长江中游新洲—九江河段航道治理思路探讨

朱玉德，李旺生，刘鹏飞，崔喜凤，刘晓菲

（1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456）

长江中游新洲—九江河段航道治理思路探讨

朱玉德1，2，李旺生2，刘鹏飞2，崔喜凤2，刘晓菲2

（1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456）

通过分析长江中游新洲—九江河段碍航特性以及河床演变特征，确定了上下兼顾、系统整治、固滩守槽、调控结合的航道整治原则。进而提出采取修建整治建筑物的措施，稳定徐家湾边滩，限制新洲水道上深槽右摆和沿岸槽的发展，归顺浅区水流，恢复并抬高九江水道上浅区鳊鱼滩头部滩体，抑制左汊发展，稳定过渡段位置，提高浅区的冲刷能力。

河床演变；整治原则；航道整治；思路

长顺直过渡段浅滩河段在长江中下游大量存在，航道条件一般较差，比如长江中游的沙市、周天、新洲—九江等河段，其河道特征表现为边滩、心滩以及深槽交错，年内冲淤幅度大，连接上下深槽间的过渡段时常上提下挫或左右摆动，航槽不稳，浅段多变。新洲—九江河段位于长江中游的末段，河段从新洲南汊进口至鳊鱼洲头约10 km区域分布有汇流口浅区以及九江上浅区2个比较典型的浅区，是长江中游著名的长顺直过渡段浅滩河段。河段航道现行维护尺度为4.0 m×100 m×1 050 m（水深×航宽×弯曲半径，下同），保证率为98%，通航代表船队为2 000 t驳船组成的20 000～30 000 t级船队。河段现行航道尺度在很多年需要采用疏浚的方式进行维护，为此航道管理部门投入了大量的人力、财力。为实现该河段远期规划目标，亟需对该段进行航道整治。

本文以河床演变分析［1］为基础，对河段治理原则及思路、整治工程平面布置等问题进行探讨，以便为该河段航道整治方案的最终确立提供依据。

1 河道概况

新洲—九江河段位于长江中游的末段，江西、湖北、安徽三省交界处，为长江中下游重点浅水道之一。河段上起狗头矶，下迄九江港客运码头，全长35 km，包括新洲水道和九江水道（图1）。新洲水道上起葫芦山，下迄徐家湾，全长13.5 km，属于鹅头型分汊河道。江中的新洲将河道分为左右两汊，左汊为支汊，河道弯曲，航道条件较差，称为新洲北水道；右汊航道顺直，航道条件较好，称为新洲水道，现为主航道。九江水道上起徐家湾，下止九江港客运码头，长约21.5 km。以二套口为界，上段为鳊鱼滩分汊段，下段为九江弯道。鳊鱼滩汊道段相对较为顺直，左汊为支汊，右汊为主汊，深槽靠近右岸。

近年来由于受众多因素的影响，新洲南水道上深槽纵向发展、徐家湾边滩上段刷低、下挫，浅区有向散乱浅滩发展，水深减小，航道条件趋差；九江水道上浅区由于白沙边滩的冲蚀后退，导致鳊鱼滩左汊发育，分流量加大；同时，鳊鱼滩洲头高滩位置下移不明显，从而导致九江上浅区过渡段因水流分散而出浅碍航，枯水期浅滩航道维护困难，近几届枯水期已有多艘船舶在此搁浅，河段的碍航问题将日益凸显。

图1 新洲—九江河段河势图Fig.1 River regime of Xinzhou-Jiujiang reach

2 研究河段河床演变的基本认识

2.1 河段入流条件基本稳定

武穴水道航道整治工程实施后，水道上段的上深槽临左岸、水深条件较好；水道下段深槽衔接平顺贴右岸直至新洲的右汊；进入新洲水道左汊的水流分布发生了一定变化，新洲洲头漫滩水流减少，南汊水流相对集中，北汊上段淤积并形成低矮边滩，造成新洲水道的左汊枯水入流条件变差，各水期北水道分流减少。随着工程后河床调整的陆续完成，两汊分流也逐渐形成新的平衡并必将长期保持基本稳定［1-2］。

