洪 建，廖小永

(1.水利水電規(guī)劃設計總院規(guī)劃處，北京 100120;2.長江科學院河流研究所，武漢 430010)

1 研究背景

馬鞍山河段位于安徽省馬鞍山市境內。本河段上起東西梁山，下至慈姆山，全長約36.6km，有江心洲及小黃洲縱向排列，為兩端束窄、中間展寬的順直分汊型河道(見圖1)。兩洲在近期演變中，表現(xiàn)為洲頭及洲緣的沖刷崩退，洲尾淤長，且江心洲支汊衰退，小黃洲支汊發(fā)展。江心洲右汊姑溪河以上及口門河床緩慢淤積，汊道呈衰退趨勢。江心洲汊道和小黃洲汊道之間過渡段很短，長約2.5km，主流從左岸向右岸馬鞍山過渡時，由于過渡段內何家洲潛洲的存在，流向急劇轉折，形成上下2個接近90度的急彎，流路極不順暢。調整過渡段主流線，改善該段急劇轉折的不利河勢，使主流由江心洲左汊較平順地過渡到小黃洲右汊，以減輕左岸和縣江堤和小黃洲的防洪壓力，改善該段極不順暢的航運條件，保證馬鞍山市的供水安全，有利于馬鞍山港區(qū)深水岸線的延伸，并為其下游新濟洲汊道的整治創(chuàng)造有利條件，是本河段下一步河道治理的重點，需要認真研究、規(guī)劃和設計。

2 河道歷史演變

圖1 馬鞍山河段河勢圖Fig.1 River regime of Ma’anshan river reach

據(jù)考證，馬鞍山河段歷史演變時期江面遼闊，水域寬廣，高水時江岸可達兩岸的山麓丘陵坡腳。清代雍正六年(1728年)以后，沙洲數(shù)量逐漸增多。江心洲汊道的右汊在明代以前曾是主汊，清代乾隆以后開始衰退，而左汊則相應發(fā)展，逐漸成為主汊。

1865年，馬鞍山河段的分汊格局已經形成［1］(圖2);到1933年，江心洲汊道的右汊進口段大泰興洲和小泰興洲淤長上伸，江心洲左汊則因左岸崩退而展寬。黃洲老灘淤展下延，漸趨并岸?？坑野恫墒厼┫掠斡俜e成小新洲;到1946年，黃洲老灘與左岸并接，即為現(xiàn)今的大黃洲，其上游逐漸淤長形成小黃洲。小黃洲的洲頭逐漸由新河口沖刷下移到金河口稍上，但左汊始終是支汊，從未發(fā)生過主支汊易位。

圖2 馬鞍山河段歷史演變圖Fig.2 Evolution of Ma’anshan reach in history

3 近期河道演變特點

馬鞍山河段近幾十年來河道主要演變特點表現(xiàn)如下:

(1)各汊道之間過渡段短，上下汊道的演變直接互相影響。江心洲汊道距離上游蕪裕河段陳家洲汊道很近，其間僅間隔東西梁山卡口段，陳家洲汊道匯流的擺動直接影響著江心洲汊道的河勢變化;江心洲與小黃洲汊道之間相距僅約2.5km，且有何家洲的存在，使得上下兩汊道的演變互相影響;小黃洲汊道與下游新濟洲汊道也是距離很短，幾乎沒有過渡段。

(2)江心洲和小黃洲在近期演變中，表現(xiàn)為洲頭及洲緣的沖刷崩退，洲尾淤長［2］。但支汊的演變趨勢完全不同，江心洲支汊衰退，小黃洲支汊發(fā)展。其主要原因是支汊所在的口門形勢和邊界條件的不同所致。江心洲右汊的衰退，主要原因是江心洲后退口門放寬，口門區(qū)在東梁山的屏護下出現(xiàn)大范圍的緩流區(qū)，產生攔門沙，且復雜多變，入流條件惡化。小黃洲洲頭的后退，使得左汊進流條件更加迎流，自然帶來其發(fā)展。

(3)江心洲左汊長而順直，主流擺幅較大，灘槽不穩(wěn)。近期江心洲左汊主流左右擺動，灘槽隨之沖淤而使主泓發(fā)生上提下移的交替變化，上、下過渡段一般在牛屯河至太陽河、新河口附近，造成了牛屯河邊灘淤長，鄭浦圩、太陽河、新河口一帶江岸嚴重沖刷。

