的变化，但河道及岸滩将会发生一定程度的冲刷，需加强观测和守护[4]。

3 河道治理措施研究

3.1 存在的问题

戴家洲至黄石河段在天然节点控制和人工护岸的作用下，河段受到了一定程度的控制，从总体上看，河道走向与轮廓保持相对稳定，总体河势基本稳定，河流将长期在这个总的格局中，遵循其自然规律变化和发展。但局部河段变化仍较大，影响河势稳定、航运安全和防洪安全。

(1) 主流贴岸，影响堤防安全。戴家洲左汊已护岸线因主流贴岸冲刷，岸线多处不稳定，已影响到大堤安全。黄石河段主流紧贴凹岸冲刷，岸坡较陡，一些淤积层岸坡随时可能崩塌，特别是有些地段基本无滩，崩岸时直接威胁到大堤安全。

(2) 河势不稳定，影响航运安全。戴家洲头浅滩分流区河势不稳定，主流线摆幅较大，特别是右汊进口处戴家洲头右边滩冲淤变幅大，不利于右汊主航道的畅通。

3.2 治理目标

通过工程措施，守护戴家洲河段弯道凹岸和黄石河段凹岸，控制弯道平面形态，稳定现有岸线和总体河势，促进岸线的开发利用；实施戴家洲直港凸岸上段、中段控导工程，戴家洲右缘中上段护岸，改善直港航道条件；增加右汊分流量，抑制戴家洲头继续上延和右汊燕矶后浅滩进一步淤长，改善右汊进流条件，稳定其主航道，为该河段良好的河势和航道的稳定及洲滩利用奠定基础；加固沿江险工段和整治黄石江滩，以确保江堤防洪安全。

3.3 治理措施

根据上述存在的主要问题和治理目标，戴黄河段治理遵循的思路为：在已有河道治理工程的基础上，充分利用现有河势条件，采用工程措施，稳定戴家洲河段现有主流线走向及分汊型河势；稳定黄石河段岸线，维持黄石弯道河势现状[1]。

3.3.1 戴家洲河段

(1) 进行弯道凹岸守护。近期对戴家洲左汊左岸王家大湾(桩号176+740～176+230)、兰溪镇(桩号172+600～170+630)和马料湾(桩号169+240～167+180)等护岸段进行加固，以稳定弯道凹岸险工段，控制弯道平面形态，进而控制河段总体河势，确保该沿江堤防安全[1]。

(2) 整治主通航汊道(直港)。按照“维持分汊、择汊直港，守控洲头、调整水流、护岸守滩”的原则进行整治[5-6]，经有关单位物理模型试验研究，确定整治方案由直港凸岸中上段低水潜丁坝工程、戴家洲右缘中上段护岸工程组成。潜丁坝工程为在直港凸岸上段布置3条短潜丁坝和中段寡妇矶下游附近布置2条潜坝工程，主要功能是保持目前有利的滩槽格局，改善直港航道条件[7]；护岸工程位于戴家洲右缘上段和中段(在右缘下段守护的基础上守中、上段)，该工程与右缘下段护岸工程平顺衔接，维持洲体的稳定，护岸总长约6 km，主要功能为控制目前有利岸线边界形态[8-9]。

3.3.2 黄石河段

(1) 进行凹岸护岸加固。对黄石河段右岸凹岸的黄石长江大桥附近、海观山、石灰窑、大冶钢厂等长约2.9 km的现有险工岸段进行加固，使岸线稳定不崩塌，进而控制河段总体河势，确保沿江堤防安全、港区及航道的安全；其余段需加强观测，出现不利变化时及时采取相应的处理措施，确保河势的稳定和防洪工程的安全。

(2) 进行江滩整治。由于历史原因，黄石河段江滩建筑物较多，一些散装货物如沙、煤等堆栈在岸坡上，这既增加了岸坡不稳定因素，又影响了河道的行洪和河势的稳定。按照江滩规划对其进行整治，能有效消除防洪隐患、合理利用河岸岸线，确保防洪安全。

4 结 论

(1) 戴家洲河段由于受节点及护岸工程的控制，河道岸线基本稳定，河道演变主要表现在河床冲淤、洲滩消长和汊道的兴衰交替变化。预计三峡水库运用后对本河段原有的河床边界条件、河道平面形态和河道演变规律不会产生大的影响，戴家洲河段将继续保持“微弯分汊”的河道格局。

(2) 受地质边界条件的控制，黄石河段近几十年来，河道岸线稳定，深槽、主流变化不大。目前黄石河段微弯单一河型将维持相当长时间；三峡工程建成后，黄石河段河势不会发生大的变化，但河道及岸滩将会发生一定程度的冲刷。

(3) 从总体上看，戴家洲至黄石河段总体河势基本稳定，但局部河段变化仍较大，其中戴家洲头浅滩分流区河势不稳定，主流线摆幅较大，影响航运安全；戴家洲左汊已护岸线因主流贴岸冲刷，黄石河段主流紧贴凹岸冲刷，岸线不稳定，影响堤防安全，需进行综合治理。

(4) 戴黄河段治理措施，宜在已有河道治理工程的基础上，充分利用现有河势条件，采用工程措施，稳定戴家洲河段现有主流线走向及分汊型河势，稳定黄石河段岸线，维持黄石弯道河势现状。具体采取对戴家洲左汊已护岸线进行加固，实施直港凸岸中上段低水潜丁坝工程和戴家洲右缘中上段护岸工程，对黄石河弯进行护岸加固及对黄石江滩进行综合整治等措施。

参考文献：

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