关于长江新济洲河道整治工程的效果分析及思考

2021-11-10 12:23曹德君朱春光
水利建设与管理 2021年10期
关键词:河势断面图河段

曹德君 潘 俊 朱春光

(南京市长江河道管理处,江苏 南京 210011)

长江新济洲河段位于长江下游南京河段进口段。长江安徽小黄洲段河势调整、三峡工程建成后水沙条件发生变化,新济洲汊道内部洲滩发育导致河道特性变化、两岸水工建筑物对局部河势产生影响等,使得该段河势存在不稳定因素。新济洲整治工程的实施,对稳定新济洲汊道及控制河段河势有着重要作用[1]。近年来,南京市坚决贯彻“共抓大保护、不搞大开发”重要指示精神,大力开展岸线整治,包括江宁区段19km长江岸线全面打造提升景观绿化、新济洲国家湿地公园建设、新济洲备用水源地建设等两岸岸线保护和开发利用,对新济洲河段的河势稳定、防洪安全提出了更高的要求,因此开展新济洲河段整治工程的效果分析十分必要。

1 新济洲河段概况

新济洲河段位于长江下游南京河段进口段,上游起点和尚港,下游终点下三山,河段总长约25km,属顺直分汊型河道,起端相对狭窄,中部河身宽阔,洲滩发育,演变频繁[2]。河段内分布多个洲岛,新生洲与新济洲上下顺列,左汊分布有新洲,右汊分布有子母洲,两洲之间为中汊(现已封堵),新潜洲位于新济洲尾部偏靠右岸位置,如图1所示。河道主流从上游安徽省马鞍山河段进入南京新济洲河段,自上而下经新生洲、新济洲右汊(主汊)后与支流在七坝段汇合,经七坝节点导流后右偏进入梅子洲汊道。

图1 新济洲河段示意图

2 新济洲河段整治工程

2.1 工程背景

长江主流进入南京河段后,因受迎流顶冲,新生洲头及左右汊的冲淤变化交替发展,陆续出现了一系列不利于河势稳定、防洪安全以及岸线保护与开发利用的因素,主要表现在:ⓐ新生洲左汊先兴后衰,分流比大幅度减小,由主汊变为支汊且呈现淤积态势,致使河槽萎缩,不利于浦口段岸线开发利用;ⓑ新生洲、新济洲右汊分流比持续增加,逐渐发展成为主汊,主流贴近右岸,造成近岸河床刷深和崩岸险情增加,影响沿岸基础设施安全;此外导致新生洲右缘、新济洲右缘岸线大幅度后退,进而造成七坝段顶冲点上移,崩岸向上游发展,导致七坝段顶冲压力增加[3];ⓒ中汊分流增加,并持续呈现发展趋势,严重威胁现有河势的稳定和防洪安全;ⓓ上游小黄洲汊道与新济洲汊道有合二为一的趋势,如继续发展将严重缩小左汊分流比,对本河段及下游河段的河势产生重要影响[4]。鉴于以上原因,经国家发展改革委同意,长江南京新济洲河段河道整治工程于2013年4月被立项批复实施。

2.2 工程任务及主要建设内容

新济洲河段整治工程任务[5]:通过人为干预,采取工程措施,将新济洲河段河道转化成稳定的双分汊河道,遏制右汊分流比持续增大的趋势,增强七坝节点对河势的调节控制能力;在保障河势稳定、防洪安全的前提下,统筹考虑两岸岸线保护和开发利用,适当改善左岸驻马河—林山圩段近岸及右岸新潜洲右汊的水域条件。

通过新建新生洲头390m导流鱼嘴,调整新生洲左右汊道分流比;新建229m中汊锁坝,连接新济洲头部与新生洲尾部,遏制中汊持续发展态势;新生洲右汊进口段260m护底,新建或加固新生洲右缘、新生洲左缘等9段护岸工程21.132km,保障岸坡稳定[6-8]。整治工程于2014年1月开工建设,2018年2月完工,2019年4月30日通过江苏省水利厅组织的竣工验收。

3 工程效果分析

3.1 左汊分流比变化情况

历史水文观测资料[9]显示,1959年新生洲左汊分流比为61.5%;1959—1973年新生洲左汊呈发展趋势,分流比逐步增加,1973年分流比增大至68.5%左右;此后由于上游河势的调整变化,新生洲左汊开始由兴转衰,逐渐由主汊演变成支汊,此后呈现分流比减小、河槽萎缩的趋势,1991年分流比下降至50%左右,且仍呈下降趋势;20世纪90年代,分流比在43%~45%之间反复;1998年洪水后左汊口门淤涨出新洲,新洲下游又新生一心滩并且逐年向下游发展,分流比也进入了缓慢衰退阶段,截至2003年分流比下降至39.9%,此后左汊分流比下降幅度有所减缓;2003—2015年,分流比在34.2%~40.3%之间波动。新济洲河段河道整治工程实施后,新生洲左汊分流比基本稳定在37%~39%之间,其中2020年已调整为37.9%(分流比变化见图2)。监测结果证明了新济洲河道整治工程基本完成了稳定新济洲河道左右汊分流比的既定任务,有效遏制了河道右汊分流比增加的趋势,从而达到了新济洲河段向稳定的双分汊河道转化的目标。