4 河道治理概況

自20世紀50年代開始，馬鞍山河段開始實施了包括沉排、拋石、沉石枕等形式的護岸工程，主要實施的部位是鄭浦圩－太陽河－新河口－金河口一帶、小黃洲頭及左右緣、大黃洲下段、右岸的東梁山下、腰坦池段及陳焦圩段、馬鞍山電廠段丁壩及人工磯頭等，詳見圖3。

圖3 馬鞍山河段歷年河道治理平面布置圖Fig.3 Layout of river regulation projects in Ma’anshan reach in the past years

最早的是1956年，為保證馬鞍山電廠和馬鞍山港區(qū)的安全，在崩岸嚴重的恒興洲開始實施了大型沉排和拋石，形成電廠段人工磯頭。1964年后過渡段主流逐漸左擺，小黃洲頭不斷崩退，恒興洲護岸段自馬鋼泵房至人工磯頭一帶逐漸由沖轉淤。

近年，為切實降低公共供水管網(wǎng)漏損率，不斷對城鄉(xiāng)老舊供水設施和農村供水設施進行改造，總投資達8 000多萬元。2013年基本完成城區(qū)鍍鋅管網(wǎng)改造，有效解決供水管網(wǎng)漏損率高、水壓不足等問題，城市管網(wǎng)漏損率達到18%。同時，開展農村供水“一戶一表”改造，截至2014年6月按計劃完成177個村的改造任務。

1969年開始進行了小黃洲頭及右緣的守護，工程包括拋石和沉石枕，逐步形成洲頭的魚嘴控制，基本穩(wěn)定了洲頭的回退;1970－1979年在左岸鄭浦圩、太陽河口、新河口、五豐溝的崩岸段及電廠以上段進行護岸。1996年后，為控制江心洲左汊的發(fā)展，結合長江下游規(guī)劃治理工程又進行了鄭浦圩－新河口新護2 800 m，金河口新護1 000 m，大黃洲下段新護3 300 m。

1999－2001年長江重要堤防隱蔽工程實施了重點險段的護岸工程，主要有:鄭蒲圩－新河口加固8 000 m，大黃洲新護4 300 m，腰坦池新護1 200 m、加固1 300 m，陳焦圩加固1 120 m，人頭磯－電廠加固1 500 m，小黃洲左緣新護4 000 m、右緣加固2 800 m、右緣下段護坡1 010 m。

2009年11月至2010年3月，長江航道工程建設指揮部實施了長江江心洲－烏江河段航道整治工程，主要對江心洲頭及其左緣長4 480 m岸線進行了守護，并在牛屯河邊灘建設護灘帶3條。

2009年12至2010年汛前，安徽省高速公路總公司對大橋軸線上游350 m至大橋軸線下游650 m，共1 000 m長岸線進行了守護，拋石量6.0萬m3。

2009年12月至2011年4月，地方政府投資對江心洲新洲頭至海事碼頭共5 380 m長的岸線進行應急守護，共完成水下拋石63.0萬m3。

這些護岸工程在不同程度上控制了江岸的崩退，對初步守護重點險段，抑制小黃洲左汊發(fā)展，維持現(xiàn)有河勢起到了重要的作用，為本河段進一步治理奠定了良好的基礎。

5 存在的主要問題

5.1 河道崩岸頻繁，威脅防洪安全

自2002年以來，受來水來沙變化及河勢調整影響，本河段演變仍較劇烈，崩岸頻繁發(fā)生，嚴重威脅堤防的防洪安全。

2001年汛后，江心洲頭崩岸加劇，發(fā)生多處劇烈崩塌，最大崩寬處達100余m。2002年10月，洲頭退建堤外長1.5km老堤全部崩入江中。自2002年以來，每年汛期汛后，江心洲左緣或右緣局部地段均有不同程度的崩岸發(fā)生。

近10年來，整個江心洲左緣約4000m長的岸線崩退了數(shù)百米，崩窩一個接著一個，岸線呈鋸齒狀。特別是2010年4月至2011年1月，江心洲左緣守護工程完工后，工程區(qū)域發(fā)生強烈崩岸，總計長約600 m已建成的砼護坡全部滑入江中。

5.2 河勢非常不順且不穩(wěn)定，嚴重影響防洪、供水和航運安全及下游南京河段的穩(wěn)定

江心洲汊道和小黃洲汊道之間過渡段很短，長約2.5km，主流從左岸向右岸馬鞍山過渡時，由于過渡段內何家洲潛洲的存在，流向急劇轉折，形成上下2個接近90度的急彎，流路不順暢。這種極不順暢的河勢使得左岸主流貼岸范圍長，直沖小黃洲洲頭，增大了左岸和縣江堤和小黃洲的防洪壓力，對上下水的船舶航行也極為不利。此外，這種不利的河勢若任其發(fā)展，主流貼小黃洲右緣下行，將使右岸主流下移，馬鞍山市可利用的深水岸線更為縮短，沿江中大型企業(yè)的取水口、碼頭將有淤積的可能，屆時將威脅馬鞍山市的供水安全，也給下游南京河段新濟洲汊道的穩(wěn)定帶來嚴重影響。

