洪思遠，王建中，范紅霞，朱立俊

(1. 南京水利科學研究院，江蘇南京 210029； 2. 河海大學，江蘇南京 210098)

長江下游新生洲洲頭分流段演變特征及洲頭守護措施

洪思遠1,2，王建中1，范紅霞1，朱立俊1

(1. 南京水利科學研究院，江蘇南京 210029； 2. 河海大學，江蘇南京 210098)

洲頭分流段的河床演變對河勢控制與穩(wěn)定起著承上啟下的關鍵作用，歷來受到工程界的廣泛關注。長江新生洲洲頭分流段處于蘇皖交界，是長江南京河段的門戶。通過分析歷史及近年上游小黃洲汊道、下游新生洲汊道及新生洲洲頭分流段的河床演變特征，揭示了上下兩個汊道分流比變化及洲頭沖淤、汊道興衰的內(nèi)在關聯(lián)性，論證了洲頭控制對汊道水動力變化及主支汊演變的重要性，指出在三峽水庫新運行的水沙條件、河勢變化及汊道河勢穩(wěn)定性要求下，守護新生洲洲頭的治理措施應以恢復近年洲頭沖刷后退前的灘勢為原則，修建長度、方向、高程合理的洲頭導流壩，并輔以護底及洲頭兩緣的護岸工程，以及對小黃洲洲尾右側至洲尾灘脊進行局部疏浚。成果可為該河段的全面系統(tǒng)治理提供有益參考。

新生洲; 汊道; 河床演變; 洲頭守護; 導流堤

江心洲分汊河段在長江中下游大量存在[1]。典型的分汊河段一般由洲頭分流段、汊道段和洲尾匯流段組成，而洲頭分流段的河床演變對河勢控制與穩(wěn)定起著承上啟下的關鍵作用，歷來受到工程界的廣泛關注。一方面，洲頭分流段的河床演變與上游來流來沙條件的變化和河床邊界條件的約束密切相關；另一方面，洲頭分流段的河床演變直接影響所在汊道的穩(wěn)定與河勢變化。由此，水利及航道行業(yè)的研究人員在制定合理的汊道治理及航道整治方案時，往往首先從洲頭所在河段的河床沖淤演變分析著手，摸清分流區(qū)洲頭迎流水動力特征及輸沙條件，研究分析洲頭崩退或淤漲態(tài)勢，從而采取正確的工程措施，達到鞏固洲頭、穩(wěn)定河勢、改善通航條件的目的[2-7]。

長江中下游雖然汊道眾多，但上下河段相鄰兩個汊道尾首正對、相距甚近的較少，也即上游汊道洲尾匯流區(qū)與下游汊道洲頭分流區(qū)出現(xiàn)較大部分交疊的不多，針對這類分汊河段過渡段的河床演變分析及洲頭整治措施研究也不多見。長江新生洲洲頭分流段處于蘇皖交界，上游是馬鞍山河段的小黃洲汊道，下游是南京新濟洲河段的新生洲汊道，由于兩汊尾首正對相銜，過渡段甚短，導致兩汊的水動力條件變化及汊道沖淤演變的關聯(lián)性十分密切。新生洲汊道所在河段多年來基本處于自然演變狀態(tài)，先前尚未實施系統(tǒng)的河道治理和河勢控制工程，對新生洲汊道洲頭分流段河床沖淤演變分析的研究也甚少。徐錫榮等[8-9]在對上游小黃洲汊道水流特性和河床演變特點分析的基礎上，結合二維水流數(shù)學模型就小黃洲演變對下游新生洲、新濟洲汊道影響進行了計算分析，認為若小黃洲左汊衰退或發(fā)展，可導致新生洲左汊相應地衰退或發(fā)展。鑒于新生洲汊道是長江南京河段的門戶，洲頭分流段扮演的角色更是重中之重，本文旨在通過分析歷史及近年洲頭分流段河床演變特征，揭示上下兩個汊道水動力條件變化及洲頭沖淤、汊道興衰的內(nèi)在關聯(lián)性，論證洲頭控制對汊道水動力及主支汊演變的重要性，探求新的水沙條件、河勢變化及汊道河勢穩(wěn)定性要求下守護洲頭的合理措施，分析成果可為該河段的系統(tǒng)治理提供參考，并為今后類似汊道的整治研究積累可借鑒的經(jīng)驗。

