长江下游镇扬河段和畅洲汊道阶段演变特性分析

史常乐 钱嘉伟 王炎良

摘要：镇扬河段和畅洲汊道由于历史上主支汊易位多次，是长江下游分汊河道中演变最为剧烈的汊道之一。三峡水库蓄水、河道整治工程及航道整治工程的实施影响了和畅洲汊道形态的调整。分析了该河段来水来沙特点，介绍了河道（航道）整治的基本情况，并对河段的分流比及整治工程进行阶段性分析，研究了和畅洲汊道的河床演变，并统计了左、右汊断面特征值中主要因子的变化。结果表明：和畅洲汊道分流比变化可分为8个阶段，河道（航道）整治分4个阶段。左汊河段ZHL02及ZHL05～ZHL06，右汊河段的ZHR05断面附近深泓摆幅较大，应加强关注。近期左汊断面宽深比增大，主要表现为河宽增大;右汊断面宽深比减小，主要表现为水深增大。应注重加固稳定河势的护岸工程以稳定左汊分流比。二期整治工程中和畅洲左汊口门控制工程实施后，初期整治效果明显，左汊分流比减少了约3%;南京以下12.5 m深水航道整治工作实施后，和畅洲汊道左汊分流比明显减少，减幅约6.1%。

关键词：河道演变; 整治工程; 长江下游; 镇扬河段; 和畅洲汊道

中图法分类号：TV147 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.04.008

文章编号：1006 - 0081（2022）04 - 0046 - 08

0 引 言

一直以来，长江河道演变特性受到广泛关注[1-3]。镇扬河段和畅洲汊道是长江下游分汊河道中演变剧烈的汊道之一，不少学者基于实测水文、地形资料，对该河段河床演变及其影响因素[4-7]、航道条件[8-10]等开展了大量研究。和畅洲汊道分流比是否稳定，将直接关系到12.5 m深水航道的运行。林木松等[6]分析了和畅洲汊道的演变规律及趋势，介绍了和畅洲左汊口门整治工程方案及实施效果。杨芳丽等[9]基于大量实测资料，研究了分流比与河槽容积、右汊12.5 m等深线宽度之间的关系，分析了航道条件的变化。王爱春等[11]分析了畅洲汊道护岸工程及航道整治工程等对汊道分流比及河道冲淤的影响。窦臻等[12]分析了和畅洲口门控制工程对汊道演变的影响。本文在前人研究的基础上，进一步总结和畅洲汊道演变特征，研究水沙条件、河床边界条件及历年来整治工程对河床演变的影响，并对整治工程、分流比变化阶段进行划分，结合长时段的河演分析掌握该河段重点关注区域，以期为类似分汊河段的整治提供借鉴。

1 河道概况

1.1 河道基本情况

镇扬河段上起三江口，下至五峰山，由汊道和单一段组成，镇扬河段中下段河势见图1。主汊全长约73.3 km，自上而下有仪征水道、世业洲汊道、六圩弯道、和畅洲汊道和大港水道。河道平面形态呈藕节状，主泓呈“S”形。河段进出口均有天然节点控制，其中河段左岸进口有陡山-礁板叽节点，出口段右岸有五峰山-马鞍矶节点，河段中部有京杭大运河穿越。和畅洲汊道为双分汊河型，自沙头河口至和畅洲洲尾，左汊为主汊，全长约10.9 km，右汊为支汊，全长约10.2 km[11]，和畅洲最大洲长为6.4 km，最大洲宽为5.3 km，形态呈矩形。

1.2 水文泥沙

来水来沙的变化对河道冲淤具有重要的影响。位于安徽省池州市的大通水文站是长江下游控制站。据统计，大通站以下主要有淮河、滁河、青弋江、水阳江、秦淮河等小支流入汇，干流区间入江流量约占大通站流量的2%～3%，因此大通水文站的流量、泥沙特征基本代表工程河段来水来沙特征。

