周天河段航道整治工程对荆江右岸堤防的影响

1、杨家厂刘家台.家垴朱家湾七姓台2#上码头、穴中码头4#戚家台，华寺1#潜坝j潜坝妇Z3#潜坝,Z2#潜坝z4#潜坝| .ZS#潜坝 役家台张家湾郑家河:5#覃家渊6#洲张家榨7#草房关8#胡汾沟黄水套黄家台25Z6# 潜坝IlZ7#潜坝I公堤Y1#潜坝Y2#护滩带I清淤工程4道护滩建筑物蛟子渊新厂袁家码头_ - 深泓线 水边线 拟建工程 o iaktff尺/Q n藕，七天星渊r /1茅林口:阳树周天河段航道整治工程对荆江右岸堤防的影响摘要：长江周天河段2006年采用潜坝、护滩带两种工程类型进行了控导，为了解周天河段航道整治 工程对荆江南岸堤防的影响，根据对杨家厂古长堤的河床演变分析，认为在郝穴

2、原有矶头群及航 道整治工程的5道潜坝和护滩带的综合作用下，深泓将进一步向右岸逼近并加剧对右岸近岸河床的 纵向下切和侧向侵蚀及沿程冲刷，护滩带的构筑将对荆江南岸堤防的护岸工程产生不利影响并就此 提出了建议。关键词周天河段；航道整治；潜坝群；荆江右岸；堤防1、基本情况1.1航道整治工程概况长江周天河段上起郝穴，下至古长堤，全长28km，该段航道整治工程采用潜坝、护滩带两种工 程类型达到控导的目的。工程布置如下：在九华寺以下建5道潜坝，其作用是在河道过郝穴矶头后的放宽处后，使主流从九华寺开 始过渡到右岸的覃家渊一带。(见图1)家台图1周天河段航道整治控导工程及典型断面布置示意图对原清淤应急工程中的Y

3、1#、Y2#护滩建筑物加长，再在其上游建Z6#、Z7#两道潜坝，主要作用是封堵蛟子渊心滩左侧的深槽及抬高蛟子渊边滩，使蛟子渊边滩成为一完整高大的边滩。（3）潜坝采用堆石坝结构型式，坝体、坝头采用全抛石结构，用D型排护底，Z7#坝根做接岸 处理；护滩带采用D型砼块软体排守护1。1.2河道基本情况1.2.1概述分析河段的范围上起杨家厂，下至古长堤，其中荆65 （杨家厂）荆84 （郑家河头）属公安河 段郝穴河弯，该段河道属上荆江一部分，为弯曲分汊性河道，沿程两岸主要有采石洲、七姓台边滩、 戚家台边滩、九华寺边滩、周公堤边滩，蛟子渊边滩等。杨家厂郝穴为束窄河段，河宽750900m， 郝穴新厂段河宽逐渐

4、扩大到1620m，河道内南五洲长约24km，宽约3km，地面高程32.038.0m （黄海高程），洲上建有民堤及居民点，左汊为主汊，右汊黄水套仅在中、高水位时才通流，最大过 流量300m3/s，分流比不到1%。1.2.2水文泥沙特征分析河段内的水沙主要来源于上游干支流，河道水沙特征呈如下特点：由于三口分流的原因， 上荆江水沙量沿程减少；受各种自然和人为因素影响，藕池口分流分沙历年呈递减趋势；由于郝穴 以下河段汛期受洞庭湖出流顶托影响，郝穴以上河段各站水位年变幅沿程递减，郝穴以下河段水位 年变幅沿程递增，且越接近洞庭湖口所受顶托越强，水位变幅也越大。1.2.3地质及河床边界条件该段河床由冲积层组

5、成，河底上层为粘土与砂壤土组成，中层为中、细沙层，最下层为卵石层。 郝穴河弯左岸的粘性土层厚度比南五洲大，一般超过10m，且土质组成比较南五洲好。该段河岸以粉质壤土为主，局部有砂壤土，粉细砂、粉质粘土，由于近期河势的演变，部分堤 段或迎流顶冲，或受对岸矶头群挑流及边滩之影响，深泓逼近，江水环流侧向侵蚀，造成堤脚严重 冲刷，虽有部分堤段进行了护岸，但因处理不彻底，目前仍存在坡脚淘蚀，坡面下沉，崩岸等现象， 其中以覃家渊、草房关、胡汾沟、黄水套最为险要。1. 3现有水利工程及其它情况该段河道右岸为荆江分洪区围堤之荆南长江干堤，属国家二级堤防。自荆南长江干堤加固工程 实施以来，黄水套郑家河头一带实施