1 河道概況

長江南京新生洲、新濟洲汊道段上游是馬鞍山河段，上起東西梁山，下至慈姆山，干流長31.25 km，支汊長38.24 km。河道平面形態(tài)兩端束窄，中間放寬，系順直分汊河型，最窄處河寬1.1 km，中間最寬段達8.0 km，自上而下有江心洲、小黃洲兩個主要汊道，其中江心洲汊道左汊為主汊，寬而順直，主流左右擺動，灘槽交錯依附兩岸；小黃洲汊道左汊窄淺為支汊，右汊順直寬深為主汊(即馬鞍山水道)。河道形勢見圖1。

馬鞍山河段下接新生洲、新濟洲汊道段，起迄端相對狹窄，中部寬闊，洲灘發(fā)育，演變頻繁，起始端和尚港(慈湖河口)為蘇皖兩省分界點，至終端下三山干流長25 km。河段為順直分汊河型，中部河身寬闊，最寬處達4.6 km，河段內(nèi)從上而下分布著新生洲、新濟洲、子母洲和新潛洲。河段內(nèi)左岸有石跋河、駐馬河，右岸有慈湖河、銅井河、烈山河注入長江，這些均為小河流，對長江流量基本沒有影響。

圖1 新生洲上下游河段河道形勢Fig.1 River regime of upper and lower reaches of Xinshengzhou

2 新生洲洲頭分流段河床演變分析

2.1 新生洲洲頭分流段近期演變特征(1959—2008年)

上游來水來沙條件的變化是影響汊道河床演變的重要因素之一[10]。小黃洲尾至新生洲頭是連接上下兩個汊道的過渡區(qū)，它既是小黃洲汊道的匯流段，同時又是新生洲汊道的分流段，由于尾首正對且近乎相連，該段河床的變化與上游來流條件及小黃洲汊道兩汊分流比的變化密切相關，其0 m線平面變化見圖2。近期河床演變的主要特征是：

(1)1959年以來，在水流作用下，小黃洲左汊彎頂以下大黃洲岸線不斷崩退，小黃洲尾不斷下延，逐漸改變了左汊河道走向和出流方向，從而使小黃洲左右兩汊主流于1991年以后在匯流段分離，分流段水沙結構發(fā)生調(diào)整。

(2)進入20世紀90年代后，特別是90年代幾次大洪水，使得大黃洲近岸岸線繼續(xù)崩退，而崩退的泥沙基本淤積在小黃洲尾和新生洲頭分流段，1991—1998年小黃洲尾0 m線下延1.1 km、新生洲頭上提2.0 km，此時小黃洲尾與新生洲頭0 m線距離縮短，1998年時洲頭與洲尾相距約1.3 km，分流段的河床斷面由單一型轉化為復式斷面；1998年后隨著大黃洲江岸隱蔽工程和護岸整治工程的實施，近岸岸線崩退趨勢基本得以控制，但小黃洲尾與新生洲頭仍同步向下游移動，至2008年小黃洲尾與新生洲頭仍相距約1.3 km。

(3)上游小黃洲汊道右汊的流量自20世紀70年代中期逐漸減小，90年代后至2008年間基本穩(wěn)定在75%左右；相反下游新生洲右汊分流比自70年代開始逐漸增大，90年代后期始終保持在60%左右，近期略有增大。

圖2 1959—2006年新生洲分流段附近河床0 m線平面變化Fig.2 Plane changes of 0 m depth contour near riverbed in diversion reach of Xinshengzhou (1959—2006)

2.2 新生洲洲頭分流段近年演變特征(2008—2015年)

近年來，由于三峽水庫運行后清水下泄，水庫下游河床發(fā)生長距離沖刷，導致分汊河段各汊沖刷不均衡的效應已開始在本河段顯現(xiàn)。另外，由于上游馬鞍山河段江心洲汊道及小黃洲汊道整治工程的力度有限，導致下游新生洲、新濟洲汊道水動力條件及河床沖淤出現(xiàn)了新變化，這也再次驗證了來水來沙條件對河床沖淤影響的重要性。

