奉化江江道形势分析及对策研究

张松达，谢 敏，单海涛

（宁波市三江河道管理局，浙江 宁波 315020）

宁波市的姚江、奉化江和甬江俗称“三江”，其中奉化江是甬江流域重要支流，流域面积2378km2，主流剡江，支流鄞江、县江、东江，在宁波市区三江口汇入甬江（见图1）。近年来多数学者对姚江和甬江的河床演变规律、水文泥沙特性等进行了大量研究[1-3]，对奉化江的研究相对较少。严文武基于奉化江2004年和2009年的江道断面资料，分析了奉化江2004— 2009年河床冲淤变化，研究表明，奉化江鄞州二桥以下河段宏观上呈现出以淤积为主的特征[4]。金德钢等建立了奉化江中心城区段二维动床水流泥沙数值模型，并在奉化江解放南路桥、绕城高速公路跨奉化江大桥等工程中得到广泛应用和良好的验证，可为奉化江中心城区干流河段涉水工程的影响评估提供一定的技术支撑[5]。这些研究多集中于河床冲淤变化和涉水工程影响评估上，对奉化江近年来出现的堤脚冲刷稳定问题和汛期两岸排涝问题的研究则鲜有报道。本文结合奉化江河段近年来的江道形势及潮汐特征变化，对奉化江河道出现的河床淤积、堤脚冲刷和排涝问题进行剖析，并提出相应的对策，以期为奉化江河道的整治和管理提供一定的科学依据和技术支撑。

图1 奉化江水系图

1 奉化江概况

奉化江上游属山溪性河流，源短流急，中下游为潮汐河段，潮水一般可上溯至鄞江桥、肖镇和西坞等地。奉化江上游已建大中型水库8座，大型水库有周公宅、皎口、亭下、横山等（见图1），大中型水库控制面积占流域面积的38.5%。

奉化江干流两岸地势较为平坦，地面高程约2.20m（1985国家高程基准，下同），主要有鄞西平原、鄞东南平原、江口平原。方桥三江口以下干流全长26.4km，河道宽度不一，上宽下窄，最宽处220m，最窄处仅93m。干流两岸建有20～ 100a一遇标准的防洪堤，其中宁波三江口至鄞州大桥为100a一遇，鄞州大桥至绕城高速为50a一遇，绕城高速至方桥三江口为20a一遇，至2017年干流防洪堤全线封闭。堤防形式以堤岸分离为主，局部区段堤岸合一。

2 奉化江江道形势及潮汐变化

奉化江平原形态呈蛇曲形，是冲击平原上比较典型的蜿蜒型河道，随着两岸堤防的建成，奉化江已经成为平面上十分弯曲的人工渠化河道。

2.1 奉化江河床淤积较多

1962— 2009年的47a，由于姚江大闸、甬江口拦海大堤的实施，改变了三江河道原有的潮动力特征，加之兴建上游水库，沿岸人类活动不断增加，奉化江全河道出现明显的淤积。方桥三江口至铜盆浦闸河段容积减少834.0万m3，河床平均淤积3.61m；铜盆浦闸至三江口河段容积减少525.0万m3，淤积深度3.24m，全河段出现逐年淤积态势[6]。

2009— 2015年，奉化江河段整体呈“上淤下冲”的态势（见图2）。方桥三江口至铜盆浦闸河段容积减少120.0万m3，河床淤积约0.52m，整体呈淤积态势，凸岸边滩淤积尤为明显，不少边滩高程均在1.50m以上；扣除2011年奉化江鄞州二桥 — 市区三江口恢复性清淤53.2万m3后，铜盆浦闸至三江口容积增加34.0万m3，平均冲深0.20m，除局部凸岸边滩有所淤积外，整体呈现冲刷态势。

图22009 — 2015年奉化江冲淤分布图 单位：m

根据对台风过后冲淤变化的观测，冲淤变化上下游形态不一。2013年“菲特”台风过后，奉化江各断面均表现为冲刷，全河段平均冲刷幅度为0.18m，边滩有冲有淤，其中最大冲刷断面位于庙堰碶断面，主槽冲刷幅度为0.50m，边滩冲刷幅度为0.21m。2015年“灿鸿”台风过后，铜盆浦上游河段冲刷变化较小，河道总容积增加6.92万m3，河床平均高程冲刷0.03m，多处弯道凹岸冲刷。