因此，調整江心洲與小黃洲過渡段主流線，改善過渡段急劇轉折的不利河勢，使主流由江心洲左汊較平順地過渡到小黃洲右汊，以減輕左岸和縣江堤和小黃洲的防洪壓力，改善該段極不順暢的航運條件，保證馬鞍山市的供水安全，為其下游新濟洲汊道的整治創(chuàng)造有利條件，是下一步治理工程的重點，需要盡快研究與實施。

5.3 已建護岸工程標準偏低，守護薄弱和空白段仍存在崩塌的威脅

自2002年以來，每年汛期汛后，江心洲左緣或右緣局部地段均有不同程度的崩岸發(fā)生，地方政府基本每年都進行應急守護。如:2002年8月，地方政府投資120萬元，對崩岸嚴重地段進行了應急治理，護岸長約400 m，拋石量1.06萬m3;2003年8月，地方政府投資200萬元進行應急守護，護岸長700m，拋石量2.9萬m3;2004年汛后，地方政府投資100萬元，守護了330 m岸線，拋石量1.32萬2007年汛后，地方政府又投資200萬元，對江心洲左緣中部的180 m長岸線進行了應急守護，完成水下拋石量1.44萬m3;2008年8月份，地方政府爭取省級資金80萬元，對江心洲右緣200 m長岸線進行應急守護，拋石8000m3。

2008年汛期，右岸陳焦圩江堤在采石磯上游長約500 m發(fā)生輕微崩岸，下游神農洲江堤發(fā)生崩岸，長約200m，汛后進行了應急守護，拋石方量不足40 m3/m，且枯水位以上岸坡未進行守護，急需加固。

此外，已建護岸工程仍存在多處空白段，如江心洲右汊主流貼岸的焦家村到陳焦圩之間和陳焦圩至采石磯之間的空白段，電廠護岸的下段及小黃洲右緣的空白段，近年來近岸河床沖刷變陡，均出現(xiàn)不同程度的塌岸險情，急需守護。

5.4 沿江社會經濟的發(fā)展對防洪安全和河勢穩(wěn)定提出了更高的要求

馬鞍山市是以鋼鐵工業(yè)為主體的新興工業(yè)城市和對外開放港口，有馬鞍山鋼鐵公司等一大批大中型企業(yè)，馬鞍山市以其良好的工業(yè)基礎和港口深水泊位，水陸交通便利，對外往來便捷的區(qū)位優(yōu)勢，是安徽省的主要工業(yè)生產基地和對外開放的重點地區(qū)，在全省的經濟地位十分重要。與馬鞍山隔江相望的和縣，是著名的農業(yè)經濟綜合經營地區(qū)，許多優(yōu)質產品供給國內數(shù)10個大中城市和遠銷國外。

目前，馬鞍山市可利用的深水岸線僅5km，而馬鞍山市的主要工業(yè)原料、成品運輸、能源供應、取水等，都依賴于長江河勢的穩(wěn)定。馬鞍山河段若不及時治理，將使馬鞍山市可資利用的深水岸線更為縮短，沿江中大型企業(yè)的碼頭、取水口將有淤積的可能，嚴重制約馬鞍山經濟長期平穩(wěn)發(fā)展。此外，馬鞍山長江大橋的興建，對控制和調整江心洲汊道的河勢提出了更高的要求，這不僅是對大橋的安全運行的需要，同時也是航槽穩(wěn)定的需要。

6 河道治理方案探討

6.1 治理目標

通過河勢調整工程，輔以險工段護岸工程，改善過渡段急劇轉折的不利河勢，確保江堤防洪安全，改善航運條件，保證馬鞍山市的供水安全，以適應沿江社會經濟建設需要。

6.2 治理方案探討

《長江中下游干流河道治理規(guī)劃報告》［3］中明確指出馬鞍山河段整治工程措施主要為重點險段的護岸工程和過渡段的河勢調整工程。其中護岸工程主要包括大黃洲、小黃洲左緣、太陽河等重點地段的護岸工程;河勢調整工程的內容為實施左岸新河口一帶的導流工程，在何家洲尾挖槽，改善過渡段河勢，增加或穩(wěn)定馬鞍山現(xiàn)有的深水岸線;為下游新濟洲汊道的整治創(chuàng)造有利條件。