2.2 新洲北水道出流条件变化对汇流口浅滩产生重要影响

鸭蛋湾弯道深槽自左而右斜穿河心过渡到右岸，在叶家皂附近主槽临右岸侧而下，称为新洲汇流区下深槽，在上、下深槽之间存在过渡段浅滩。

图2、图3分别为新洲汇流口浅区上、下深槽附近特征断面变化图。由图2～图3可知，新洲汇流口浅区上深槽多年在偏河道中间左右摆动，但摆动幅度不大；新洲汇流口浅区下深槽多年纵向深度总的来说变化不大，水深基本在10 m左右；但横向位置变化都较大，最大变幅在800 m左右。在新洲北水道分流较大的1990年前，右岸的白沙较发育、右岸的徐家湾边滩规模较小且位置偏上游，下深槽离岸；随着新洲北水道分流逐渐减小，下深槽逐渐呈靠岸发育。近年来随着上游武穴水道整治工程的实施，新洲两汊分流基本稳定，下深槽的中上段位置无明显变化。

图2 河段年际间断面地形冲淤变化比较图（上深槽位置）Fig.2 Comparison of river bed change between years（in the upper deep pool）

根据分析：（1）当新洲北水道分流相对较大的时候，新洲下深槽离岸，而上深槽在偏河道中间发展且位置相对变化不大（图2），上下两深槽连接，则浅滩航道条件较好；（2）当新洲北水道分流相对较小的时候，新洲下深槽靠岸，同样当上深槽偏河道中间且位置相对变化不大（图3），上下两深槽脱节，浅滩碍航，新洲汇流口浅滩航道条件较差［2］。

2.3 汇流口浅区近年来向不利方向变化趋势明显

近年来上游水动力条件的变化，使得新洲南水道因分流比增大、上深槽纵向发展（图4）并导致徐家湾边滩上段刷低；下深槽因北汊分流比减小而左偏靠岸，浅区呈交错形态发展且交错范围加大、航道水深减小［2］。

2.4 徐家湾边滩洲尾下挫、主流左摆，导致九江上浅区航道条件趋差

九江上浅区的两侧无论是徐家湾边滩还是白沙边滩及鳊鱼滩洲头低滩的头、尾往往低矮，对水流的控制作用相对较弱，因此过渡段水流的左右摆动、边滩头尾的侵消或淤长就成为常态。

2000年以来，由于新洲南、北两汊分流比的增减变化，徐家湾边滩头冲尾挫（图4）、九江上浅区上深槽主流左偏、白沙边滩和鳊鱼滩洲头低滩冲刷后退，九江上浅区因枯水河宽加大、流量减小、水流分散，航道条件趋差。

图4 汇流口浅区近年变化图Fig.4 Variation of shallow area near confluent mouth in recent years

2.5 九江下浅区表现为凸岸边滩的消长和主流不稳

九江弯道处主槽居中，河岸的依托与控制不强，主流左右摆动，航槽不稳，这一现象与二套口边滩的完整与否有直接关系。当主流左摆，边滩冲刷；当主流右摆，滩体发育［3］。

3 航道整治原则及思路

3.1 整治原则及整治参数

根据新洲—九江河段浅滩的水动力、浅滩的演变特点、演变发展趋势以及浅滩治理目标、外部条件等，确定新洲—九江河段航道整治原则：（1）上下兼顾，系统整治。即在充分考虑上、中、下三处浅滩演变的相互影响，选择合理的航道线路系统整治；（2）固滩守槽，调控结合。根据本河道滩槽易变的特点和各浅区航道的优劣条件，对目前有利的河岸、洲滩形态采用守护工程予以稳定；对冲刷变化且已产生不利影响的滩体，参照优良时期的形态，采用低水整治建筑物进行适当调整、恢复，使浅区的主流相对集中，提高冲刷能力和航槽水深。