2.2 深弘高程和平面摆动幅度较大

2009年以来，奉化江冲刷引起的深弘高程和平面摆动比较明显的主要有市区三江口、长丰桥、杭甬高速奉化江大桥、机场高架（上）、鄞州二桥、北渡（上）、横涨、杀鸡湾等断面，主要发生在弯道处。市区三江口主槽贴近河道右岸，年际摆动幅度较小，最大偏移距离27.00m，深弘高程变幅为3.26m，目前深弘高程约为-12.00m，主要呈现淤浅状态。长丰桥深弘高程-13.50m，刷深3.24m。机场高架上游100m断面，2009年深弘线位于河道中部，2015年向右岸偏移35m，摆动幅度为18%。横涨断面深弘向左岸摆动25m，摆动幅度为19%，现有深弘高程-11.63m。杭甬高速奉化江大桥附近河弯，鄞州一桥、二桥之间河弯深弘摆动均接近40m，上述深弘高程均接近-11.00m，深弘离凹岸距离只有30～ 40m。

2.3 潮汐特征出现明显变化

近30a来，镇海站平均高潮位抬升约40cm，平均低潮位降低约10cm。根据奉化江北渡、澄浪堰2个长期潮位站的观测分析，1980年以后，两站的平均高潮位和平均低潮位均呈上升趋势，北渡站分别抬升0.10，0.57m，澄浪堰站分别抬升0.22，0.15m，平均低潮位的抬升加大了沿岸平原的排涝难度。

奉化江进口澄浪堰多年平均高潮位1.24m，多年平均低潮位-0.37m，平均潮差1.61m。观测表明，奉化江进潮量逐年减少。姚江大闸建闸前，1957年8月观测灵桥断面在平均潮差1.58m时，涨潮量达1220.0万m3；建闸后1962年5月观测在平均潮差1.85m时，涨潮量为1100.0万m3。以每年平均潮差1.61m为例，1987年涨潮量约1060.7万m3，2013— 2016年年均约736.2万m3，减少了约30.6%。

2.4 径流和洪水特征变化

根据澄浪堰1973— 2016年实测涨潮量推算的年径流量，奉化江多年平均径流量16.4亿m3，最小年径流量为2003年的6.56亿m3，最大年径流量为2015年的25.70亿 m3。2008— 2014年年均径流量为 18.30亿 m3，2015— 2016年年均为24.30亿m3。统计发现，从20世纪90年代后期开始，奉化江径流量总体偏多，也是平均低潮位抬升的一个原因。

奉化江洪水位抬升是近年来的明显表现，以鄞西主要河网控制高水位1.66m为标准，2013年“菲特”台风期间，北渡和澄浪堰分别连续174h和136h水位高于1.66m；2015年“灿鸿”台风分别连续168h和115h水位超过1.66m；2016年“莫兰蒂”台风分别连续96h和76h水位超过1.66m。2016年“莫兰蒂”台风，北渡站出现历史最高潮位3.62m。外江潮位超过内河高潮位的历时越长，内河平原排涝越困难。

3 主要问题及原因剖析

3.1 淤积问题

根据河道断面及水下地形监测，奉化江呈现上段淤积、下段冲淤基本平衡的状态。铜盆浦以上始终处于缓慢淤积的状态，铜盆浦以下年内或年际间基本呈现冲淤平衡的状态。铜盆浦以上至方桥三江口，年均淤积约18.00万m3，长年累月造成河床不断抬高，又缺乏清淤措施，导致多年平均低潮位不断抬升。

