长江南京以下深水航道治理对策及建设思路研究(4)
发布时间:2021-06-08
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2.2.1 白茆沙水道
长江出徐六泾后进入开阔的河口段,河口呈喇叭型三级分汊、四口入海格局,至吴淞口江面宽达17 km,入海口宽达90 km,白茆沙水道处于第一级分汊南支河段的上段。白茆沙为江中暗沙,将水道分为南、北两个汊道,由于沙体活动性强,导致主支汊频繁易位,20世纪70 年代维护7.1 m航深都极为困难。90年代白茆沙水道航道格局发展到历史较好时期,南汊主航道水深在15 m
段河道综合整治规划中的基本河势控制工程还未实施,为使深水航道尽可能保持目前相对有利的边界条件,按照规划先行进行通州沙、狼山沙右缘守护,抑制其后退已经成为该水道航道治理的急迫任务(图5)。
以上,北汊水深也达到10 m,南北汊分流比处于相对合理状态。2000年以后,北汊分流比逐渐减小,进口呈淤积态势,南汊分流比增大,白茆沙沙头及南岸边滩持续冲刷后退,沙体存在冲刷切割趋势,主航槽进口河段向宽浅方向发展,并对南支下段航道造成不利影响。为抑制河势的不利变化,避免较大的格局动荡,首先控制白茆沙头的后退,同时逐步塑造合理的分汊口门的河床形态,是该水道航道治理的关键(图4)。
图5 通州沙水道河势图及洲滩控制关键部位
2.2.3 福姜沙水道
福姜沙水道上起江阴鹅鼻咀,下至九龙港,福姜沙和双涧沙将河道分为南、中、北三汊,三汊水深均不满足12.5 m深水航道条件。由于特殊的地理地貌条件,南汊弯窄,分流比多年保持在20%左右,并能基本维持10.5 m的单线航道。北汊弯曲,出口狭窄,分流比多年保持在30%左右,水深在7~10 m间周期性变化。中汊进口分流比30%,出口达50%,水深在4~13 m之间周期性变化。双涧沙在大量自北向南的越滩流的冲刷下,头部潜洲频繁冲失消长,中汊与北汊的航道条件随之变化异常。通过重新塑造良好的双涧沙形态,调整控制越滩流,利用水流分流比的重新分配,逐步形成新的航道格局,并因势利导、因地制宜建设深水航道是该水道航道治理的关键和方向(图6)。2.2.4 口岸直水道
口岸直水道上段与下段都存在浅区。上浅区位于典型的弯曲分汊河段,同时又是落成洲江心洲分汊口与淮河入江口的交汇处,近年来因支
图4
白茆沙水道河势图及洲滩控制关键部位
2.2.2 通州沙水道
通州沙水道上起龙爪岩,下至徐六泾,最大河宽10 km,历史上江中多处暗沙及汊道,主支汊兴衰交替频繁易位,船舶航行十分困难。20世纪90年代以来,由于上游河势得到一定程度的控制,主航槽长期稳定在通州沙东水道和狼山沙东水道,分流比在90%以上,航深基本维持12.5 m。由于主航道右边界为活动性很强的暗沙,近年来冲刷后退十分剧烈,河道不断展宽,深泓大幅摆动,江中生成新的沙体挤压主航槽,航道水深呈减小趋势。同时由于主流不断西移南偏,导致苏通大桥桥区航线弯曲,产生安全隐患。由于该河
自然保护区的特殊情况,继续在北汊修建潜坝群
以提高南汊分流比,依托南汊建设12.5 m深水航道将是和畅洲汊道航道治理工作的方向(图8)。
图6
福姜沙水道河势图及洲滩控制关键部位
汊分流比增大,主流方向调整,航道浅情更为突出。下浅区位于两个反向弯道间的长顺直段,江心有鳗鱼沙长直潜洲将主流分成东西两槽,多数年份只能保持单槽通航,且主航道反复易位。目前两槽通航水深都处于历史最好时期,但仍然不能满足12.5 m深水航道要求。首先稳定落成洲头部低滩和鳗鱼沙沙头相对有利的形态,促使水流归槽,逐步采用工程措施改造浅区局部河床形态是该水道航道治理的关键(图7)。
图8 和畅洲水道河势图及洲滩控制关键部位示意
2.2.6 仪征水道
仪征水道为分汊河型,世业洲将河道分为南北两汊,主航道位于南汊。近年来北汊缓慢发展、南汊略有萎缩,北汊分流比已经由23%提高到36%左右,南汊航道水深已经出现航深不足12.5 m的状况。为避免仪征水道出现类似和畅洲主支汊易位的局面,尽早控制北汊发展已经成为仪
征水道航道治理工作的关键。首先在北汊口门实
施工程,控制洲头后退与限制北汊河槽冲深,可以有效抑制北汊的发展(图9)。
图7 口岸直水道河势图及洲滩控制关键部位
2.2.5 和畅洲水道
和畅洲汊道位于镇江港区,和畅洲将河道分为南北两汊,南汊曾经为主汊。由于河势剧烈变化,南汊分流比由70%以上下降到不足25%,主支汊已经发生转换。南汊航道条件不能满足12.5 m深水航道要求,但由于城市与港区发展要求,主航道一直维持在南汊。北汊水深虽然在15 m以上,但下口弯曲近90°,不满足大型船舶下行安全条件,同时由于北汊是镇江长江豚类省级自然保护区,也不宜于开发为航道。水利部门为了抑制北汊发展,逐步改善两汊分流条件,曾在北汊口门修建一座潜坝,南汊分流比提高1%左右。基于北汊为
图9 仪征水道河势图及洲滩控制关键部位
通过模型试验,各浅区关键部位控制工程均能达到预期效果,工程顺应了水沙运动规律,降低了航道整治工程对环境的影响,为南京以下12.5 m深水航道尽快实现初通目标提供了技术可行方案。 2.3 工程对环境的影响分析[4]
南京以下12.5 m深水航道建设范围内有5个重要湿地(丹徒、扬中、张家港市、常熟市,太仓市),3处保护区(镇江长江豚类省级自然保护区、长江扬州段四大家鱼国家级水产种质资源
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