河段的设计水位采用1982年确定的九江水文站航行基准面作为设计水位，对应的设计水位为5.21 m（黄海高程）。综合经验公式计算成果、长江中游航道整治已建工程经验以及模拟优良河段等方法，确定整治水位为设计水位以上2.5 m，对应的整治流量为12 400 m3/s，整治线宽度取1 000 m［4］。

3.2 整治思路

3.2.1 新洲—九江河段的治理航路选择是关键

新洲—九江河段的治理思路中航线规划非常重要，其确定可以指导工程的位置。新洲—九江河段的治理主要有2种航路选择，一是维持现有深槽位置，即将新洲右汊距河中的深槽向新洲尾部左岸侧深槽过渡，然后向下至鳊鱼滩洲头再次过渡至右岸侧进入鳊鱼滩南汊；二是改变新洲尾部距左岸侧的深槽横向位置，即通过工程将新洲尾部南岸侧边滩冲蚀而使航槽沿河道右岸侧。第二种思路如抛开周围的外部影响因素通过一定的工程措施应该可以达到，但由于目前河段特殊的外部环境，因此，目前解决新洲—九江河段碍航问题有效途径应该从第一种思路入手，将上、中、下深槽沟通起来并使之稳定，形成顺畅的过渡段航路［5］。

3.2.2 河段浅区间相互关系探讨

新洲—九江河段上游的武穴水道航道整治工程的实施，对于稳定新洲南北两汊的分流比具有明显的积极意义，南汊分流比明显占优的局面将长期保持，北汊分流比随着南汊可能性非常大的进一步发展而减小。南汊分流比较大且可能进一步加大，因南汊分流量加大而使得水流的惯性力增大，故而南汊深槽趋直且趋中的现状将一定程度上成为常态，这对于徐家湾边滩稳定是不利的。徐家湾边滩上段冲蚀后退和边滩滩面的冲低，对新洲过渡段浅滩明显是不利的，因为新洲过渡段浅滩的下深槽偏左岸，上深槽的右偏、下伸，将使得上下深槽交错，水流分散，浅区航道条件必将恶化。新洲下深槽较深，且自上而下渐宽，在中水和枯水期的吸流作用较为明显，该吸流作用随新洲北汊的分流量的减小而增强，因水流由右而左的漫流面较宽，使得浅区冲刷不力［6］。

历史上，在新洲北汊分流量较大的时期，新洲汇流口河段的南岸侧总是存在边滩的，但其规模远小于目前的徐家湾边滩，与此同时，北岸的白沙边滩发育，规模较大，鳊鱼滩左汊的分流量较小，这种河床形态的产生同新洲北汊分流量较大且汇流角较大密切相关。新洲北汊较大的分流量和较大汇流角对南汊水流产生顶托作用，两股水流汇合后主流由北斜向南，上游的南岸出现边滩、下游的北岸也出现边滩，汇流效应明显。随着北汊分流量的减小，汇流效应明显减弱，由此，北岸边滩冲蚀下退、深槽北偏，同时，南岸边滩向下游发展，规模明显扩大。白沙边滩的冲蚀后退，导致鳊鱼滩左汊发育，分流量加大；同时，鳊鱼滩洲头高滩位置下移不明显，从而导致九江上浅区过渡段因水流分散而出浅碍航。

九江弯道为缓弯型弯道，弯道效应较弱，在鳊鱼滩左汊分流量较小的时期，鳊鱼滩和九江弯道的凸岸边滩几乎连为一体，这个时期因鳊鱼滩右汊分流量较小、凸岸边滩较发育，九江弯道主槽明显偏凹岸，航道条件较好。当鳊鱼滩左汊分流量较大时，九江弯道的凸岸边滩刷低、规模缩小，主槽离岸，主河槽中出现低矮心滩，航道条件变差。

由上新洲—九江河段的3个浅区的变化是相互密切关联的，最重要的影响条件是新洲两汊分流比的调整变化，这种变化改变了下游河段的滩地分布格局，从而导致新洲洲尾过渡段浅滩航道条件的不稳定、九江上浅区过渡段浅滩航道条件的恶化和九江弯道（下浅区）航道条件趋差。

