南五洲崩岸整治纳入上荆江河控的必要性全解.docx

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南五洲崩岸整治纳入上荆江河控的必要性全解

论南五洲崩岸整治纳入上荆江河控的必要性

1、概况

1.1南五洲基本情况

南五洲位于上荆江末端荆江分洪区公安河段郝穴河湾右侧，垸内面积53平方公里，耕地面积3.4万亩，保护人口3.26万人，是公安县粮棉生产主要产区之一，年均生产粮食904万公斤、棉花194万公斤、油料441万公斤，平均每年向国家上缴利税138万元。

南五洲堤防全长46公里，其中临左汊25公里堤段直接抵挡长江洪水，是荆江分洪区荆南长江干堤杨家厂至黄水套（桩号645+000-620+000）的防洪屏障。

南五洲堤顶高程为吴淞高程42.5-43.0m，其中有20公里为无滩堤段，有滩堤段外滩宽仅2-20m，外滩高程为吴淞高程38.0-39.0m。

1.2所属河道基本情况

1．2．1地质地貌及河床边界条件

该段河道位于近代沉降区江汉冲积平原，河床由冲积层组成，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。

宜昌—武汉河段洲滩地质勘探成果显示：

南五洲荆178孔及天兴洲16孔自1975年河床平均高程以下均为细沙层（附图2.2、2.3）

该段河岸以粉质壤土为主（附图2.4），局部有砂壤土，粉细砂、粉质粘土，这类土体由于形成时间不长，结构多松散，抗冲刷能力差，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。

本段河道流经江陵凹陷与华容隆起的过渡带，河道及其左侧属江陵凹陷，特征不均匀沉降，右侧远岸属华容隆起，受黄山背斜影响，郝穴—新厂河段进入华容隆起区内。

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，支流沮漳河水沙量很小，平均年3，输沙量0.021亿吨，仅占长江干流的0.4%m16.3径流量亿左右，河道相关站，由表可以看出。

2.1-2.2点水沙特征见表．

表2.1荆江河段径流量和输沙量变化表

平均年径流平均年输沙

时测数数占枝城站百分占枝城站百分）t）%%

45381005.561001955-1966

1967-1972

.0310********枝1973-198010010044415.13

1981-199********4.88100

1955-196638944.580.985.8

1967-1972

4.64372686.692.2沙1973-19804.68388587.591.2

1981-199686.190.74.24016

1955-196621.314.36651.61.184

1967-1972

390.39.0715.30.77藕池1973-1980246.95.560.4438.64

1981-19964.2186.00.3226.6

1951-195966.32.8854.63026

1967-1972

3.55335878.170.6监利1973-198076.8360481.23.94

1981-199686.7

3842

81.6

3.98

表2.2水文泥沙特征值表

历年最大历年最小多年统计年份测站项目平均值数值数值日期日期1993.2.1陈家1954-1995，1998水位（m）37.0345.41998.8.1731.54

4湾1993.2.11998

，1998.8.1730.371951-1995水位（m）36.3445.226

1960.2.131955-1996

2900沙市流量（m55200/s）124001989.7.120

亿（输沙量1956-1996

4.446.5619682.051994t）

1993.2.11998

，1998.8.1728.391952-199533.84郝穴水位（m）42.006

1993.2.11998

32.8水位（m）41.141998.8.1727.321955-1995，新厂6

（1）水沙量沿程递减，由于三口分流的原因，上荆江水沙量沿程减少，沙3亿吨，监利4.44，年输沙量m亿3920年）平均年径流量1955-1996市站多年（．

3，年输沙量3.77亿吨。

站多年平均年径流量3570亿m

（2）藕池口分流分沙沿时程递减，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，分流量占干流枝城站的百分数（分流比）由1955-19663；m465.6亿1981-1996年的4.2%，年平均分流量减少了年平均的14.36%减至分沙比由1955年—1966年的21.3%减至1981—1996年的6.6%，年平均输沙量减少了0.862亿吨。

（3）资料分析表明：

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，郝穴以下河段则沿程递增。

且愈接近洞庭湖口所受顶托愈强，水位变幅也愈大。

1．3南五洲右汊荆南长江干堤工程地质情况

根据1998年12月长江勘测规划设计研究院《湖北省荆南长江干堤加固工程可行性研究报告》，南五洲右汊荆南长江干堤工程地质条件多属III类堤段。

该类堤段堤基上部有较薄的第四系全新统粘性土盖层（厚度一般小于4.0m）；下部为粉细砂，是引起渗漏和渗透变形的通道。

当粘性土盖层遭到破坏时极易产生管涌。

（详见表1.3）

1.4河道右岸险段历史崩岸情况

1.4.1荆南长江干堤黄水套－无量庵崩岸情况

1.4.2南五洲险段崩岸情况

南五洲岸坡土质以粉质壤土为主，局部有砂壤土、粉细砂、粉质粘土，抗冲刷能力差，受对岸矶头群挑流及边滩的影响，深泓逼近，主泓逐年南移，自1993年后更是贴岸而行，自上世纪60年代以来，南五洲临江堤防曾先后发生崩岸险情43次，共抛石36万方，完成土方200万方，抢护耗资达7000万元。