造成淤积的原因主要是纳潮量减小和潮动力减弱引起的外源泥沙淤积。1990年以来镇海站潮差呈现持续增大趋势，北渡站潮差持续减小，即下游河段潮动力增强，上游河段潮动力减弱，从而使下游河段由淤转冲，泥沙在上游落淤，导致铜盆浦以上河段呈现持续淤积的态势。同时，1980年以来甬江的外海含沙量呈增大趋势，在多年平均潮量下，2014年杭州湾南侧海域实测含沙量较1980年增大约77%[7]。镇海平均含沙量从20世纪80年代的1.0kg/m3增加到目前的1.8kg/m3。因此导致甬江口断面的含沙量和输沙量增加，进而影响奉化江淤积。此外，上游拦蓄径流削峰和人为因素也是影响奉化江淤积的一个原因。江道的淤积，势必会影响行洪排涝。

3.2 堤脚冲刷稳定问题

鉴于奉化江河势弯曲，潮流和洪水冲刷，堤防封闭后洪水位不断抬高，近岸流速加大，深弘线不断向凹岸摆动趋近，深弘加深。相对薄弱的堤防长度达11.8km，主要位于弯道凹岸和长丰桥以下冲刷段。目前面临的主要问题有以下几个：

一是深弘线离凹岸较近。根据河道深弘线离堤防距离占断面总河宽的百分比分析，42个断面中，河道深弘线离堤防距离占断面总河宽的20%以下占5个，20% ～ 30%占5个，30% ～ 40%占19个，40% ～ 50%占23个。由此可见，深弘线偏离河道中心线的幅度较大，有25%的深弘线已十分靠近凹岸堤防，对堤防安全构成隐患。

二是深弘较深。奉化江深弘高程基本处在-10.00m左右，最深的新水菱池碶弯曲段和长丰桥弯曲段分别达到-14.26m和-13.10m。2016年3月至2017年3月年际冲淤幅度在0.10～ 0.47m，但2009年8月至2015年8月，最大冲淤幅度达到3.00～ 4.00m。

三是堤脚至深弘的横向边坡相对较小。经初步测算，部分弯曲段凹岸堤脚至深弘平均坡度为1:2.7～ 1:4.0，个别边坡随着深弘的靠近，坡度可能会越来越小，深层滑动的可能性不能排除。

四是洪水期近岸流速加大，易发生堤脚冲刷。如果不改善弯曲段凹岸的流场环境，深弘线顺其靠近，则堤防近岸流速会进一步加大，对堤脚的冲刷也将更为严重。初步分析，奉化江干流堤防封闭后，弯曲段近岸流速在洪水期将有所增加。100a一遇、50a一遇、20a一遇洪水条件下，近岸流速比现状平均增幅分别为3.4%、12.6%、19.2%，近岸冲刷幅度为 9～ 21cm[8]。

五是弯道水面横比降较大。在河道弯道处，由于河流过弯时的离心作用，凹岸侧水流会有一定程度的抬升，在大流量洪水过程中，由于流速增加显著，水面抬升相对较大，弯道环流作用越强，水流对堤岸的掏刷也越强。大洪水条件下，奉化江主要弯曲段弯道横比降达到（5～ 15）×10-4，弯道水面抬升对凹岸的掏刷作用十分明显。

3.3 排涝问题

平均低潮位和高潮位的抬升，导致两岸平原排涝困难。尤其是奉化江上游平均低潮位的不断抬升，对鄞东南和鄞西平原排涝影响更大。根据近几年台风期洪水影响的分析，2015年“灿鸿”台风、2016年“莫兰蒂”台风期间，奉化江水位居高不下，沿江澄浪堰、段塘、大石碶、道士堰等水闸一直无法打开排涝，只能依靠沿江泵站强排，严重影响了城区排涝。“灿鸿”台风、“莫兰蒂”台风期间，澄浪堰连续51h和42h不能启闸排水，大石碶“莫兰蒂”台风影响5d内仅启闸13h，“卡努”台风影响5d内仅启闸18h。奉化江堤防全线封闭，洪水全部归槽，奉化江洪水位势必进一步抬高，两岸水闸洪水期排水时间大大缩短，排水效率进一步降低，两岸平原的排涝压力进一步加大。

4 对策措施

4.1 局部河段采取切滩清淤

从目前现状看，奉化江干流上游段局部清淤十分必要。清淤范围主要是多个重点河弯凸岸边滩清淤、堤防后退留下的滩地和废弃堤防清理。为安全起见，可考虑堤外20m边滩以外开始清淤，清淤底高程不低于-3.00m。主要作用是一方面扩大行洪断面，增加行洪流量；另一方面改善凹岸河势，尽量使深弘远离凹岸，减少堤脚冲刷。

