长江河段的航道高回淤量整治措施探究

薛生科

摘 要：作为长江航运开发的重要课题，长江中下游河段的航道治理研究越来越得到重视。长江口深水航道的治理工程分为一期、二期、三期工程，主要是对北槽和南北槽分流口进行大规模地河口整治工作。三期工程自2006年开工之后，航道的维护疏浚量迅猛上升，沿航道的回淤分布不均匀。本文从实践角度提出了河口治理中高回淤量整治的相关措施。

关键词：航道治理 长江河段 高回淤量 整治

中图分类号：U612 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

引言

长江河口是我国最大的河流入海口，它的水文特征是水丰沙多，其地貌特征是四口通海、三级分汊及口门处的拦门沙沉积浅滩[1]。长江河口是在泥沙丰富、径流量大、潮流强的条件下形成的一个分汊型河口。自徐六泾以下，长江河口被崇明岛分为北支与南支，在浏河口以下南支被横沙岛和长兴岛分为北港、南港，南港在九段以下又被九段沙分为北槽、南槽，形成了三级分汊四口入海的格局[2]。

长江口是咸淡水交汇区，由于外海的入侵，在垂线分布上咸水峰呈现密度环流的形态，加上径流的影响，逐渐形成了利于泥沙淤积的环境，促成了河口的浅滩区。在浅滩区内，滩槽中的泥沙交换频繁，形成了河口最大的浑浊带高含沙区。这个区域不仅河道的宽浅沙洲汊道交替、河势复杂多变，同时，这里也是淤积疏浚困难的地方，进而成为长江河口的入海通道的瓶颈所在之处。

长江口的深水航道治理采用“疏浚整治”与“固基相结合”的治理方针，由南导堤、分流口、北导堤、航道疏浚与丁坝群五部分组成。第一期的工程航道浚深度为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；远景规划的航道浚深度是15m。第一二期的疏浚工程量现已基本完成计划量，但三期工程的航道疏浚量增多，并且沿航道的回淤分布较为不均匀。本文从工程实践经验出发，探索河道的治理措施，以期能完成河口的工程治理目标。

深水航道治理与河床演变

深水航道治理和河床演变相互影响，航道的整治影响河床的演变，同时河床演变也将对航道治理带来不可避免的变化。

2.1航道治理对河床演变的影响

丁坝的阻水作用是河床整治工程的重中之重。南导堤将流水对两个沙洲的绕流变为对一个沙洲的绕流，加之一二三期治理工程的作用，以消除水流在九段沙头漫滩流与江亚南沙尾部所消耗的能量。丁坝群的阻水作用增强了北槽的水流阻力，但北导堤挡住横沙东滩由风浪掀沙而进入北槽的泥沙和横沙东滩窜沟由落潮流带进北槽的泥沙，使这些泥沙回归北港，这部分泥沙对北港河道增加的水流阻力和丁坝群增加的北槽阻力可以达到平衡。丁坝的阻水作用对航槽维护和河势稳定很有利。

2.2长江河床演变对航道治理的影响

河床的演变自80年代之前，长江口河势变化较大，徐六泾的上河段崩塌，地沙进入河道并淤积下移，落潮流分流小，河床较为淤浅；八十年代以后，大量泥沙汇入南支的情况基本消除，长江口的河势相对稳定。

底沙大量进入北港，对北港的不利影响并不明显。泥沙进入北港后向下输移，通过横沙通道经过越滩或横沙东滩窜沟进入北槽，但进入北槽的唯一通道已被北导堤阻拦住。北港的主槽是微弯的河道，青草沙在弯道的凸岸处，挟沙水流进入北港，流经主槽时，泥沙首先会在青草沙淤积，经过横沙通道进入北槽水流的含沙量将大大降低，所以，对北槽河势的不良影响较低。经过一期工程后，长江口和北槽的河势基本稳定，一期工程稳定了北槽的边界和分流口。

河道整治与疏浚控制

3.1航道整治的目标

控制深水航道的疏浚必须调整建筑物，已达到如下表所示的目标。

表3.1 河道整治建筑物的目标表

整治建筑物的目标 通过整治建筑物来稳定航道河段的主流流路和河势

整治建筑物以阻挡浅滩泥沙向主槽流动，降低横向滩槽泥沙交换对航道的回淤影响作用

整治建筑物可调整航道的汊道地形，有助于形成宽深合理的、稳定的深泓，降低浅滩与航槽高度差

整治建筑物可调整航道的汊道流场，促使纵向潮动力分布均匀，防止局部的高含沙量区段形成

3.2 航道的淤积整治设计

整治航道淤积可通过建筑物整治和航道疏浚等方法，具体的淤积整治设计如下表所示。

表3.2 航道的淤积整治设计详情表

淤积整治措施 具体详情

调整北槽的流场 （1）将北槽的流场转变为往复流，并保持主流的流向与航道走向一致；（2）保证北槽水流的动力纵向分布的相对均匀，以防止局部的区段泥沙过于活跃的再悬浮，出现较高的含沙量。

稳定主流的流路及河段的河势 北槽主流的流路和河势变化主要是因为：南北槽的被分流后，北槽的上游泥沙情况有变化；南槽和北槽、北槽和北港经过串沟、越滩水流时，水沙的交换引发北槽地形变化。为了堵塞串沟、固定江亚南沙与北槽的南北边界、削弱支流间的水沙交换、降低浅滩的掀沙风浪等对北槽泥沙的增加，需建造南导堤、北导堤、北槽分流的鱼嘴。

滩槽在同一汊道内组成水沙相互交换的平面环流系统，补给航槽横向泥沙 调整优化南堤的高程和丁坝布置等，以减轻北槽的中段回淤。调整过程可能会引起含沙量分布、滩槽的高度差、流场的变化。

一期工程完工后，北槽形成均匀宽深尺度的深泓，滩槽高差小 丁坝在放宽率和位置固定时，随丁坝的总长度增加，落潮的分流比将减小，宽深比也相应减小，主槽的容积维持不变，同时自然深泓扩展；但当丁坝总长度达到某一量值后，主槽容积和自然深泓均趋于减小。

总结

现阶段北槽河势正处于优良状态，非常有利于进行长江口的深水航道治理。治理工程有助于长江河口的河势稳定，河床演变趋势也不会威胁到治理工程。

长江口大的分汊河段的整治将解决水沙运动规律、河床演变等重大的问题，技术的复杂性较高。本文通过探讨长江口的深水航道治理工程中的若干问题，先将主要结论总结如下：（1）在泥沙、流场、地形情况一定时，航道的回淤强度与疏浚强度相关；（2）为了维持北槽的落槽性质不变，建议整治工程采取宽间距导堤布置形式；（3）北槽与建筑物的整治，将明显减少北槽的分沙比和分流比；（4）维护疏浚人工河道时，要求河槽失稳主流上下贯通、稳定，有宽深尺度一定的深泓，从而降低滩槽间的高度差。

参考文献

[1] 陈吉余.长江口拦门沙及水下三角洲的动力沉积[J].华东师范大学学报，1995， （3）：1-22 .

[2] 张国安，虞志英，何青等.长江口深水航道治理一期工程前后泥沙运动特性初步分[J].泥沙研究，2003，（6） ：33-40.