图2 新生洲左汊分流比变化趋势图

3.2 河道河势稳定情况

2020年长江南京段发生超历史洪水,最高水位达10.39m(吴淞高程,下同),超警戒水位48天,为更好分析工程对该段河道河势的稳定作用,本文选取了2019—2020年汛前、2020年汛期及局部岸段工程竣工年水下地形监测资料,进行了冲淤分析和断面分析。对新济洲河段重点监测了新生洲洲头左缘、新生洲洲头右缘、新济洲左缘西江横埂、新济洲右缘、铜井河口、七坝、江宁河口及新潜洲左右缘共8个岸段。各岸段典型断面图见图3~图12。

图3 新生洲头左缘工程段断面图

图4 新生洲头右缘工程段断面图

图5 新济洲左缘西江横埂段断面图

图7 新济洲头右缘工程段断面图

图8 铜井河口工程段断面图

图9 七坝工程段断面图

图10 江宁河口岸段断面图

图11 新潜洲左右缘断面图

图12 新生洲左缘工程断面图

图3~图12显示:ⓐ特大洪水过后,新生洲左缘局部河势有所调整,表现为护岸工程段及前沿深槽冲刷调整,且局部工程段岸坡受冲刷,长约110m;ⓑ新生洲洲头右缘冲刷调整,局部近岸岸坡有轻微冲刷现象,部分近岸岸坡较陡;ⓒ新济洲左右缘岸线冲淤调整,深槽冲淤往复;ⓓ铜井河口岸段长期以来迎流顶冲,剥岸冲刷,河口下游局部顶冲挑流,经采取消险工程后,目前水下地形监测变化不大,深槽冲淤往复;ⓔ七坝上游河势仍然在调整中,七坝岸段顶冲压力仍较大,表现为深槽近岸发育;ⓕ江宁河口至三山矶头下游,近年来水流对该岸坡冲刷加强,工程实施后,护岸区域抗冲刷能力得到加强;ⓖ新潜洲左右段工程运行至今水下冲淤调整变化不大。

4 思考及建议

资料分析表明,通过新济洲河道整治工程,河势基本得到有效控制,整治工程基本达到既定目标:ⓐ中汊封堵及新生洲头导流鱼嘴工程实施后,新济洲河段由多分汊河道转化为双分汊河道,新济洲河段河势将总体维持目前态势;ⓑ左右汊分流比将稳定在一定区间,降低了对新济洲右缘尾部和七坝段的顶冲压力,改善了驷马山河—林山圩段的近岸水流条件,通过配套护岸工程,可有效增强七坝节点的河势调控能力;ⓒ工程实施后,工程岸段冲淤调整,深槽以淤积为主,消除了部分岸段崩塌、刷滩等隐患,对保护两岸堤防安全、保障河势稳定有着重要意义,实施后效果良好。

影响长江河势稳定因素复杂,新济洲河道整治工程实施后,该段河势仍存在局部调整可能,仍需要持续观测,特别是经历2020年超历史洪水后应重点关注。ⓐ受上游小黄洲左汊分流比增大影响(由20%增至约30%),左汊主流对新生洲左汊贴岸下顺,加之新生洲岸坡土质松散、土质情况较差,新生洲左缘岸段受水流顶冲,造成局部冲刷;该段属于新济洲河道整治工程中重要的河势控导岸段,应及时采取治理措施,稳定该岸段河势,确保新生洲左汊关键节点河势稳定,发挥既有工程最大防洪效益;ⓑ近年来长江大保护工作有力推进,沿江各区开展岸线环境整治,原有沙厂码头取缔后岸坡抗冲刷能力有所减弱,部分未护段岸坡前沿受超历史洪水影响,近岸出现刷滩现象:七坝岸段石碛河河口上游原永华船厂前沿、江宁河口岸段三山矶下侧原聚宝仓储沙场前沿受冲刷,需加强巡查、观测,必要时采取消险措施。

5 结 语

伴随着长江经济带高质量发展,以依托长江为核心,南京已进入拥江发展的扬子江时代,长江南京段的有效治理,对南京经济社会的可持续发展具有重要意义。自中华人民共和国成立以后,一代又一代水利人付出了辛勤的劳动,治江60余年,有效保障了长江南京河段的河势总体稳定可控。只有不断总结治江建设工程优良经验,积极探索研究治江理论技术,不断完善治江理论体系,在此基础上加强河道水下监测分析以及河道堤防日常管养,结合工程措施投入,才能确保长江南京河段防洪安全和河势稳定。

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