刁天仁
(安徽省地质矿产勘查局第二水文工程地质勘查院,安徽芜湖 241000)
关健词:长江干流马鞍山段岸带;主要地质环境问题;河道演变;岸带崩塌;岸带淤积;河段感潮;防治对策建议
2016 年1 月5 日,习近平总书记在推动长江经济带发展座谈会上强调:长江是中华民族的母亲河,也是中华民族发展的重要支撑。推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑,走生态优先、绿色发展之路,要优化已有岸线使用效率,把水安全、防洪、治污、港岸、交通、景观等融为一体,抓紧解决沿江工业、港口岸线无序发展的问题。中央有关负责同志也指出:长江要共抓大保护、不搞大开发,坚持生态优先、绿色发展的原则,建立科学的长江生态环境标准体系。安徽省委省政府表示:长江安徽段要坚持生态优先、绿色发展,坚持共抓大保护、不搞大开发,在空间上把牢“三道防线”,科学划定1km、5km、15km三道生态防线,着力从源头上堵住污染,在领域上把握“三个重点”,实现水更清、岸更绿、产业优。
长江干流马鞍山岸带总长88.048km,其中左岸自和县西梁山至乌江驷马河口修建了和县江堤,全长54.948km。右岸自芜当交界起至马鞍山的猫子山为马鞍山江堤,总长31.8km。马鞍山段岸线已利用长度约28km,约占岸线总长的37%,主要为港口、工业、仓储等。近些年来,随着马鞍山市经济的不断发展,沿江大堤、港口、河道工程以及马鞍山长江大桥的建设等一系列人类工程活动对马鞍山河段的地质环境影响较大,环境问题较多。
马鞍山江段平面形态两头窄、中间宽,呈藕节状,属于两端束窄、中间展宽的顺直分汊型河段,汊道众多是该江段的特点。近期以来,受上游河势变化影响,马鞍山江段经历了河道右移、主流摆动,洲滩淤长、并靠与江岸反复冲淤的演变过程(图1)。表现明显的有以下几处河道:
(1)明清以前江心洲右汊曾为主汊,约在明末清初,右汊开始衰退,左汊逐渐发展为主汊。
(2)黄洲老滩洲头冲刷下移,洲尾淤积下延,洲体并向左岸,成为后来的大黄洲,在其上游又淤出黄洲新滩,并逐渐淤积形成现在的小黄洲。
(3)江心洲河段左汊主汊道继续发育,右汊进-步衰退;1934年大黄洲已完全并岸,恒兴洲、神农洲也相继并岸,此时乌江河段左汊过水面积缩窄,右汊有所发展,但主流仍经左汊。
(4)20世纪60年代以前,左汊主流自江心洲左缘向左岸过渡,过渡段远离小黄洲洲头。60 年代至70年代初,主流过渡段逐渐向下游移动,从江心洲中部向左岸太阳河过渡。上深槽由江心洲头—太阳河段逐渐弯曲、右摆下延,紧贴右岸的江心洲左缘;下深槽左移下延,沿左岸的太阳河向下延伸,与小黄洲右汊深槽相连;目前,左汊河势与70年代初的河势十分相近,河道处于并不十分稳定时期。过渡段的下移引起了牛屯河边滩逐年下移,彭兴洲、江心洲头及左缘不断崩退。近几年来,过渡段的位置变化不大,基本稳定在姥下河与太阳河之间,彭兴洲头、江心洲外缘基本趋于稳定,略有冲刷;上、下何家洲趋于稳定;心滩整体上在缓慢向下游移动。左岸牛屯河边滩继续淤长下移,滩面开始出现串沟,并且逐年发展。
图1 长江马鞍山河道变迁图Figure 1.Changes of the Ma’anshan section of the Yangtze River channel
总之,马鞍山河段的历史演变过程,从宏观上具有长江中下游分汊河道的共同特征:江心洲合并或并岸,支汊数目减少,河槽逐步束窄。
马鞍山河段,本段左汊为主泓,受上游东梁山挑流作用,左岸受到较强的冲刷,岸带不稳定,另外,江心洲和小黄洲之间,因受汊江的分流顶冲,岸线受到强烈侵蚀,局部也出现不稳定现象。