3.2.3 河段治理思路

鉴于新洲过渡段浅滩目前碍航不甚严重但浅滩恶化趋势明显、九江上浅区过渡段浅滩碍航严重且存在进一步恶化趋势、九江下浅区弯道浅滩一般年份不碍航，但存在变差可能的各滩滩情，确定新洲过渡段浅滩以守护边滩为主、调整水流为辅；九江上浅区过渡段浅滩以守护或恢复滩地和调整水流并重；九江下浅区弯道浅滩以边滩守护为主。

（1）新洲过渡段浅滩上深槽的变化是新洲浅区变化的主因，适当调整上深槽促使其左偏，守护徐家湾边滩上段，可改善该浅滩的航道条件，并可防止因徐家湾边滩冲蚀后退和滩面刷低带来的航道条件变差的不利局面。

（2）九江上浅区过渡段浅滩采取工程措施适当恢复白沙边滩、限制或适当减小鳊鱼滩左汊分流量对于集中水流冲刷九江上浅区浅滩是十分有益的，同时也可一定程度地限制徐家湾边滩的下延；对鳊鱼滩洲头进行必要的守护，防止其后退，避免过渡段浅区进一步恶化；对沿鳊鱼滩洲头右缘的深槽进行必要的守护或调整，限制该深槽的发展，对于集中水流冲刷浅区是有利的。

（3）九江下浅区弯道浅滩限制或适当减小鳊鱼滩左汊分流量对于避免九江下浅区弯道浅滩的进一步恶化是有利的，同时对凸岸边滩进行必要的守护可以防止浅滩的恶化。

3.2.4 航道整治工程总平面布置设想

新洲—九江河段三浅区看起来是相互独立，可以分区分步开展治理，但3个浅区从1995年开始相继出浅，出浅均与新洲或鳊鱼滩分流增大有关系，北水道分流增大与上游某个水流条件的变化有关系，所以在方案布置时就应该搞清楚这一点。新洲水道治理工程措施总平面布置采用3～4条潜坝调整过渡浅区主流，稳定并加高右岸徐家湾边滩，束窄河宽，加大浅区冲刷，同时对工程区影响的岸滩进行守护；九江上浅区采用潜坝或者洲头鱼骨坝的形式恢复白沙边滩，守护鳊鱼滩滩头，遏制深槽左摆，缩小过水断面，集中水流，提高流速，使浅滩得到冲刷；九江下浅区可以通过上游鳊鱼滩洲头工程减小北汊流量，加之适当导流工程挤压水流使水流提前进入弯道，同时采用3～4条护滩带守护并稳定二套口边滩，保持良好的滩槽格局，消除不稳定因素。

4 结论

（1）近期新洲南水道进口条件明显改善，新洲水道上深槽沿河道纵向发展，引起徐家湾边滩上段滩体冲蚀，汇流口浅滩过渡段加长而出现碍航。九江上浅区由于徐家湾边滩滩体冲刷下移，白沙边滩及鳊鱼滩滩头冲蚀，导致鳊鱼滩北汊分流加大、水流分散、过渡段加长、主流与航槽交角加大，航道条件恶化。九江弯道属于缓弯，该处主槽居中，没有河岸的依托与控制，主流左右摆动，航槽不稳。因此亟需对新洲—九江河段实施航道治理。

（2）新洲—九江河段航道整治原则：上下兼顾，系统整治；固滩守槽，调控结合。

（3）新洲—九江河段的3个浅区的变化是相互密切关联的，最重要的影响条件是新洲两汊分流比的调整变化，这种变化改变了下游河段的滩地分布格局，从而导致新洲洲尾过渡段浅滩航道条件的不稳定、九江上浅区过渡段浅滩航道条件的恶化和九江弯道（下浅区）航道条件趋差。

（4）新洲—九江河段治理思路：采取整治建筑物措施，稳定徐家湾边滩，限制新洲水道上深槽右摆和沿岸槽的发展，归顺浅区水流，改善航道条件；恢复并抬高九江水道上浅区鳊鱼滩头部滩体，抑制左汊发展，稳定过渡段位置，提高浅区的冲刷能力。

［1］朱玉德，李旺生.长江中游新洲—九江河段水道航道治理工程物理模型定床试验研究［R］.天津：交通运输部天津水运工程科学研究所，2009.