2.2.1 分流比變化 2008年以來小黃洲、新生洲左汊分流見表1。

表1 近年來新生洲上下游河段汊道分流比變化Tab.1 Changes in diversion ratio of bifurcating channels of upper and lower reaches of Xinshengzhou in recent years

由表1可見：小黃洲左汊枯季分流比增加的同時新生洲左汊分流比減小，洪季這種關系并不明顯。從中汊封堵前洪季分流比變化來看，小黃洲左汊增幅2.23%，而下游新生洲左汊僅減小0.11%；年際間枯季情況有所不同，2008年2月(中汊未封堵)至2011年2月(中汊未封堵)期間，小黃洲左汊分流比由20.67%增至25.87%，增幅5.20%；而至2015年2月(中汊封堵)左汊分流比為26.78%，與2008年相比增加6.11%，與2011年相比增加0.91%。可見，隨著小黃洲汊道整治工程的實施，左汊分流比增幅有較明顯的減緩趨勢。與此同時，2008—2011年，下游新生洲左汊分流比減幅1.53%，此時中汊封堵工程并未實施。而2015年2月中汊封堵后，新生洲左汊實測分流比34.99%，與2008年相比減幅2.41%，與2011年相比減幅0.88%，說明近4年期間新生洲左汊分流比減小趨勢明顯放緩。

從以上分析可以看出，近年來枯季新生洲左汊分流比減小幅度比洪季大，洪季進入左汊的水流動力沒有明顯減弱，相對應地進入右汊的水流動力也不會顯著增強。

2.2.2 洲灘及深槽平面變化 比較近年來小黃洲汊道—新生洲汊道，特別是過渡段(包括小黃洲洲尾匯流段和新生洲洲頭分流段)0，-5，-10，-20 m線平面變化(見圖3)，可見近年來洲灘及深槽平面變化如下：

(1)0 m線變化特征：小黃洲左汊中部金河口邊灘、小黃洲洲尾左緣及大黃洲邊灘0 m線小幅沖刷后退；小黃洲洲尾淤積下延100 m、同時向右側擺動400 m，新生洲洲頭下挫450 m。小黃洲洲尾淤積下延同時向右岸偏轉使得小黃洲右汊進入新生洲左汊入流條件變差，導致小黃洲右汊進入新生洲左汊的流量減小，引起新生洲左汊分流比下降，這一作用在枯季更明顯。同時大黃洲邊灘沖刷后退、小黃洲洲尾向右偏轉使得過渡段左側—新生洲左汊入口處江面展寬，導致泥沙淤積，不利于新生洲左汊的發(fā)展。

(2)-5 m線變化特征：小黃洲洲尾—新生洲洲頭過渡段-5 m線因淤積分別向兩側拓寬，特別是小黃洲右汊出口左側淤積明顯，向右岸移動最大達250 m左右，此種變化對小黃洲右汊進入新生洲左汊的水流有一定阻礙作用；同時新生洲左汊進口左岸石跋河-5 m線向河道內(nèi)延伸，說明新生洲左汊進口有泥沙淤積，入流條件惡化，這與近年來新生洲左汊分流比減小相呼應。

(3)深槽變化(-10 m和-20 m)：小黃洲左汊出口洲體右緣-10 m線沖刷后退，且2008—2011年速率較快、2011年后速率變緩；小黃洲右汊出口左側因小黃洲洲尾下延-10 m線向右岸淤積延展，變化主要發(fā)生在2008—2011年；新生洲左汊進口左岸2011—2013年-10 m線向河道中心淤積延伸；新生洲右汊進口新生洲右緣側-10 m線向洲體沖刷后退，慈湖河口一側-10 m線上沖下淤；2008—2013年向下淤積下延約1 km。而小黃洲右汊上段-20 m深槽因淤積縮小，新生洲左汊進口-20 m孤立深槽上淤下沖，2008—2013年向下游移動650 m。

圖3 近年分流段附近河床0 m線平面變化Fig.3 Plane changes of 0 m depth contour near riverbed in diversion section in recent years

2.2.3 沖淤變化 圖4為2008—2013年小黃洲汊道—新濟洲河段沖淤變化及典型縱、橫斷面位置示意圖，圖5為小黃洲—新生洲汊道過渡段典型橫斷面沖淤變化圖，圖6為過渡段縱斷面沖淤變化，表2為各汊道沖淤量統(tǒng)計情況。由圖表可見，2008—2013年間沖淤變化特征為：