三峡水库蓄水运行以来，大通站年内水沙分配及其组成出现一定程度的调整和变化，2003～2020年（蓄水后）多年平均径流量较1950～2002年（蓄水前）减少了2.95%，多年平均输沙量减少了68.6%，可见水量变化不大，输沙量大幅减少，如表1所示。从年内分配来看，大通站來水来沙主要集中在汛期（5～10月），其中，三峡水库蓄水后汛期来水、来沙量分别占全年67.4%，78.8%，较蓄水前均有小幅减少，分别减少3.5%，8.7%，大通站流量、输沙量分配过程见图2。

2 整治工程概况

由于和畅洲汊道演变剧烈，为确保防洪安全及减缓河势变化，自1959年开始实施一系列整治工程，大致分为以下4个阶段。

（1） 第一阶段。1959～1983年，实施局部护岸工程，工程量小，对20世纪70年代后期左汊开始发展的河势难以控制。

（2） 第二阶段。1983～1993年，实施1期整治工程。历经10 a的整治，分别是和畅洲洲头新建及加固护岸、和畅洲东北角新建护岸、孟家港险工段新建护岸等工程，左汊分流比年增长率较1976～1983年下降了0.4%，使左汊分流比快速增加的趋势得到了一定抑制，但右汊分流比仍是缓慢减少。

（3） 第三阶段。1998～2005年，实施2期整治工程，主要是对1期整治工程的效果进行巩固，包括对和畅洲洲头及两侧加固护岸、和畅洲北缘新建护岸、孟家港段加固护岸及和畅洲左汊口门控制工程等。其中，和畅洲左汊口门控制工程于2002年6月17日开工，2003年3月12日完成潜锁坝体的塑枕护底高程;2003年4月14日完成和畅洲头部及大窝塘上下肩护岸加固工程。具体工程布置为从左岸到右岸主坝顶高程为-3～-20 m，主坝长为1 098 m，坝顶宽为10 m，上游边坡1∶2.5，下游边坡1∶3。

（4） 第四阶段。2015～2017年，实施南京以下12.5 m深水航道整治工程，其目的是提高右汊分流比，改善右汊航道条件。2015年10月至2017年3月，航道部门实施的工程布置为在已建和畅洲左汊口门控制工程的下游约1 300 m和2 600 m新建两道变坡潜坝，坝顶高程分别为-6～4 m和-18～4 m，上游边坡为1∶2.5，下游边坡为1∶3，坝长分别为1 738 m和1 816 m，坝顶宽均为8 m。

3 汊道分流比变化

自1949年以来，和畅洲汊道经历了主汊从左汊（1952～1961年）到右汊（1962～1985年）又改道为左汊（1986年至今）的演变规律，如图3所示。结合分流比变化趋势，和畅洲汊道的分流比变化可划分为8个阶段。

（1） 第一阶段。1952～1961年，左汊分流比平均为50.4%，属左右汊分流比基本持平且左汊分流比略大时期。期间发生了1949年和1954年两次大洪水，1954年洪水为长江中下游100 a一遇大洪水，年最大洪峰流量达92 600 m3/s，六圩弯道都天庙炮台凸咀被冲毁，弯顶迅速北凹下移，和畅洲头向东南方向大幅崩退，分流区扩大，左汊一侧分流区比右汊一侧的面积大一倍，左汊发展迅速，分流比由1952年的32%上升至56.1%，平均每年递增2.7%，左汊由支汊变为主汊。

（2） 第二阶段。1962～1970年，左汊分流比平均为44.4%，属左汊分流比持续递减时期，主要是因为上游六圩弯道的弯顶下移速度大于和畅洲洲头崩退和左汊扇子圩弯顶的下移速度，造成了左汊分流转折角越来越小，而北岸滋生人民洲边滩，阻力增加，加之上游1963～1968年连续6 a出现丰沙年，造成左汊上段进一步弯曲，形成鹅头型汊道。右汊相对分流能力增加，1962年焦南航道的开辟使丹徒沙萎缩，减小了右汊口门的阻力。因此，左汊分流比逐年下降，年均下降2.0%，左汊演变成支汊。