［2］朱玉德，李旺生.长江中游新洲—九江河段航道治理工程物理模型动床试验研究［R］.天津：交通运输部天津水运工程科学研究所，2010.

［3］李旺生，朱玉德.长江中游沙市河段河床演变分析及趋势预测［J］.水道港口，2006（5）：223-226. LI W S，ZHU Y D.Some thoughts about technical problem on regulation of waterway in the middle and lower reach of the Yangze river［J］.Journal of Waterway and Harbor，2006（5）：223-226.

［4］黄召彪.长江中游新洲—九江河段航道整治工程工程可行性研究报告［R］．武汉：长江航道规划设计研究院，2010.

［5］李旺生.长江中下游航道整治技术问题的几点思考［J］.水道港口，2007（6）：418-424. LI W S.Some thoughts about technical problems on regulation of waterway in the middle and lower reach of the Yangtze River［J］.Journal of Waterway and Harbor，2007（6）：418-424.

［6］刘万利，李旺生，朱玉德，等.长江中游戴家洲河段航道整治思路探讨［J］.水道港口，2009（6）：418-424. LIU W L，LI W S，ZHU Y D，et al.Study on Channel Regulation of Daijiazhou Reach in Middle Yangtze River［J］.Journal of Waterway and Harbor，2009（6）：418-424.

第四届河口海岸国际研讨会将于2012年在河内举行

本刊从国际泥沙培训中心获悉，第四届河口海岸国际研讨会将于2012年10月8日～11日在越南河内举行。会议由国际泥沙研究培训中心主办，越南水利大学承办。本届大会主题为：视角和设想--变化时代的水。

会议讨论议题主要围绕以下几个方面：

（1）气候变化；

（2）水文水资源；

（3）水环境与水生态；

（4）河口海岸水动力学；

（5）河口海岸管理；

（6）河口及港口水道的维护及管理；

（7）河口治理工程技术研究；

（8）海岸结构

（9）海岸灾害。

会议网址：http://icec2012.wru.edu.vn/

论文摘要投稿信箱：icec2012@wru.edu.vn或icec2012@wru.vn（殷缶，梅深）

Discussion on waterway regulation ideas for Xinzhou-Jiujiang reach in middle Yangtze River

ZHU Yu-de1，2，LI Wang-sheng2，LIU Peng-fei2，CUI Xi-feng2，LIU Xiao-fei2
（1.School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Key Laboratory of Engineering Sediment，Ministry of Transport，Tianjin 300456，China）

Navigation-obstructing features and riverbed evolution characteristics of Xinzhou-Jiujiang reach in middle reaches of the Yangtze River were analyzed in this paper.The waterway regulation principles such as giving consideration to both upper and lower reaches，system regulation，side shoal strengthening，and combining mode of regulation and control were put forward.Then the fundamental ideas for waterway regulation were determined as follows：building regulation structures to steady Xujiawan beach，restricting the deep channel of Xinzhou reach along with the development of coastwise channel，restoring and raising Jiujiang channel shallow of the head region of the Bianyu beach，bringing down the development of the left branches，stabilizing the position of transition reach to improve the scouring capability for shallow area.

riverbed evolution；regulation principle；waterway regulation；idea

TV 147；U 617

A

1005-8443（2012）02-0130-06

2011-06-03；

2011-09-02

朱玉德（1979-），男，江苏省灌云人，助理研究员，主要从事水力学及河流动力学的研究。Biography：ZHU Yu-de（1979-），male，assistant professor.