圖4 2008—2013年分流段河床沖淤深度及典型斷面(單位： m)Fig.4 Depth of erosion and deposition of diversion reachfrom 2008 to 2013 and typical sections (unit: m)

(1)小黃洲汊道：左汊河槽因普遍沖刷，沖刷量達419萬m3，一般沖刷深度為-0.5～-5.0 m，這與左汊分流比增大、水動力增強相對應；而右汊累積淤積446萬m3，淤積主要發(fā)生在右汊進口洲體右緣側及出口右岸附近，上游進口最大淤積厚度8 m，下游出口最大淤積厚度3.0 m。

(2)新生洲洲頭分流段：該段河床總淤積量381萬m3，淤積部位主要在左側0～-10 m及右側0～-10 m之間的河床，沖刷則主要在左側-10～0 m洲尾及右側-10～0 m之間的河床，橫斷面上表現(xiàn)為淤積-沖刷-淤積-沖刷，此種沖淤格局對新生洲左汊發(fā)展極為不利。主要表現(xiàn)在，右側淤積-沖刷使得小黃洲右汊進入新生洲左汊的水流動力減弱，左側淤積-沖刷增強了小黃洲左汊下泄水流對小黃洲右汊進入新生洲左汊水流的頂托力，同時新生洲左汊進口段的淤積也使左汊入流條件更差。分流段洲尾—洲頭河道中部的河床，縱斷面ZS1和ZS2表現(xiàn)為上淤下沖，即洲尾淤積下延和洲頭沖刷后退的沖淤特征。由此看來分流段的近年沖淤格局，使得新生洲左汊進口阻力增加，不利于新生洲左汊水動力的維持。

(3)新生洲洲頭：上游小黃洲洲尾淤積下延，新生洲洲頭又無防護措施，小黃洲右汊作為主汊下泄的部分水流通過過渡段頂沖新生洲洲頭，使洲頭沖刷不斷后退，最大沖深達5～6 m，0 m線后退了近500 m。洲頭沖刷后退與洲頭兩緣的沖刷均不利于新生洲汊道的穩(wěn)定。

(4)新生洲汊道：左汊上沖下淤、左淤右沖，5年間凈沖刷量94萬m3，而最近的2010—2013年間淤積了127萬m3。右汊淤積為主，總淤積量139萬m3，進口新生洲右緣產(chǎn)生局部沖刷，該處護岸需加強。總的來說右汊的普遍淤積有利于緩解左汊分流比減小的壓力。

圖5 典型橫斷面沖淤變化 Fig.5 Changes in erosion and deposition of typical cross sections

圖6 分流段灘脊縱剖面沖淤變化Fig.6 Changes in erosion and deposition of longitudinal sections of beach ridge of diversion reach

表2 沖淤量統(tǒng)計(0 m河槽)Tab.2 Statistics of scouring and silting along channel (0 m channel) 104 m3

3 新生洲洲頭分流段與上下游汊道段演變關聯(lián)性分析

新濟洲汊道段的河勢演變與上游馬鞍山河段河床演變息息相關：1993年以前，小黃洲汊道的演變對新濟洲河段的影響較大，小黃洲汊道分流比的變化導致新濟洲汊道分流比大幅調(diào)整，主支汊易位；馬鞍山河段河道整治工程實施后，小黃洲汊道對新濟洲汊道的影響相對減小，主要表現(xiàn)在小黃洲右汊主流頂沖點的上提下移直接影響到新濟洲汊道的入流方向和左右汊分流變化。

1959—1991年，小黃洲左汊彎頂以下大黃洲岸線不斷崩退，小黃洲尾不斷下延，逐漸改變了左汊河道走向和出流方向，兩汊主流于1991年以后在匯流段分離。1959—1976年小黃洲左汊緩慢衰退，分流比曾不足10%；1959年新生洲左汊分流比為61.5%，70年代以后，受上游小黃洲汊道河勢變化及兩汊分流比變化的影響，新生洲左汊逐漸衰退，至1991年左汊分流比從1976年的64%下降到50%，從此由主汊轉化為支汊?？梢娺@期間新生洲左汊的變化趨勢與上游小黃洲的河勢變化密切相關。