（3） 第三阶段。1971～1976年，左汊分流比平均为26.6%，分流比基本保持稳定。20世纪70年代初，北岸人民洲切滩，分流点上提，洲头开始淤积，左汊入口段主流取直，左汊上半段右岸冲刷，造成扇子圩弯曲半径进一步缩小，1975年时仅为1.0 km，左汊鹅头弯曲阻力进一步增大。由于1973年大水，北岸又开始崩退，-15 m深槽迅速向北，征润洲尾跟着向北作横向扩展，导致右汊的分流转折角变小。在这一时期南北两汊阻力都在增大，处于一种相对平衡的状态。

（4） 第四阶段。1977～1983年，左汊分流比平均为38.3%，1977年左汊扇子圩鹅头颈被切滩夺流，流程缩短，比降增大，阻力明显减小，分流比增加，左汊恢复发展，右汊又转入萎缩，征润洲尾对右汊入流的影响越来越大，主流在丹徒附近的转折已接近90°，成为卡口。卡口以上水面辽阔，有利于征润洲的横向扩展，反过来又影响右汊入流，这一阶段左汊分流比年均增幅2.9%。

（5） 第五阶段。1984～2001年，左汊分流比平均为56.1%，左汊继续发展。1986年开始对镇扬河段重要的崩岸段陆续实施治江应急工程，并逐步发挥作用。1993年护岸整治工程相继竣工，基本控制了和畅洲汊道的重点崩岸，遏制了左汊发展速度。1995年以后，长江连续发生几次大洪水，左汊的发展并未停止，分流比年均增大约1.2%。

（6） 第六阶段。2002～2007年，左汊分流比平均为72.7%，左汊分流比呈缓慢减少的趋势。2002年3月施测分流比资料中，左汊分流比达76.1%，2002年9月开始实施和畅洲左汊口门控制工程，其中，2003年开始实施左汊口门坝体工程（含左右岸连接堤），工程前2002年9月25日（潜坝施工前）实测和畅洲左汊分流比为75.48%，2004年3月（潜坝坝体基本完成）左汊的分流比为72.20%，比工程前降低了3.28%。口门控制工程实施初期（2005～2007年）观测结果表明，左汊分流比为68.0%～72.9%，分流比减幅约为4.9%。

（7） 第七阶段。2008～2014年，左汊分流比平均为73.9%，属于和畅洲汊道口门控制工程实施后的调整期，左右汊分流比没有发生转折性变化，左右汊分流比依然维持在7∶3的状态。

（8） 第八阶段。2015年至今，左汊分流比平均为66.7%，2017年3月完成了12.5 m深水航道整治工程，在左汊中部及下段又增設了两道潜坝。2017年10月左汊实测分流比为62.30%，2020年12月为63.08%。这一阶段（2015～2020年）与未修建两道潜坝（2006～2014年）相比，左汊分流比平均减小了6.5%。

多年河道整治工程的实施，有效遏制了镇扬河段剧烈变化的河势。在和畅洲口门控制工程实施后，左汊汊道的发展态势初期得到了有效控制，后期有缓慢增大趋势，12.5 m深水航道整治工程的实施，使左汊分流比明显降低。

4 河道演变

和畅洲汊道演变是典型的鹅头型演变过程。20世纪60年代初期以前，左汊为主汊，到70年代中期左汊水流取直，鹅头颈被切滩夺流，左汊流程迅速缩短，比降增大，分流比开始增加，至20世纪80年代中期分流比已超过50%。

4.1 汊道分流区平面变化

分流区指主流分汊开始到洲头进汊的水域范围，和畅洲汊道分流区岸线和深槽的平面变化及深泓走向变化都很大，对和畅洲两汊的发展和衰退产生了重要的影响。

（1） 1954年大水，分流区上游北岸都天庙矶头被冲毁，弯顶迅速北凹下移，0 m岸线崩退，和畅洲头向东南方向大幅度崩退。由图4可知：1959～1976年洲头崩退约2 000 m，1976～1986年洲头崩退1 200 m，1986年整治工程实施后情况有所好转，洲头岸线崩退得到控制，1986～2018年基本稳定。