崩岸被迫退堤20次，退堤长度25.2公里，江水侵蚀滩岸和垸内良田宽度达700余米。

特别是2003年至2005年连续3年在红胜、农丰险段出现严重的崩岸，两处险段上、下长达7公里的堤岸崩塌十分频繁。

其中，以2005年红胜险段上、下（荆右民堤28+500-30+000）长1500m堤岸崩塌最为严重，最大崩宽120米，坎高9米，距堤脚仅5m，防洪形势十分严峻。

1.51998年南五洲右汊荆南长江干堤出险情况

1998年，南五洲右汊荆南长江干堤分别出现散浸18处，清水洞8处，管涌，为荆江分洪区有史0.8m，最大洞径达505m处，其中李家花园的管涌距堤脚7．

以来少有的重大险情（详见表2.1）

表2.1：

荆南干堤1998年汛期险情统计表

县别公幸福安全安安公沙厂堤工安

地点606+020-606+070台组

出险桩号水位直径距堤脚

险情概述1cm，流清水，并鼓泡冒气5m处有6个洞，洞径2.5mm,

618+400

在内堤脚39.12水流40.20范围在距内堤脚

34.5m5平方米内，1m处排水沟内出现了

处有渗水，无明显Q2Kg/min

公新开铺闸安

公裕公垸安公黄家台安公黄家台安

618+700

个清41.37

水洞，直

径平均为5mm，

606+450-606+500

40.25在内堤脚Q1Kg/min

36.2m

处有明水溢出

609+500-611+100

618+800

在内堤脚40.80在内堤脚40.50

36.5-37.2m37.00m

处有明水，处直径1.5cm，有

无水流清水流出

公裕公垸安公裕公垸安公黄家台安公黄家台安

609+600-612+500

619+500

在内堤脚上40.90在内40.25

1m堤脚

高程，37.0m处，有37.00m处直径

明显渗水，流量不大0.5cm,Q2Kg/min

613+800-615+800

619+900

在内堤脚上40.90距内平台40.49

1m31m处有

高程，38.0m处，有3个洞，其中最

明显渗水，流量不大大直径

2公分，

Q2Kg/min

公郑家河头安公沙厂堤工安公公上吴良庵安

615+300-616+000

在内堤脚39.50水流大距堤脚里有两个管涌洞，两洞相距

37.0m300m，高程

处有明水，无明显36.0m的棉花田0.2m

617+175

在内堤脚40.60洞径为

37.0m2.5cm，Q3.75Kg/min

处有明水，无明显，冒水，

618+450-618+550组

40.20水流大带黑泥沙

在内堤脚在离堤脚

37.0m100m

处有明水，无明显高程36.2m的水田

黄家台安公黄家台安公邓家湾公吴良庵安公李家花园安

618+600-618+900

618+050

39.50水流大出现管涌，洞径40.99

2公分，未形成沙

在内堤脚丘

37.0m

处有明水，流量不

619+500-618+800

40.25大

622+320-618+350

631+000

40.28在堤身高程41.70堤脚

38.0m40m处有渗水，无明显水流

处有明水流出

安

公在内堤脚36.7m处沿堤脚有明水流窄篓湾623+200-623+220安距堤脚505m，渠道底部高程31.7m处发生2处管涌，洞口分桩号公李家花园631+015-631+025，两洞间距安10米，

