太平口水道航道演变趋势及2016—2017届枯水期航道维护保障措施

2017-06-13 10:48胡景徐永峰
中国水运 2017年6期
关键词:演变

胡景+徐永峰

摘 要:2016年汛期,长江中下游遭遇了98年以来最大洪峰,受汛期高洪水位影响,长江中游太平口水道淤积严重,给航道维护工作造成巨大的困难。太平口水道航道条件复杂多变,是制约中游航道维护尺度的卡口水道。本文通过分析太平口水道历年航道演变特点,对该水道演变发展趋势做出预测,给出2016-2017届枯水期航道维护措施建议。

关键词:太平口;演变;航道维护

中图分类号:U61 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2017)06-0028-02

太平口水道上起腰店子、下迄柳林洲,全长17.5km(中游航道492.5-475.0km),属微弯分汊型河段,沙质河床。水道以筲箕子为界分为上下两段,上段顺直放宽,右岸有虎渡河分流,太平口心滩分河道为南北两槽;下段微弯分汊,三八滩将河道分为南北两汊,北汊上口有杨林矶潜滩,下口左岸有观音矶矶头,南汊右岸有腊林洲及其边滩。水道左岸中下段岸線基本上都进行了人工守护,水道下段有三八滩守护、腊林洲护岸等多处航道整治工程。

在水道下段2002年建有荆州长江大桥,其横跨三八滩及南北两汊,在两汊均布设有通航桥孔。但近年来主泓南移明显,南汊成为主汊道,而南汊原通航桥孔被淤废,通航与桥梁安全的矛盾日益突出。

1 航道演变情况

1.1 河道总体演变格局

太平口水道河床演变剧烈,洲滩冲淤消长、主流深泓摆动频繁、汊道及分汇流格局持续调整是基本的演变特征。自上世纪五六十年代以来,河势变化大致可分为四个阶段:

(1)50至60年代中期,河道呈单一形态。河道右侧太平口至埠河一带的腊林洲边滩高大完整,虽然滩体与河道右岸始终存在窜沟,但多数年份呈单一河道形态;主流靠北,3m深槽常年贯通。

(2)60年代后半期至70年代,上段单一、下段双汊。此时期下荆江裁弯影响已发展至本河段,比降增大后腊林洲边滩根部窜沟逐渐发展,腊林洲边滩切割,左摆下移至江心发展为三八滩,三八滩分水道下段为南北两汊,形成了上段单一、下段双汊的格局。由于腊林洲边滩与三八滩总体规模较大,绝大部分年份主流与航道居北汊。

(3)80年代至1998年特大洪水前,上段双槽、下段双汊。上世纪80年代,葛洲坝截流运行,受来沙减少影响,腊林洲边滩滩头冲刷后退,江面展宽,中枯水期泥沙在河心落淤形成太平口心滩,将上段河道分为南北两槽。此后,随着太平口心滩淤长下移,腊林洲边滩上段的继续冲刷后退,河道始终保持上段双槽,下段双汊的格局。

(4)1998年特大洪水后:上段双槽、下段两汊多槽口格局。1998-2000年连续大洪水后,水道中下段滩槽格局发生剧烈变化,原三八滩解体,筲箕子边滩下移、切割,在杨林矶附近淤积形成杨林矶浅滩与新三八滩;腊林洲边滩持续崩退,太平口心滩、杨林矶潜滩下延,南汊与北汊主泓左右摆动不定,枯水期汊内均有河心和沿岸两个槽口,航道亦在南北两汊的相对深槽中选择。近些年,受三八滩守护工程的控制,南汊位置基本稳定于三八滩右缘的5#-#8桥孔间,槽口单一,并已成为绝对主汊;北汊进口仍有河心和沿岸两槽口,但河心槽基本稳定在三八滩头左缘,为主航道所在。

1.2 洲滩演变情况

(1)腊林洲边滩。80年代以后,腊林洲边滩总体呈上淤冲下淤趋势,且滩体淤高并与右岸高滩连为一体,其后滩体主要以边缘岸线崩退为主。2000-2003年,腊林洲上段高滩岸线逐年崩退,中部拐点处则向河心淤长,边滩向河心展宽约100m。2003年三峡蓄水以来,腊林洲上段持续冲刷后退,幅度达百米以上;滩尾则淤积下延,向三八滩一侧挤压展宽。2010年实施的腊林洲高滩守护工程,遏制了腊林洲高滩岸线持续崩退态势。

(2)太平口心滩。太平口心滩自形成以来,总体上呈淤长下移趋势。初期位于太平口分流口门,滩体规模较小,随后逐年淤积下延,至1998年特大洪水前,滩尾下移至稍箕子一带,心滩长约5.3km,宽约550m。2000年以后,心滩滩头冲刷后退,滩尾下延,滩体面积减小。三峡工程蓄水后,心滩总体上呈淤涨态势,滩头上提、滩尾淤高下延,面积及滩顶最大高程均有所增加。至2009年,滩体面积增加至2.08km2,滩面最大高程达到航行基面上6.8m,较三峡工程蓄水运用前,增高2m以上。2010年后,太平口心滩滩头冲刷后退,心滩面积略有减小,但滩脊高度有所淤积。太平口心滩窜沟自1995年开始形成以来,几乎年年存在,但其平面位置年际间不稳定。