（2） 1976年左汊鹅头颈切割以前，深泓线紧靠目前右岸的0 m线，见图5。1977年左汊水流取直，鹅头颈被切割后，深泓走向发生变化，至1986年，深泓线大幅左移约560 m，与此同时，分流点下挫约1 500 m，强烈冲刷洲头及左缘，使左汊的进流条件迅速发展，分流比急剧上升。20世纪80年代中期后，分流比超过50%。到1999年，深泓线作往复摆动，摆动幅度减少，1999年至今，除分流点仍有上提下挫的变化外，横向变化已不大。

4.2 左汊平面变化

1952年镇扬河段河道形态呈微弯，河面较宽。经过一段时期的变化，至20世纪60年代中期，河道形态由微弯变成“S”型，汊道长度增加，水流沿程阻力增大。1977年扇子圩弯顶狭窄的鹅头颈部位切滩夺流，左汊流程迅速缩短，比降增大，分流比开始增加，成为和畅洲汊道发展史中一个重要的转折时期。切滩以后，左汊冲刷很快，上段和畅洲头至东北角，下段孟家港附近成为新的强崩区。

（1） 由图4可知，1976～1999年，上段自上而下全线崩退，和畅洲左缘崩退强度最大的在ZHL03断面附近，0 m岸线最大崩退约660 m，1999年经护岸后渐趋稳定。下段自1986～1999年，孟家港附近最大崩退约280 m，最大崩强区在ZHL05断面附近。与此同时，对岸和畅洲左缘最大淤展约375 m。1999年以后，该段岸线的平面变化不大。

（2） 由图5可知，1986～2006年，上段沿线深泓以左移为主，平均摆幅约130 m，最大摆幅达500 m，2006～2016年上段深泓以左移为主，最大左移幅度约为182 m，自1986年以来，上段最大摆幅均位于ZHL02断面附近。下段孟家港附近深泓在1986～2006年以左移为主，最大摆幅约420 m;2006～2016年以右移为主，最大摆幅约240 m。自1986年以来，最大摆幅位于ZHL05～ZHL06断面之间。

4.3 右汊平面变化

右汊近期的演变主要发生在洲头到丹徒河口，1959～1986年随着和畅洲头的崩退，原汊道进口段消失，成为汊道的分流区。从汊道现状看，左汊可分为上、下两段，即以丹徒河口以下2 km为界，上段承接分流区来水，主泓贴洲头下行，方向由分流区的东南向改为正南向，至和畅洲西南角后逆转约90°并过渡到右岸进入下段。下段为顺直微弯，水流归槽，是南岸工業区赖以生存的重要水道。

（1） 由图4可知，右汊的平面变化在上段主要表现在洲头至西南角一线，1976～1986年发生大幅崩退，平均崩退约1 160 m，而对岸的征润洲边滩尾则随即大幅左淤，右汊口门形成新的卡口，右汊萎缩，1986年后经抛石护岸基本稳定。下段主要表现在和畅洲右缘中部，随着汊道的萎缩逐步淤展，1976～2006年平均淤展约500 m，2006～2018年岸线平均左移约72 m，主要变化区域集中在ZHR03～ZHR05断面间。

（2） 由图5可知，右汊上段1976～1986年深泓大幅左移，最大左移摆幅约2 100 m，发生在ZHR01断面附近，自1986年以来，深泓基本保持稳定。右汊下段以右移为主，主要集中在ZHR04～ZHR05之间，1976～2006年平均右移约120 m，最大摆幅约为457 m;2006～2018年，深泓以左移为主，最大左移约310 m，自1976年以来，最大摆幅均集中在ZHR05断面附近。

