深水航道整治后世业洲河段河床演变及通航条件改善分析

袁媛，彭广东，华长平，应翰海

（1.华设设计集团股份有限公司 江苏 南京 210014；2.南京市水务建设工程有限公司 江苏 南京 210019；3.徐州市水利工程建设有限公司 江苏 徐州 221006）

长江南京以下12.5m 深水航道二期工程上起南京新生圩，下至南通天生港区，河段处于长江潮区界以下，受上游径流以及下游潮汐共同影响，水动力条件较为复杂，加之工程河段汊道众多、滩槽交错，水沙交换频繁，洲滩演变剧烈。工程重点整治福姜沙水道、口岸直水道、和畅洲水道和仪征水道四个碍航水道[1]。深水航道二期于2015 年6 月开工，2016 年7 月实现初通，2019 年5月整体通过竣工验收。

世业洲河段位于仪征水道中下段，主航道走世业洲右汊。整治工作实施前，右汊进口及中上段有浅区存在，10.5m、12.5m 等深线相对较窄。一般年份可满足通航水深10.5m，航道宽度500m 的尺度要求，少数年份10.5m等深线宽度不足500m，但均大于200m[2]。2000 年以后，世业洲洲头及右缘边滩持续冲刷后退，右汊进口深槽略有淤积，右缘中下段边滩开始向河槽内淤涨，右汊进口段及中上段滩槽形态发展趋势不利，可能导致航道条件恶化，影响右汊12.5m 深水航道的建设及稳定[3]。本文以世业洲河段为例，基于该河段整治工程实施前后实测地形、水文资料，分析河段河床演变及通航条件变化，为后续类似工程实施提供借鉴。

1 整治工程概况

长江南京以下12.5m 深水航道二期工程选择世业洲右汊做为主航道，设计通航水深12.5m，设计最小航道宽度500m[4]。为保证深水航道的稳定，设1 道洲头潜堤，潜堤左侧设2 道丁坝（SL1、SL2），并前延伸2 道护底带（YD1、YD2），右侧设2 道丁坝（SR1、SR2），以守护洲头免受冲刷，并遏制左汊的进一步发展；世业洲右缘建设3 道丁坝（Y1～Y3），以守护右缘边滩，同时增大右汊进口局部浅段动力（见图1）。世业洲河段于2015 年6 月开工建设，在整治建筑物施工的同时，2016 年7 月，深水航道通过疏浚实现初通，初通期世业洲右汊航道最窄处宽度350m，全年维护航行基准面下水深11.5 米，其中4～1 月利用自然水位维护航道水深12.5m。2017 年3 月世业洲整治建筑物完工。

图1 整治建筑物平面布置

2 河势演变分析

2.1 整治前后滩槽变化

2.1.1 整治前演变趋势

工程建设前世业洲河段总体河势变化不大，演变主要表现在汊道分流比的调整以及分流区及左汊内岸线、滩槽的冲淤变化。2000 年以来世业洲洲头右缘边滩冲刷后退，右汊进口“冲滩淤槽”，深槽趋于宽浅。世业洲右缘中下段边滩逐步淤涨，但右汊深槽基本稳定，深泓变化不大；左汊深槽持续发展，深泓下切显著，河道断面持续冲刷扩大。从多年演变情况看，该河段浅情并不十分严重，但世业洲右汊分流比总体表现为减小，右汊进口及中上段滩槽形态存在向不利方向发展的趋势，对12.5m 深水航道的建设及稳定会产生不利影响[4]。

2.1.2 整治工程实施中滩槽冲淤变化

从工程实施到航道初通前，世业洲洲头处于淤积状态，淤积幅度3～5m，左汊上段淤积，淤积厚度3m 左右，下段大部呈现冲刷，冲刷深度约为1m。右汊南侧淤积，淤积厚度3m 左右。初通期，世业洲洲头南侧继续保持淤积状态，淤积厚度约在3m，洲头北侧左汊进口段发生冲刷，冲刷深度在5～8m，左汊总体呈现淤积状态，淤积厚度约为1m 左右，右汊上段大面积冲刷，冲刷深度在1～3m，下段主要呈淤积状态，淤积厚度在1m左右（见图2a、b）。