根据安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院2019年1月提交《长江干流马鞍山段岸带地质环境调查评价报告》,马鞍山河段崩岸类型有窝崩,条崩和洗崩;崩岸的强度有强崩和弱崩,产生崩岸的主要位置在左岸(图2)。
图2 江心洲以下河段崩淤对比图(1984~2015)Figure 2.Comparison of collapses and siltations downstream from the Jiangxinzhou(1984-2015)
河道及岸带淤积是马鞍山江段最明显的环境地质问题,淤积的表现可分为岸带淤积和河道淤积;
2.3.1 岸带淤积
马鞍山江段岸带淤积左右岸及长江心滩都有分布。
左岸:主要出现在西梁山至牛屯河口以下,自二十世纪六、七十年代初便出现淤积,以后不断下移至牛屯河口以下,现淤积带已下延约12km,最宽处达1.2km。
右岸:有两段;南段位于青山河口南,长约8km,主要表现为沿岸带生成断续的窄条状的小心滩,有逐渐扩大之势。北段则出现在九华山至薛家凹(1 号码头)一带,主要表现是沿岸带往西淤积,据当地船民观测,每年大约向西淤长约0.2m。
心滩:出现淤积的有3 个。小黄洲洲尾淤积继续向下延伸;何家洲洲头及左缘淤积继续发展;彭兴洲洲尾右岸逐渐生成一长约300m、宽约50~60m 的淤积带,表面高程约4~5m。
2.3.2 河道淤积
马鞍山江段的河道淤积,左汊和右汊都存在,总体是右汊多于左汊。左汉则出现在乌江河道,自马和汽渡往北,一些河道根本无法行船,一到枯水期或水位在4m左右时,河道便露滩,一些小沙洲此时和江岸相连。右汊自南向北,彭兴洲洲头右侧河道中已淤起两个潜洲,表面高程约4m左右;九华山至何家洲之间的河道,河道淤浅至水深不足2m;马鞍山码头群一带,也因河道淤浅,码头栈桥不得不向长江延伸很远。
马鞍山江段是感潮河段,感潮江段下起吴松口、上至本江段以上167km。马鞍山的最高潮位发生在汛期,最低潮位发生在枯期。年内最高潮位在5月到9月间均可发生,最早出现在5月22日(1958年),最迟发生在9月13日(1961年),大部分发生在7、8、9三个月中。年内最低潮位在12 月到次年的3 月间均可发生,最早发生在12月23日(1992年),最迟发生在3月30日(1954年),大部分出现在12月下旬到2月上旬。枯季最低潮位在马鞍山以下主要由潮汐控制,加上冬季季风的综合作用,其最低潮位在时间上的出现就比较均匀,变幅也小。
3.1.1 防治对策
(1)河道演变受上游河段变化及其它自然因素影响密切相关,一般人为难以控制,马鞍山河段要注意芜裕河段的河道演变动态,一旦上游河道出现变化,处在下游的马鞍山河段就应采取应对措施。马鞍山河段的有利条件是东、西梁山能控制河道进口段的摆动幅度,但不能约束上游的来水来沙的变化,一旦来水来沙有增减,在矶头挑流的作用下,特别是西梁山,容易对下游的江心洲洲头产生顶冲和侵蚀,这样可能会使江心洲洲头崩退下挫,从而改变洲头两侧河道的分流比,影响左汊主河道的功能。
因此,一是要加强对江心洲洲头的守护,釆取防冲刷措施;二是严禁在洲头一带的河道进行采砂,因这样易引起洲头直接失稳或河床在再造过程中,引发洲头失稳而崩塌。
(2)慎重设置人工矶头。经验证明,设置人工矶头对河道演变往往有牵一发而动全身的因果效应,如本河段右岸码头过多,特别是在彭兴洲洲头右汊船厂及码头形成的矶头,将水流挑向左汊,使右汊分流比逐渐减少,造成右汊河道因淤积而萎缩。
3.1.2 建议
(1)岸段内洲头洲尾治理,边滩抛石护岸等工程治理,都是在设置人工矶头,民间和地方不能随意进行,而应由河道部门论证后统一规划实施。
(2)东梁山北侧形成的淤积沙滩,加强了东梁山的挑流作用,建议有关部门采取工程措施,清除或缩小这片沙滩,以利增加右汊的分流比,减少或消除彭兴洲洲头右汊逐渐萎缩现象。