4.4 典型断面特征值变化

选择左汊断面、右汊断面及分流区口门断面进行断面特征值变化统计分析，具体如下。

从左汊的断面特征值变化（图6）来看：1959～1976年间，随着左汊鹅头型汊道的形成，水流阻力增大，平均过水面积和水深急剧减小，至1976年达到最小值。18 a间分别减小了47.9%和53.6%。1986～2002年随着左汊的发展，平均过水面积、河宽和平均水深均呈逐年增加趋势。17 a间分别增加了59.4%，15.1%和48.5%。左汊口门控制工程实施前后，与2002年相比，2004年左汊平均过水面积和平均河宽有所减小，减小幅度分别为3.9%和10.3%，2004～2006年左汊平均过水面积又略有所增加，增幅为1.8%，2009年0 m以下过水面积和2006年相比，略有减小。2009～2013年左汊平均过水面积有所增加，增幅为9.9%。这说明在口门控制工程实施后的最初几年内，左汊发展态势有所减缓，但并没能控制左汊分流。

1976年以前，右汊断面的平均过水面积、平均河宽呈增加趋势。1976年以后，随着右汊汊道的衰退，河道平均过水面积及河宽也随之呈逐年萎缩趋势。至2004年过水面积及平均河宽分别减小43.1%和34.0%，平均水深减小1.5 m。左汊口门控制工程实施前后，右汊萎缩有所控制，2006年右汊平均过水面积和河宽均略有所增加，2018年与2006年相比，平均过水面积、河宽及水深均有所增大，分别增大37.6%，5.6%，30.2%。右汊的断面特征变化见图6。

左汊宽深比增大主要体现为河宽增大，这也与最近几年孟家港附近发生的崩岸有关。右汊宽深比减少主要表现为水深增大，有利于增大右汊分流比。

根据征润洲尾滩凸咀分流区ZYA14断面统计分析，1959～2018年，尾滩向左单向性淤展约2 040 m，年均淤展约34 m。和畅洲右汊口门缩窄，不利于右汊分流。2006～2018年深泓表现为向右岸偏移了约75 m，河床有所冲刷，最大冲刷为8.3 m，左右岸岸坡基本保持稳定。和畅洲左、右汊口门断面的变化是与汊道发展或衰退的规律相一致的，典型横断面对比如图7所示。

5 河段演变趋势

1976年和畅洲汊道左汊扇子圩切滩以后，河势发生了强烈的变化，主要表现在和畅洲头及左、右缘与孟家港段严重崩退，左汊深槽冲刷深、展宽，过水面积、分流比增大，右汊则淤浅、深槽萎缩，分流比减小。整治工程实施后，河势得到初步控制，但由于后续整治工程未能及时跟上，又遭遇20世纪90年代中期以后的几次大洪水，左汊发展速度明显加快。左汊口门控制工程实施后，2002～2009年断面特征值分析表明，左汊平均过水面积和平均水深呈小幅减小趋势，河宽则有所增加，左汊分流比曾在2005～2007年有所减小，由2002年3月的76.1%下降到2007年2月的69.7%。2009～2013年左汊冲刷，断面平均过水面积、平均水深和河宽均出现增大，潜坝下游侧右岸出现崩窝，2012年12月左汊分流比约为75%。而右汊2002～2004年断面特征仍有减小，2004～2013年平均过水面积、河宽和平均水深变化不大，河槽冲淤交替。这表明：和畅洲左汊口门控制工程实施后，一度延缓了左汊的快速发展，但尚不足以遏制左汊分流的进一步增加，目前左右两汊仍处于左兴右衰的变化态势。

由于目前六圩弯道仍有向下发展的趋势，弯道下段尚处于发展的调整中，且弯道末端深泓仍偏靠左汊，有利于左汊入流，征润洲滩尾右汊口门左淤缩窄，因此，宏观河势左汊仍将保持较大分流，且有缓慢增大的趋势。随着上游沙头河与和畅洲汊道分流段河势稳定，左汊、洲头等工程及12.5 m深水航道整治工程又在左汊增设了两道潜坝控制工程，2016年7月24日实测数据表明，和畅洲左汊分流比缓慢增大的态势已经得到遏制。目前，汊道河床变化仍处于左汊控制工程建成后的调整期，河道及航道整治工程的效果还待观察。