6、了护岸工程，南五洲覃家洲、草房关一带仅有零星的砌石护 岸。主要的水利及码头设施有南五洲水闸取水口，黄水套新闸、黄水套水文观测站、南五洲砖瓦厂 简易码头，黄水套分洪专用滑坡式码头，黄水套渡口等。1. 4河道右岸险段基本情况黄水套郑家河头险段上起柳梓河出口，下抵吴量庵泄洪口，桩号615+460620+775，长5315m。 该段江面宽阔顺直，深泓摆动频繁，河床冲淤变幅较大，现滩宽最窄处仅18m,目前仅初步控制住 岸线的进一步崩坍。戚家台胡汾沟险段上起新江村，下抵农丰村，桩号23+00032+500，长9500m。1957年开始 北岸流速滞缓，泥沙开始淤积，洲滩形成并日渐扩展增高，河泓不断南移，南岸

7、连年崩塌。1960年 以来曾19次退堤，退堤长度16km。至2011年止，每年均有崩岸发生，目前仅初步控制住岸线的进 一步崩坍。2河床演变2.1历史演变概况据历史资料记载，1830年以后，随着公安河段斗湖堤河弯南岸的不断崩坍，河面不断展宽，逐 渐形成突起洲。郝穴河弯中的采石洲、白沙洲、新淤洲、新泥洲、白脚洲等五个江心洲将河道分为 左右两汊，左汊为主河槽，右汊为黄水套。采石洲等五个江心洲由于历年不断淤高，逐渐联成一个 整体，成为现在的南五洲。2.2近期河床演变根据已有资料2,该河段近期河床演变如下：深泓线的变化：自1993年后，黄水套郑家河头主流基本稳定，但在戚家台张家榨之间 呈逐年右移上提之势

8、。洲滩变化：该段河道内主要有九华寺、戚家台、蛟子渊、新厂等边滩及周公堤心滩。河道 右侧的心滩基本萎缩，河道左侧的边滩、心滩则大多处于稳定或发展状态，这对主流向右侧摆动和 上提提供了一定的基础，对覃家渊胡汾沟一带的岸线稳定造成一定的威胁。河床的纵向冲淤变化：自1965年以来，其20m等高线深槽由覃家渊开始逐年发育，1987 主要在草房关黄水套间发展，1993年深槽下端扩展至黄家台，1998年其下端收缩至黄家台上游附 近，并与袁家码头20m等高线深槽相望，2002年张家榨20m等高线深槽与草房关黄家台深槽连 成一片并与袁家码古长堤的深槽贯通，2004年深槽上端上延至戚家台，深槽的外沿在张家榨草 房

9、关一带向左侧移动，内侧则在胡汾沟一带向岸坡逼近，贯穿后的深槽过黄水套后方逐渐向茅林口 贴近。河床的横断面冲淤变化：长科院曾在其分析河段内布设了 11个断面(见图1)，经对河段 右岸有一定影响的5 #断面7 #断面的分析，5 #断面7 #断面右岸的近岸河床近年来总体上呈冲 刷状态，其中5#断面右岸的近岸河床呈冲刷内靠型，6#断面右岸近岸河床呈单向下切型，7#断 面右岸近岸河床则呈冲淤交替内靠型。覃家渊、张家榨、草房关受主流的冲刷及侧向侵蚀影响较大， 草房关胡汾沟一带的近岸河床除尚处冲刷期不容忽视外，蛟子渊边滩及新厂边滩的淤长也将对其 产生一定的负面影响。3该河段航道整治工程对河道右岸的影响3.1

10、该河段航道整治工程的水位影响根据长江科学院的平面二维水流数学模型3分析，在防洪设计洪水位流量下，最大壅高值1.8cm, Z1Z5#潜坝影响范围上游250m，下游100m，Z6#Y1#坝及Y2#护滩带影响范围上游500m,下 游250m，此壅高值对右岸的防洪影响甚微。3.2该河段航道整治工程的流速影响长江科学院的分析3表明，在整治水位流量下，工程右侧工程掩护区外流速增加，流速增加值 一般为0.010.2m/s，最大增加值为0.31m/s，Z1Z5#潜坝流速影响范围上游400m，下游1300m， Z6Y1#潜坝、Y2#护滩带的流速影响范围上游1500m，下游1100m，在此流量条件下，河道主槽流