1991年后，隨著小黃洲左汊分流比由15%逐漸增加至20%以上，新生洲左汊分流比仍在緩慢衰減之中，但2003年后減速有所放緩。

2008—2013年新生洲上游小黃洲左汊沖刷擴大、分流比增加，小黃洲—新生洲過渡段橫向上自左向右呈淤積-沖刷-淤積-沖刷態(tài)勢，縱向上小黃洲洲尾淤積下延、新生洲洲頭沖刷后退，同時2013年后中汊實施了封堵工程。這些河勢變化特征及人類活動的干預，使得上游左汊分流比增加的同時，由于洲尾淤積右擺，分流點右移，因此下游汊道右汊分流比增加，新生洲左汊分流比小幅減小。雖然2011年后左汊分流比減小趨緩，但在此種河勢格局下，若不采取有效工程措施，新生洲左汊的水流動力仍會進一步減弱。

4 新生洲洲頭控制守護措施分析

4.1 洲頭控制是汊道穩(wěn)定的關鍵

長江中下游河道經(jīng)過水流泥沙及河床邊界長期的造床作用，塑造成了寬窄相間的雙分汊及多汊平面形態(tài)，江心洲這一特有的河床地貌形態(tài)是分汊河道組成不可分割的部分[11]。工程實踐及研究表明，對分汊河道的河勢進行控制并達到河勢長期穩(wěn)定，不能離開江心洲的控制和穩(wěn)定，而在江心洲的整治中，洲頭穩(wěn)定和控制又具有龍頭地位的關鍵作用。當主流頂沖江心洲頭表現(xiàn)為兩側分流的汊道，其兩汊都具有一定的入流條件，汊道處于動態(tài)變化會十分顯著。江心洲處在河床中部，洲頭遭受主流頂沖后退，洲頭分水的形態(tài)會隨之變化，主流至洲頭遇到阻擋后，必然轉變流向向兩岸過渡，頂沖汊道進口段兩側的岸線，導致岸線急劇沖淤[12]。同時，江心洲頭在主流頂沖不斷崩退的過程中，往往會改變兩汊沿程相對阻力和口門局部阻力，造成汊道河勢的不穩(wěn)。除了防止洲頭下移外，還應穩(wěn)定上游汊道段河勢，確保有一個良好的分流條件，控制分流點的左右擺動。因此，控制守護洲頭對于穩(wěn)定下游汊道河段河勢具有十分重要的作用。

4.2 洲頭守護的一般形式

為了保證汊道左右汊進口具有較好的水流條件和河床平面形態(tài)，控制其在各級水位時具有比較穩(wěn)定的分流分沙比，往往需對江心洲頭進行防護。洲頭守護工程的布置應根據(jù)來流條件、洲頭受頂沖的情況及所在汊道河勢而確定。當洲頭受水流頂沖呈兩側分流時，往往在洲頭及兩緣均需守護，以穩(wěn)定洲頭形態(tài)及分流態(tài)勢；同時，洲頭灘面以上也應進行防護或作隔堤，避免洲頭遭受漫灘水流的切割而對分流造成不利影響。

目前，長江中下游江心洲洲頭控制及守護工程的一般形式為：洲頭分水魚嘴(南京八卦洲、南京梅子洲、安徽小黃洲等)、洲頭固灘魚骨壩(戴家洲河段、窯監(jiān)河段、東流水道等)、洲頭導流堤、洲頭及兩緣護岸。

4.3 洲頭控制守護必要性及措施

4.3.1 目前的河勢條件及守護必要性 近年來小黃洲及新生洲汊道段的河勢變化具有以下特征：

(1)2008年來，小黃洲左汊枯季分流比增加的同時新生洲左汊分流比減小，洪季這種關系并不明顯。2008—2011年間，小黃洲左汊分流比增加較快，新生洲左汊分流比減幅1.53%；而2011—2015年4年間，小黃洲左汊分流比增幅較小，新生洲左汊分流比減幅0.88%，說明近年來，新生洲左汊分流比減小趨勢明顯放緩。