6 结 论

（1） 和畅洲汊道是长江下游较少见的交替发展双汊河段。20世纪50年代之前左汊为主汊;50年代，和畅洲左右汊分流相当;到60年代为右汊为主汊，发展到70年代中期右汊分流比增大到75%左右，呈现单向发展的趋势。之后，由于左汊鹅头切滩取直，阻力骤然减小，分流剧增，导致主支汊易位，到20世纪末，左汊分流比增大至75%左右，河床冲淤剧烈。

（2） 畅洲汊道分流比变化分为8个阶段，整治工程分为4个阶段。近年来，左汊断面主要表现为河宽增大，右汊断面主要表现为水深增加。为进一步稳定左右汊分流比，应从稳定左汊河道的护岸工程、控制河势和减小崩岸发生几率等方面着手。

（3） 河道演变主要表现为平面变形强烈，变化主要集中在汊道分流区及和畅洲左汊，20世纪70年代中期鹅头切滩夺流，汊道进入新的阶段。其中，左汊上段深泓以右移为主，最大摆幅位于ZHL02断面附近，左汊下段深泓以左移为主，最大摆幅位于ZHL05～ZHL06断面之间;右汊深泓摆幅较大区域均位于ZHR05断面附近，建议对深泓摆幅较大的区域加强观测。

（4） 和畅洲汊道分流比呈周期性变化，河道整治难度大，2002～2005年间，和畅洲左汊口门控制工程实施后，在一定程度上延缓了左汊的快速发展，但没有遏制住左汊分流的进一步增加，2012年后和畅洲左汊分流比仍在75%左右，表明左右两汊仍处于左兴右衰的变化态势。由于影响和畅洲汊道河势变化的因素复杂，控制汊道河势变化的整治工程难度很大，目前在左汊口门、中段及尾段实施了2道潜坝控制工程后，左汊分流比继续增大的趋势暂时得到遏制，后期还有待继续监测来评估其成效。

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（編辑：李 慧）

Analysis of staged evolution characteristics of Hechangzhou branch of Zhenyang reach in lower reach of Yangtze River

SHI Changle， QIAN Jiawei， WANG Yanliang

（Lower Changjiang River Bureau of Hydrological and Water Resources Survey，  Bureau of Hydrology， Changjiang Water Resources

Commission， Nanjing 210000， China）

Abstract： Due to multi-exchange of the main channel and branch Hechangzhou branch of Zhenyang reach in history， this branch is one of branch channels changed mostly in the downstream braided river channels of Yangtze. The impoundment of Three Gorges Reservoir and implement of the river regulation project and navigation channel project had affected the adjustment of Hechangzhou branch channel form. This paper analyzed the flow and sediment entering the reach and introduced the basic situation of river regulation. The diversion ratio and river regulation project were analyzed by stages， and the river bed evolution was studied. The change of the characteristic value of the major cross section of left and right branches was analyzed. The results showed that the evolution of Hechangzhou branch can be divided into eight stages， and the regulation projects can be divided into four stages. The thalweg oscillation of ZHL02、ZHL05 to ZHL06 of left branch and ZHR05 section of right branch of Hechanghzou reach were relatively large， which should be paid more attention to.The recent wideth-depth ratio of the left branch increased due to river width increment and the width-depth ratio of the right branch decreases mainly due to depth increment. In order to stabilize the diversion ratio of the left branch， the river bank protection project should be strengthened. After completion of the inlet control project of Hechangzhou left branch in the second stage of the regulation project， the  regulation effect was obvious， and the diversion ratio of the left branch reduced by 3%. After the implementation of the regulation of the 12.5 m deep water channel at the downstream of Nanjing city， the diversion ratio of the left branch of Hechangzhou branch was significantly reduced by 6.1%.

Key words： riverbed evolution; regulation project; lower reaches of Yangtze River; Zhenyang reach; Hechangzhou branch