11、速增大，增加值一般为0.010.1m/s，右岸流速增加值一般为0.010.05m/s，对右岸的防洪影响 不大。3.3深泓的变化根据南京水利科学研究院的动床模型试验囹，该工程实施后，过渡段的下段稳定在覃家渊张 家榨一带，结合郝穴矶头群、Z1#Z5#潜坝的挑流作用，深泓将进一步向右岸偏移，顶冲点也将上 提到戚家台下游附近，在Z6#Z7#潜坝及Y2#护滩带的综合影响下，深泓则向草房关一胡汾沟靠 移，尤其是草房关将和覃家渊一样受到顶冲、下切及侧向侵蚀的多重影响。3.4边滩的变化南京水利科学研究院主要对蛟子渊边滩做了动床模型试验，试验结果囹表明，该工程实施后， 蛟子渊滩头呈现缓慢淤积的态势，30m线滩头

12、上延1600m，这将加剧对张家榨一草房关的冲刷，蛟子 渊边滩的淤长有利于新厂边滩的发育，黄水套郑家河头有可能受其影响。4该河段航道整治工程对右岸影响的综合评价4.1该河段航道整治工程对右岸近岸河床的影响该河段航道整治工程5道潜坝的作用，就是使主流从九华寺开始过渡到右岸的覃家渊一带，随 着主泓进一步南移，顶冲点上提，戚家台下游胡汾沟的冲刷加剧，尤其是覃家渊草房关受到较 大影响，新厂边滩的发育也增加了黄水套郑家河头河床的不稳定因素。4.2该河段航道整治工程对右岸岸线及护岸工程的影响该河段内右岸土体结构松散，抗冲刷能力差，在迎流顶冲、主泓向右岸逼近的情况下，受 水流的冲刷及侧向侵蚀的影响和波浪的淘刷

13、，覃家渊草房关的岸线呈现不稳定状态。6#断面2002年2004年最大冲刷深度12.0m，该河段航道整治工程运行期间将进一步对 覃家渊张家榨一带的护岸工程造成不利影响，而对黄水套一黄家台护岸工程的影响则有待于根据 其后的实测资料做进一步的评价。4.3该河段航道整治工程对河道行洪的影响该河段航道整治工程为低水整治建筑物，在防洪设计洪水条件下，修建潜坝减少过水面积最大 为600m3,占工程前河道行洪断面面积的3%，工程后河道水位和流速的变化主要在工程附近局部范 围，水位最大壅高值不大于2.0 cm，不会对河道行洪产生明显不利影响，但在汛期，由于主航道贴 近右岸，大型船队及船舶过往的波浪对右岸的堤坡及

14、护岸工程产生一定的淘刷，对右岸的防洪产生 一定的影响。4.4该河段航道整治工程对右岸水利工程及设施的影响该河段航道整治工程的主要作用是使主流从九华寺开始过渡到南岸，并使蛟子渊边滩抬高成为 一完整高大的边滩，以满足周天水道设计水位下的最小航道尺寸，该工程运行期间，不会造成右岸 的淤积。对黄水套闸、黄水套分洪专用滑坡式码头、黄水套渡口的运用不会产生不利影响，但在主 泓南移的影响下，对黄水套闸、黄水套分洪专用滑坡式码头的临江面翼墙及其它设施有可能造成一 定的冲刷从而导致个别部位的坍塌、损毁。5结论及建议5.1结论该处航道整治工程的潜坝群和护滩带虽属低水整治，却进一步改变了河床的自然边界条件， 在郝穴

15、原有矶头群及航道整治工程的潜坝和护滩带的综合作用下，受其挑流影响，深泓将进一步向 右岸逼近并加剧对右岸近岸河床的纵向下切和侧向侵蚀及沿程冲刷，尤其是覃家渊草房关受到的 影响最大。护滩带的构筑将抬高蛟子渊边滩并有利于新厂边滩的发育，这将对黄水套郑家河头的护 岸工程产生不利影响，同时，黄水套闸及黄水套分洪专用滑坡式码头的进口段将受到一定程度的淘 刷。该处航道整治工程的潜坝群，在防洪设计水位条件下对河道行洪无明显不利影响，但在中、 高水位期间，由于主航道贴近右岸，大型船队及船泊过往的波浪也将对右岸的堤坡及护岸工程产生 一定淘刷与冲击。5.2建议对戚家台胡汾沟一带采取加固防护措施，其中对覃家渊草房关进行重点守护。对戚家台胡汾沟及黄水套郑家河头近岸河