(2)2008—2013年，小黃洲洲尾淤積下延145 m，同時向右側擺動400 m。上游小黃洲洲尾淤積下延，新生洲洲頭又無防護措施，洲頭沖刷后退下挫近450 m，最大沖深達5～6 m。小黃洲洲尾淤積下延同時向右岸偏轉使得小黃洲右汊進入新生洲左汊入流條件變差，導致入流流量減小，引起新生洲左汊分流比下降，這一作用在枯季更明顯。

目前上游小黃洲左汊雖然實施了部分護岸工程，對下游新生洲汊道的不利影響可能會進一步削弱，但由于整治工程相對薄弱，加上三峽水庫運行后新的水沙條件對河段的影響，使得上游小黃洲汊道河勢及來流條件不完全穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為左汊分流比略有增加，這種變化直接導致了下游新生洲、新濟洲汊道分流比的變化，且新生洲洲頭一直處于無防護狀態(tài)，洲頭及兩緣的繼續(xù)沖刷均不利于汊道的河勢穩(wěn)定，因此需要立即采取工程措施，防止洲頭繼續(xù)崩退，確保南京河段河勢的長期穩(wěn)定。

4.3.2 新生洲洲頭控制守護思路及措施 根據(jù)目前的河床演變情況、河勢條件，結合汊道穩(wěn)定及防洪安全等要求，新生洲洲頭控制守護的基本思路為：

(1)洲頭控制守護工程措施總原則為現(xiàn)有河勢條件下，以恢復近年洲頭沖刷后退前的灘勢為出發(fā)點，守護新生洲洲頭、防止洲頭后退、阻止分流點下移、抑制小黃洲洲尾淤積下延，確保河勢穩(wěn)定。

(2)適當考慮工程對新生洲左汊分流比增加和對右汊限流的整治效果。

(3)同時要兼顧工程對自身的結構安全、防洪影響，以及工程對長江航道航行安全帶來的不利影響。

從正確應對上游河勢及來流條件不利變化，穩(wěn)定本河段河勢及防洪安全的角度出發(fā)，依據(jù)上述思路，初步提出新生洲洲頭守護措施如下：

(1)修建洲頭導流壩，并輔以護底及洲頭兩緣護岸工程。根據(jù)以往的工程實踐和研究經(jīng)驗，導流壩輔以一定范圍的護底、洲頭兩緣護岸，既有分水導流的功能，又有上提分流點、守護洲頭的作用。在新的河勢、河床沖淤和來水來沙條件下，導流壩的首要任務是阻止分流點下移，穩(wěn)固洲頭河床，防止洲頭繼續(xù)沖刷后退下挫。其次，通過導流壩的分水導流作用，達到增強新濟洲左汊水流動力、增加左汊分流比、有效抑制左汊衰退、確保汊道河勢穩(wěn)定的目的。導流壩的長度應與目前洲頭至近年明顯沖刷前0 m線的距離450 m相近，導流壩的方向與高程應充分考慮流速、流態(tài)變化及分流比的調(diào)整效果，以及工程對航道及防洪的影響。

(2)小黃洲洲尾右側至洲尾灘脊進行局部疏浚。近年來，小黃洲洲尾右側(右汊出口左側)出現(xiàn)明顯淤積，洲尾也因淤積出現(xiàn)下延右擺、灘脊淤高的跡象，其淤積帶處在小黃洲右汊部分主流左偏過渡到下游新生洲左汊的流路上，這種淤積變化增大了河床的局部阻力，加大了小黃洲洲尾和新生洲洲頭淤聯(lián)成一體的風險，同時增強新生洲左汊的水流動力。據(jù)此，有必要對小黃洲洲尾右側至洲尾灘脊的淤積帶進行局部疏浚，以緩解洲尾下延的壓力，同時起到改善新生洲左汊入流條件的目的。

上述導流壩及疏浚工程措施僅是在河演分析的基礎上依據(jù)工程和研究經(jīng)驗初步提出的，具體實施前應通過數(shù)學模型計算和物理模型試驗對方案布置進行優(yōu)化論證。

5 結 語

(1)近年來新生洲洲頭分流段河床演變及上下游汊道的河勢變化主要特征為：小黃洲洲尾淤積下延145 m，右擺400 m，新生洲洲頭沖刷后退近450 m，最大沖深6 m，使得小黃洲右汊進入新生洲左汊的入流條件變差，引起新生洲左汊分流比下降，這一作用在枯季更明顯，對新生洲、新濟洲汊道的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。