4.2 冲刷段堤脚防冲加固

长丰桥以下奉化江河道历来以冲刷为主，过去几年每年实施抛石护脚，取得了良好效果，今后仍然需要对冲刷段进行抛石护脚。对于深弘离堤脚不足河宽20%、深弘高程较深的河弯凹岸堤防，视堤防结构型式也有必要采取一定的预防措施。

4.3 加强河势监测

建议加强奉化江水下地形变化的监测和河势分析工作。

（1）水下全河段地形测量从过去的1次/ 5a，加密至1次/ a（每年7月主汛期前）；重点河弯每次大洪水过后另增加测量次数。

（2）全河段断面测量（每500m设1个断面），从原来的1次/ a，加密至3次/ a，时间分别为3月、7月、11月。

（3）北渡增设潮流量观测站。过去奉化江仅有澄浪堰站观测潮流量及泥沙，北渡设置流量及泥沙观测，对奉化江潮流及泥沙变化和洪水分析具有十分重要的作用。

4.4 健全巡查检查机制，落实安全管理责任

奉化江两岸分属鄞州、海曙、奉化三地，按照三江河道管理体制，两岸堤防及相关工作均实行属地负责制，堤防的建设、管理、维护分别由鄞州区水利局、海曙区农林水利局、奉化区水利局负责。鄞州区设有三江堤防管理所，海曙区设有堤防管理所，奉化区设有奉化江水利管理处，实行专职管理。按照堤防管理要求进行日常巡查，三江局建设了“智慧三江”管理平台，巡查情况通过APP手机端实时返回管理平台记录，实行月检查、季通报、年考核制度。目前各地的主要问题是巡查责任落实不到位，巡查不及时，巡查以水政执法为主，缺乏堤防安全专业技术的巡查检查。为此，建议如下：

（1）鄞州、奉化、海曙三区水利部门，在落实局长负安全总责的基础上，应再明确1位副局长为巡查责任人，落实各项巡查工作；

（2）落实专职巡查人员，配备具有水利专业技术的人员进行巡查管理；

（3）规范巡查技术要领，明确巡查内容和频次，定期对堤防沉降位移进行测量；

（4）巡查维护服务外包，更能使堤防管理工程落实到位。

4.5 加强堤防安全的预测预警

一方面，市三江局在水下地形测量和断面测量的基础上及时分析研究，将河势变化情况及分析研判意见通报各区市水利部门，对可能出现的安全隐患及时预警。

另一方面，属地水行政主管部门应根据水下地形及断面冲淤变化情况，及时委托设计部门进行堤防安全复核，提出并落实堤防加固和维护的技术措施，确保堤防安全。要有针对性地落实预案措施，储备相应的抢险物资。

4.6 改进两岸排涝调度措施

针对奉化江洪水期可能出现的持续高水位情况，除了按规划实施两岸排涝泵站外，很重要的一项措施是台风影响前两岸平原涝区低潮位过程中的前期预排预泄，通过预排将鄞西平原和鄞东南平原降至低水位运行，增强平原地区自身承蓄涝水的能力。要求将预排预泄作为一项制度固定下来，市防办统一调度，鄞州、海曙、奉化三区防办和三江局实现联合调度。高水位期间，两岸水闸及时候潮强排，增加排水时间。

5 结 语

弱潮海相感潮河道在平面弯曲、底坡较大的河段，具有河势变化明显、泥沙淤积突出、平均低潮位抬升较快、弯道冲刷显著等特征，应特别加强对河势摆动、潮流变化、泥沙淤积的监测分析，采取有效的清淤、防冲等工程措施，努力改善河势，巩固提升行洪能力，确保堤防安全。

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[4] 严文武.宁波三江河道水沙特性及冲淤变化规律[J].水利水运工程学报，2011(4)：143- 148.

[5] 金德钢，邹长国，杨成刚.奉化江中心城区段二维动床水流泥沙数值模型的求解及应用[J].海洋学研究，2008(4)：29- 34.

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