經過1998年大洪水，國家加大了對大江大河的治理力度，1999－2001年實施了馬鞍山河段一期整治工程，即重點險段的護岸工程。一期整治工程的實施，對穩(wěn)定該段河勢、保持江岸穩(wěn)定、保障防洪安全、促進地區(qū)經濟發(fā)展起到了重要的作用，為二期整治工程，即過渡段的河勢調整工程奠定了基礎。

河勢調整工程是馬鞍山河段整治的關鍵所在。重點是通過數(shù)學模型和河工模型試驗，研究提出本河段河勢調整工程方案。

近年來，隨著江心洲左緣的崩退和牛屯河邊灘的淤長，江心洲左汊上段微彎河勢已基本形成，加上航道整治工程的實施，此段微彎河勢將趨于穩(wěn)定，為過渡段河勢調整創(chuàng)造了有利條件。

目前，馬鞍山大橋正在建設，主通航孔已經固定。針對上下何家洲及心灘存在的現(xiàn)狀，為使主流平順過渡到小黃洲右汊，經初步研究，認為具體河勢調整工程方案主要是在左岸新河口一帶布置導流工程和上下何家洲及心灘串溝封堵并岸工程，并輔以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。具體有效的工程措施，需根據(jù)治導線及河段的水流泥沙特性在河工模型試驗中進一步論證、調整和優(yōu)化。

此外，馬鞍山河段一期整治工程已實施多年，該河段局部位置演變仍較劇烈，崩岸較為頻繁，二期整治工程中應考慮對重點險工段及溥弱段進行加固，對新崩岸段進行護岸守護。馬鞍山河段二期整治擬建工程布置詳見圖4。

7 結論和建議

(1)馬鞍山河段近幾十年來河道演變特性主要表現(xiàn)為:各汊道間過渡段短，上下汊道的演變直接互相影響;江心洲與小黃洲洲頭及洲緣沖刷崩退，洲尾淤長，兩汊道之間河勢極不順暢;江心洲左汊長而順直，主流擺幅較大，灘槽不穩(wěn)。

(2)近50年的河道治理工程的實施，不同程度上控制了江岸的崩退，對初步守護重點險段，抑制小黃洲左汊發(fā)展，維持現(xiàn)有河勢起到了重要的作用，為本河段進一步治理奠定了良好的基礎。

(3)目前，該河段局部位置演變仍較劇烈，崩岸較為頻繁，河勢調整工程尚未實施，仍存在諸多問題。因此，盡快地、全面地整治馬鞍山河段，穩(wěn)定及改善現(xiàn)有河勢，使之有利于兩岸防洪、供水和航運安全及沿江經濟建設的發(fā)展，不僅是十分必要的，而且是非常緊迫的。

(4)河勢調整工程是該河段整治的關鍵。重點是通過數(shù)學模型計算和河工模型試驗，研究提出河段河勢調整工程方案，主要是在左岸新河口一帶布置導流工程和上下何家洲及心灘串溝封堵并岸工程，并輔以何家洲尾挖槽工程。

(5)鑒于整治工程的緊迫性和時效性，建議相關部門盡快開展相關前期工作，為整治工程早日實施創(chuàng)造條件，進而實現(xiàn)該河段河勢的穩(wěn)定。

圖4 馬鞍山河段河道治理平面布置圖Fig.4 Layout of river regulation projects in Ma’anshan reach for the future

［1］長江科學院.長江馬鞍山河段一期整治工程可行性研究報告［R］.武漢:長江科學院，1999.(Yangtze River Scientific Research Institute.Feasibility Study Report on the Phase I Regulation Project of Ma’anshan Reach of Yangtze River［R］.Wuhan:Yangtze River Scientific Research Institute，1999.(in Chinese))

［2］呂麗君，李振青，劉小斌.長江馬鞍山河段河道演變及整治研究［J］.長江科學院院報，2009，26(12):13－16.(LV Li-jun，LI Zhen-qing，LIU Xiao-bin.Analysis on River Channel Evolution and Regulation of Ma’anshan Reach of Yangtze River［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2009，26(12):13－16.(in Chinese))

［3］水利部長江水利委員會.長江中下游干流河道治理規(guī)劃報告［R］.武漢:水利部長江水利委員會，1997.(Changjiang Water Resources Commission under the Ministry of Water Resources.Report on Regulation Planning of Main Stream River Channels on the Middle and Lower Reaches of Yangtze River［R］.Wuhan:Changjiang Water Resources Commission under the Ministry of Water Resources，1997.(in Chinese))