(2)洲頭遭受主流頂沖后退，洲頭分水的形態(tài)會隨之變化，必然會轉向頂沖汊道進口段兩側的岸線。同時，洲頭受主流頂沖不斷崩退的過程中，往往會改變兩汊沿程相對阻力和口門局部阻力，造成汊道河勢的不穩(wěn)。因而，控制守護洲頭對于汊道河段河勢的穩(wěn)定具有關鍵作用。

(3)新生洲洲頭控制守護的基本思路為：在現(xiàn)有河勢條件下，以恢復近年洲頭沖刷后退前的灘勢為出發(fā)點，采取合理工程措施守護新生洲洲頭、防止洲頭后退、抑制小黃洲洲尾淤積下延，確保河勢穩(wěn)定；適當考慮工程對新生洲左汊分流比增加和對右汊限流的整治效果；同時要考慮工程對自身的結構安全、防洪影響，以及工程對長江航道航行安全帶來的不利影響。

(4)初步提出新生洲洲頭守護措施為：修建洲頭導流壩，并輔以護底及洲頭兩緣護岸工程，以穩(wěn)固洲頭，上提分流點，增加左汊分流比；對小黃洲洲尾右側至洲尾灘脊進行局部疏浚，以緩解洲尾下延與洲頭淤聯(lián)的壓力，同時起到改善新生洲左汊入流條件的作用。

[1]王昌杰. 河流動力學[M]. 北京： 人民交通出版社， 2000. (WANG Changjie. River dynamics[M]. Beijing: China Communication Press, 2000. (in Chinese))

[2]陳立， 黃杰， 徐敏， 等. 影響界牌河段江心洲洲頭低灘演變的因素分析[J]. 中國農(nóng)村水利水電， 2015(6): 25- 28. (CHEN Li， HUANG Jie， XU Min， et al. An analysis of factors affecting the evolution of shoals at the head of the central bar of Jiepai reach in the middle Yangtze River[J]. China Rural Water and Hydropower， 2015(6): 25- 28. (in Chinese))

[3]張子龍， 臧英平. 南京八卦洲汊道河道整治工程措施分析[J]. 人民長江， 2003， 34(7): 30- 32. (ZHANG Zilong， ZANG Yingping. Analysis of regulation measures of Baguazhou branched channel in Nanjing[J]. Yangtze River， 2003， 34(7): 30- 32. (in Chinese))

[4]付中敏， 鄭驚濤， 王平義， 等. 彎曲分汊河段江心洲穩(wěn)定性試驗研究[J]. 水運工程， 2010(12): 109- 114. (FU Zhongmin， ZHENG Jingtao， WANG Pingyi， et al. Experimental study on stability of river island in braided river[J]. Port & Waterway Engineering, 2010(12): 109- 114. (in Chinese))

[5]李志威， 李艷富， 王兆印， 等. 分汊河流江心洲洲頭沖淤概化模型[J]. 水科學進展， 2016, 27(1): 1- 10. (LI Zhiwei， LI Yanfu， WANG Zhaoyin， et al. A conceptual model of deposition and erosion of mid-channel bar head zone in anabranching river[J]. Advances in Water Science， 2016, 27(1): 1- 10. (in Chinese))

[6]韓劍橋， 孫昭華， 馮秋芬. 江心洲頭部沖淤動力臨界特性[J]. 水科學進展， 2013, 24(6): 842- 848. (HAN Jianqiao， SUN Shaohua， FENG Qiufen. Critical features of flow dynamics at the entrance of multi-branched channels[J]. Advances in Water Science， 2013, 24(6): 842- 848. (in Chinese))

[7]姚仕明, 余文疇. 長江彎曲型分汊河道分流區(qū)水流泥沙運動特性[C]∥第六屆全國泥沙基本理論研究學術討論會, 2005: 325- 331. (YAO Shiming, YU Wenchou. The characteristics of bending type braided river diversion flow sediment movement[C]∥The Sixth National Symposium on Basic Theory of Sediment, 2005: 325- 331. (in Chinese))