太平口心滩变化与腊林洲存在密切关系,总体上呈腊林洲冲刷崩退、太平口心滩淤积下移态势。

(3)三八滩。三八滩以滩顶高程达38m左右(吴淞)而得名。70年代初期,腊林洲边滩中下段受水流切割,三八滩再度成为独立江心洲。此后,三八滩逐年冲刷后退,98年洪水加速冲刷进程,至2001年老三八滩冲失,新三八滩迅速以杨林矶边滩切割体方式在老三八滩位置形成。与老三八滩相比,新三八滩滩面明显降低,抗冲性也较弱。新三八滩形成以后至三峡蓄水前,其头部冲刷后退,中下段淤积展宽,尾部淤高下延,总体上表现为特大洪水超常冲刷后的恢复性淤积。2005年后,新三八滩滩头及右缘冲刷加剧,高程不断降低。2008年实施的沙市河段航道整治一期工程,对三八滩中上段进行守护,保持了三八滩滩头及中上段的滩脊的稳定,防止了三八滩头部的冲刷后退,但其中下段右缘仍有一定冲刷。近年来,三八滩左缘大幅向左淤长,挤压北汊航槽。

1.3 航道演变趋势预测

综合历年来的变化情况来看,太平口水道将继续保持主流摆动、滩槽易变的格局。受河道形态影响,太平口心滩、杨林矶边滩在长时期内也将保持存在。三八滩、腊林洲边滩经多期强力守护,一定时期内将继续存在。随着南北汊的主支汊地位变化,三八滩左、右缘会有对应的冲淤交替状态。

水道下段北汊因近期淤塞严重,自身过流能力极为有限,在一段时期内应该是萎缩的,短期内,南强北弱的状态将继续保持。主泓仍位于荆州大桥辅助通航孔内,船舶通航与桥梁安全的矛盾仍然突出。

2 水情特征

2016年汛期,上游来水量大幅增加,宜昌流量超过30000m3/s,且长江中游普遍强降雨天气。受以上因素影响,沙市水位快速上涨,7月下旬涨至峰值8.64m,监利以下站点水位峰值均超过警戒水位。汛后及蓄水期水位回落快。沙市水位从8.01m回落至-0.6m,日最大回落0.92m。11月1日,三峡工程成功蓄至175m。枯水期近坝河段水位低,持续时间长。宜昌流量枯水期大致稳定在6000-7500m3/s的较枯水平。沙市河段水位受宜昌流量影响较大,12月中下旬以来长期在-2.0m左右较枯水平运行,最枯水位-2.18m,为2008年三峡工程175m试验性蓄水以来最枯水位。3月中旬后,水位逐渐上涨。

受汛期高洪水位影响,太平口水道淤积严重,给航道维护工作造成巨大的困难。枯水前期,水位陡落,不利于浅区深槽冲刷。枯水中后期,沙市水位低于历史同期且运行时间较长,须通过维护疏浚、航标调整等措施才能满足航道维护尺度。枯水末期,水位逐渐上涨,利于航道维护。

3 2016-2017届枯水期航道演变及维护过程

3.1 汛后航道演变

受2016年汛期沙市河段特殊水沙因素影响,太平口水道出现严重淤积。根据上图6分析,太平口心滩滩头冲刷束窄下移,滩尾位置基本保持稳定。三八滩滩体受航道整治建筑物守护,滩体稳定,其左侧潜滩淤积展宽有挤压航槽的趋势。杨林矶边滩头部冲刷缩窄下移,尾部有所淤积下移,边滩右侧淤积比较严重,导致北汊进口段弯曲狭窄。

3.2 枯水航道维护过程

为防止太平口水道北汊汛后出现严重淤积,影响枯水期航道维护尺度,在2016年汛期高水位时期,采取了调整航槽让出北汊过渡段,对北汊杨林矶边滩右侧河心槽实施疏浚,待水位回落后,重新恢复北汊航道。疏浚区域先后选取在在杨林矶心滩尾部右缘水域内、北汊进口段河心槽内浅区水域施工,扩宽北汊口门水域,引水冲槽,使北汊航道条件得到改善。

進入枯水期后,沙市水位大幅下降,并一直处于较低水位运行,受此影响,太平口水道过渡段及荆州大桥桥轴线上下水域泥沙冲刷力度不大,航槽内淤积较大。鉴于此情况,继续采取调遣挖泥船在杨林矶边滩右缘下段、荆州大桥桥轴线上下水域设计挖槽内采取不禁航方式疏浚施工,经观测,疏浚效果较好,北汊进口段得到不断冲刷,航槽宽度不断展宽。至12月20日,杨林矶心滩主滩体出水,滩体稳定,水流归槽,引水冲槽的疏浚施工效果较为明显,北汊5米等深线已展宽至140米,位于观音矶水域,航道通航条件得到很大改善,确保了整个枯水期的航道畅通安全。枯水末期,受沙市水位上涨影响,北汊河床基本保持稳定,航道条件较好,通过日常的航道维护措施即可满足航道维护的要求。

4 结论

综合历年太平口水道航道演变及2016-2017届枯水维护情况,太平口水道在今后一段时期内将继续保持南汊强北汊弱的格局,北汊河段仍是进行维护疏浚施工的重点区域,且桥梁安全与通航的矛盾仍然突出,太平口水道航道维护保障工作还将是长江航道养护的重点和难点。

参考文献:

[1] 李旺生,朱玉德.长江中游沙市河段河床演变及趋势预测[J].水道港口,2006,27(5):294-299.

[2] 李文全,邓晓丽,雷家利,王伟峰.长江中游太平口水道河床演变趋势与模型预测成果对比分析[J]《水运工程》,2012(10):52-56

[3] 曹晓勤,詹剑英,徐永峰.三峡175米蓄水后太平口道演变趋势及航道维护保障措施探析[J].航道科技,2017(2):31-35

[4] 石建华,吕金林,徐梅珍. 荆江沙市河段河道演变趋势分析[J].水利水电快报,2012(10):24-26

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