图2 世业洲河段地形冲淤变化图

2.1.3 整治工程实施后滩槽冲淤变化

整治工程完工后，世业洲洲头持续保持淤积态势，淤积厚度1～3m。左汊丁坝挑流区水下地形发生冲刷，冲刷深度3～5m，左汊上段淤积，中下段略有冲刷。右汊丁坝坝田掩护区泥沙落淤，滩面增高，丁坝挑流区水下地形冲刷，下段有冲有淤，冲淤相间（见图2c）。

2.2 汊道分流分沙比调整

工程实施前，世业洲河段左汊分流比呈现持续增大的趋势，2010 年至2012 年年均增长0.8%，至工程实施前左汊分流比约40%。由表1 可知，工程实施后世业洲右汊分流比逐步小幅抬高，由59.3%上升至61.9%，分流比增加2.6%，两汊分流格局基本稳定。世业洲右汊分沙比一般与分流比接近，变化不明显。右汊分流比的抬升，说明整治工程初步遏制了左汊发展，利于深水航道的稳定。

表1 世业洲右汊落潮分流分沙比变化

3 航道条件改善

3.1 深槽宽度情况

世业洲右汊初通期航道最小宽度350m，试运行期最小航道宽度500m。工程前（2014.7），仪征水道12.5m 深槽宽度条件总体较好，深槽相对窄处位于整治工程Y2 断面处，深槽宽度为332m；初通期（2017.8），水道沿线12.5m 深槽宽度均有不同幅度的增加，其中，整治工程Y2 断面处深槽宽度拓宽至974m，相对较窄处位于台泥水泥断面，深槽宽度为453m；试运行期（2018.8），水道沿线深槽进一步发展，台泥水泥断面处深槽宽度大幅拓宽至1400m 左右，深槽宽度较窄处位于龙门港务～惠龙港务沿线，深槽宽度为589m（见图3、图4）。可以看出，整治工程实施以后，深槽宽度满足航道设计宽度。

图3 世业洲河段12.5m 深槽宽度分析断面布置图

图4 世业洲河段12.5m 深槽宽度沿程分布图

3.2 航道沿程水深情况

工程前，航道范围内最小水深浅于11.5m 的区段主要分布于润扬大桥（Y5～Y6），最小水深为10.7m；平均水深均满足12.5m 要求。初通期，润扬大桥（Y6）与苏润港务～华港码头（Y13～Y19）等部分区段水深条件不足，其中，Y6 最小水深为10.9m，Y13～Y16 最小水深为10.9m（Y13）。平均水深均满足12.5m 要求，其中Y15～Y17 区段平均水深较小，为13.12m。试运行期，设计航道范围内水深条件相较初通期得到一定程度的改善，除Y4～Y5 段最小水深略有不足外，其余航段最小水深均满足设计水深要求，Y4～Y5 最小水深为11.09m；平均水深均满足12.5m 要求（见图5～7）[5]。

图5 世业洲河段航道单元划分示意图

图6 世业洲河段航道沿程最小水深变化图

4 结论

（1）世业洲河道整治工程有效守护了世业洲洲头，左汊发展得到初步抑制，右汊航槽水流动力增强，实现了整治建筑物整治意图。

（2）整治工程完工后，世业洲洲头持续保持淤积态势，淤积厚度1～3m。左汊丁坝挑流区水下地形发生冲刷，冲刷深度3～5m，上段淤积，中下段呈冲刷状态。右汊丁坝坝田掩护区泥沙落淤，滩面增高，丁坝挑流区水下地形冲刷，下段有冲有淤，冲淤相间。工程前后世业洲右汊分流比逐步小幅抬高，由59.3%上升至61.9%，增加2.6%，整治效果符合预期。

（3）世业洲整治工程实施后，世业洲洲头及右缘丁坝淤积明显，一定程度上遏制了洲头的冲刷后退，有效地守护了世业洲洲头及右缘低滩，工程护滩效果明显。局部冲刷坑的范围与冲刷深度基本符合预期。

（4）工程实施后水道沿线深槽宽度均有不同幅度的增加；试运行期，水道沿线深槽进一步发展，深槽宽度较窄处位于龙门港务～惠龙港务沿线，仍满足航道设计要求。除润扬大桥附近存在局部浅点外，航道平均水深满足设计水深要求。