[8]徐錫榮, 臧英平， 仲躋文， 等. 長江新濟洲汊道演變與整治[J]. 河海大學學報(自然科學版), 2010， 38(4): 373- 377. (XU Xirong， ZANG Yingping， ZHONG Jiwen， et al. Fluvial process and regulation of Xinjizhou branched channel on Yangtze River[J]. Journal of Hohai University(Natural Sciences)， 2010， 38(4): 373- 377. (in Chinese))

[9]徐錫榮， 鐘凱， 白金霞. 長江小黃洲演變對下游汊道分流特性的影響[J]. 河海大學學報(自然科學版)， 2014， 42(3): 211- 216. (XU Xirong， ZHONG Kai， BAI Jinxia. Influence of evolution of Xiaohuangzhou bifurcated reach on flow-dividing characteristics of downstream bifurcated reaches of Yangtze River[J]. Journal of Hohai University(Natural Sciences)， 2014， 42(3)： 211- 216. (in Chinese))

[10]謝鑒衡. 河床演變及整治[M]. 武漢: 武漢大學出版社, 2013. (XIE Jianheng. River bed evolution and regulation[M]. Wuhan: Wuhan University Press, 2013. (in Chinese))

[11]余文疇， 盧金友. 長江河道演變與治理[M]. 北京: 中國水利水電出版社, 2005. (YU Wenchou， LU Jinyou. Evolution and governance of Yangtze River[M]. Beijing: China Water & Power Press, 2005. (in Chinese))

[12]黃金堂，郭振明. 洲頭護岸對分汊河段河勢穩(wěn)定的影響[C]∥長江護岸工程(第六屆)及堤防防滲工程技術經(jīng)驗交流會， 2001. (HUANG Jintang， GUO Zhenming. Influences of revetment on braided river regime stability[C]∥Yangtze River Bank’s Protection Project (sixth) and Technical Experience Levee Seepage Proof Project Exchange, 2001. (in Chinese))

Evolution characteristics and protection measures for diversion section of Xinshengzhou shoal head in lower Yangtze River

HONG Siyuan1, 2， WANG Jianzhong1， FAN Hongxia1， ZHU Lijun1

(1.NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210029，China； 2.HohaiUniversity，Nanjing210098，China)

The river channel process of the bifurcating section of a shoal head plays a vital role in river regime control and stability, and this issue has been a widespread concern in the water conservancy and water transport engineering. The object of the analysis, the bifurcating section of the shoal head of the Xinshengzhou, situated at the Yangtze River reach adjoining Jiangsu and Anhui Provinces, is the gateway to Nanjing reach of the Yangtze River. In this study, the river channel process characteristics of the bifurcating section of the shoal head of the lower Xinshengzhou and the Xiaohuangzhou bifurcating channel are analyzed to reveal the inherent relations between the two upper and lower two inlet’s diversion ratios, and between the scour and siltation along the shoal head, and to demonstrate the importance in controlling the evolution characteristics and hydrodynamic changes of the shoal head and the main or branch channels. Analysis results show that regulation measures should be taken for controlling the significant effects of the shoal head on the hydrodynamic conditions and the river channel process of the adjacent branches. Considering the new water-sediment conditions, river regime changes and stability due to the operation of the Three Gorges project, the regulation measures for the Xinshengzhou shoal head should be as follows: the training walls and groynes which have the reasonable lengths, directions and heights must be placed in front of the shoal head to control the flow regime, and the local dredging should be carried out on the right side and the shoal ridge of the Xiaohuangzhou shoal in order to avoid persistent erosion. Meanwhile, the other protection works must be constructed on the riverbed and along the riverbank. These research results can provide a useful reference for the comprehensive regulation of the river reach.

Xinshengzhou; bifurcating channel; river channel process; regulation measures for shoal head; training walls and groynes

10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.02.012

2016-07-08

洪思遠(1991—), 男，黑龍江哈爾濱人，碩士研究生，主要從事水力學及河流動力學研究。 E-mail: yuanhsnhri@163.com

TV147

A

1009-640X(2017)02-0091-09

洪思遠， 王建中， 范紅霞， 等. 長江下游新生洲洲頭分流段演變特征及洲頭守護措施[J]. 水利水運工程學報, 2017(2): 91-99. (HONG Siyuan, WANG Jianzhong, FAN Hongxia, et al. Evolution characteristics and protection measures for diversion section of Xinshengzhou shoal head in lower Yangtze River[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017(2): 91-99. (in Chinese))