3.2.1 防治对策
(1)以崩岸环境系统为单元进行系统治理。马鞍山河段主要崩岸带在左汊的太阳河口至石跋河口这一段,治理时可将这一河段作为一个整体,制定一个系统的治理方案,避免头疼医头,脚疼医脚的被动治崩方式。
(2)在治理前一个崩岸时,要慎重采用抛石或丁坝工程,这是因为此处的抛石和丁坝所起的挑流作用,往往又成为下一个崩岸的形成条件。
(3)采用治崩与治淤相结合。因为河床演变总是朝着其相对平衡的方向发展,本河段左汊上游牛屯河口至太阳河口的淤积,必然导致河床变窄,河床为了保持其平衡状态,会在下游或对岸加強侵蚀和崩岸来达到其展宽的目的。因此,崩岸治理应该在分析与崩岸相关的淤积作用基础上,把治崩和治淤有机结合起来,才能从根本上解决崩岸问题。
(4)以固岸和河道治理相结合的综合治理模式。崩岸的发生与岸带岩性特征和水流状态这两个因素有关,因此,掌握河道演变规律和发展趋势,把护岸工程和河道控制工程(人工控流、堵汊和疏浚)等结合起来,要在充分论证的基础上,才能进行工程实施。
3.2.2 建议
(1)严格控制左汊太阳河口至石跋河口之间的河道采砂活动,同时也应杜绝江心洲、彭兴洲的洲头、洲尾及江心洲左岸附近的采砂行为,因为以往的不合理采砂活动,已导致江心洲和彭兴洲的洲头崩塌,对河道的演变和洲岸稳定造成严重影响。
(2)何家洲的西岸不断淤长,压迫左汊水流贴岸冲刷,是造成太阳河口至金河口岸带強烈崩岸的主要原因之一;建议河道部门采取工程干预措施,遏制何家洲向西侧淤长的趋势。
3.3.1 防治对策
马鞍山江段河道淤积问题比较严重,而且有加重的趋势,淤积在左右汊都存在;根据野外调查观测,结合近期遥感资料分析,提出如下防治对策:
(1)减少港口码头建设,因为建码头必须要搭建栈桥,有些栈桥在搭建时需要傍河岸填方和下密集桩柱,从而增加阻水而形成河岸和河道淤积;尤其是右汊河道,过去这类码头较多。
(2)对彭兴洲洲头一带的右岸河道,可采取工程措施进行疏浚,清除两个水下沙洲,否则,任其发展将右汊江封堵,可能出现两种后果,一是右汊入口将变为更加狭窄,分流比更减少,河道淤浅退化;二是有可能加快江岸往西延伸,彭兴洲往东扩展,最终彭兴洲靠岸。
3.3.2 建议
(1)从河道有关部门愿望出发,希望牛屯河至太阳河口的淤积边滩能存在且要保持稳定,这样则有利于左汊的主汊地位,但这样一来这一段岸带就不能利用,也限制了这一带的经济发展;建议河道部门采取工程措施,要限制这一边滩继续向下游发展,以免出现更多岸带不能利用。
(2)马鞍市外贸港口郑蒲港港区,目前已在港区进出口处存在一条南北向淤积带,以后这条淤积带还会发展和扩大;港口在运作中,不仅需要经常疏浚,并建议有关部门采取科学合理的措施,消除或减缓这条南北向的淤积带的发展。
(3)长江左汊分流比逐年增加,相应右汊分流比就逐年减少,这样就加重了右汊淤积,河道功能进一步削弱;建议河道部门在进行河道整治时,注意加固小黄洲洲头的护岸工程,防止因崩岸下挫,要控制小黄洲左汊的分流比,对何家洲洲尾及其中的串沟进行疏浚。
(4)江苏的新生洲,为防止洲头下挫,当地民众已在洲头大量抛石固岸,这种人工节点设置对我省乌江河段和小黄洲洲尾是否会加重淤积,建议河道部门对这一处理方法作河势演化方面的研究和论证,如不合适可予以拆除。
通过对长江干流马鞍山段岸带主要环境地质问题的分析,提出了对主要环境地质问题针对性防治对策和建议,要优化已有岸线使用效率,合理开发利用长江干流马鞍山段岸带,抓紧解决沿江工业、港口岸线无序发展的问题。不搞大开发,坚持生态优先、绿色发展的原则,把长江干流马鞍山段岸带建成水安全、防洪、治污、港岸、交通、景观等融为一体生态环境标准体系。