40.2041.80

出，流量不大531+015-531+025

公安

鲁家铺

630+200-630+250

39.70

在内堤脚36.7m量未测洞径分别为8公寸、距堤脚700-717.5m

处有明显水流，流3公寸渠道底部内侧

公安公安公安公安

沙港村

632+230-632+530

40.22

在内堤脚上1m水流出，流量不大（分洪区）高程布在175m内（纵向）

高程39.0m处有明31.7m处，范围分洞径4公分

县三砖李家花园

644+700-644+730631+800

42.4541.70

在堤脚及平台高程浸，有水渗出个，3公分1个，渠道面宽底宽8米，水深

38.5m处普遍散30米，1.3米，3个洞距

杨厂砖瓦厂

645+600-645+650

42.07

严重散浸，在内平台距堤脚程39.6m处有严重散浸见浸水堤脚1＃700m，2米

5m，高＃715米，3＃717.5

公安公安

啤酒厂以下青龙嘴

645+800-645+820

42.50

在内堤脚上38.3m不大

处有明水，流量

公安公

朱家湾杨厂砖瓦

648+200644+450

42.5042.40

严重散浸，在内平台脚量积水平台，往上距堤脚180m38.5m，发现了

38m处有大0.5m处饱和面的砖场地，高程3处管涌洞，最大

积4平方米

公严重散浸，在内堤脚36.5m地坪上凯乐650+300-650+33041.50

安有渗水

公在内堤脚导渗沟内36.2m处，直径新开铺609+75040.80

安2.5cm，Q0.5Kg/min

处流37.1m高程，0.6m在内堤脚上40.80611+700联盟公洞径厂安1公分，最小5毫米，有少量砂．

安清水，不含杂物

离内堤脚34m，公藕坑里出现清水洞，39.90617+650吴量庵2

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。

1852年起，郝穴—龙二渊一带开始护岸，1913年祁家渊—冲和观开始护岸，采石洲等5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。

（附图2.1）

2.2近期河床演变

分析河段上起杨家厂，下至郑家河头，长约30.8km，基本位于公安河段郝穴河弯内，杨家厂－郝穴为缩窄河段，郝穴—新厂河宽逐渐扩大展开，新厂－郑家河头基本顺直放宽并呈藕池口分流的喇叭形平面形态。

2.2.1深泓线的变化

河床演变取决于水流与河床的相互作用，其中水流起主导作用，而水流的作用主要是通过主流线的变化来体现的，由于实测资料的缺乏，分析中利用深泓来代替主泓线，其变化主要有两种。

（1）河弯段

郝穴河弯（荆67-荆74）为微弯型，主流线较稳定，年际变化很小（见附图3.1），受弯道水流特性的制约，主流紧贴凹岸，近岸河床普遍遭受冲刷，深槽贴岸，刘家台—戚家台岸线一直较为稳定。

（2）过渡段

郝穴—新厂段（荆75-荆82），根据多年（1959年9月-2004年7月）实测资料，自1959年以来，主流线摆动较为频繁。

由于郝穴以下江面突然增宽，水流扩散，加上近岸边滩及江心潜洲的影响，深泓线左右摆动及上提下挫时有发生，1975年以前，除1970年主泓由1965年的张家榨向左侧摆动幅度较大外，主泓均在张家榨—胡汾沟一带，但1970年开始，主流下挫至草房关，1975年受周公堤心滩发育下移的影响，主流又上提至张家榨，上提4.3km，1981年又下移1.8km至草房关。

从1987年开始，受张家榨—周公堤心滩发育的影响，水流被分为南北两槽，其中南槽主流自覃家渊开始贴岸而行，至胡汾沟后南北槽主流汇合，直年后，主流过郝穴后逐渐向右摆动，1993至黄水套后方逐渐摆动至袁家码头。

．

自张家榨开始贴右岸而行，过草房关后逐渐向左摆动至茅林口，2002年开始，主流向右侧大幅摆动并上提至覃家渊，2004年主流再次右移并上提至戚家台下游附近（附图2.2）。

综上所述，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。

2.2.2洲滩变化

（1）九华寺边滩

九华寺边滩自1959年以来，年际变化小，基本上处于稳定状态（附图3.2、3.3），在高水位时期，将有利于主流在较上的位置开始向右岸深槽过渡。

（2）戚家台边滩

戚家台边滩自1975年受水流切割作用成为心滩。

1981年后其心滩逐渐萎缩，30m等高线基本稳定（附图3.2、3.3）。

（3）周公堤堤心滩

周公堤心滩经多年的演变，自1993年后，已基本上与蛟子渊边滩连为一体，并渐趋稳定。

（附图3.4）

（4）蛟子渊边滩

蛟子渊边滩的年内冲淤变化幅度较大（附图3.3）呈明显的中高水位淤积，枯水位冲刷之规律，其中高水位下的淤涨主要向上游方向发育至周公堤，这对主流向右侧的摆动和上提产生一定的不利影响（附图3.4）。

（5）新厂边滩

新厂边滩与蛟子渊边滩首尾相连，其年内冲淤变化幅度不甚明显，目前基本稳定（附图3.4）。

综上所述，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。

2.2.3河床的纵向冲淤变化

从附图3.5可看出，自1965年以来，其20m等高线深槽由覃家渊开始逐年发育，1975年上端有所下移，而下端扩张至胡汾沟，1987年覃家渊，张家榨仍有零星深槽，但主要在草房关—黄水套间发展，1993年覃家渊处的20m等高线深槽有所发展，但草房关－黄水套的深槽下端扩展至黄家台，1998年其下端又内侧等高线则向右等高线深槽相望，20m并与袁家码头收缩至黄家台上游附近，

发展贴近草房关，同时张家榨出现一小型20m等高线深槽，与草房关—黄家台的深槽首尾相连。

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。

（附图3.5b）

2.2.4河床的横断面冲淤变化

长江水利委员会长江科学院在其分析河段内共布设了11个断面，本报告只重点分析对河段右岸有一定影响的4＃断面－10＃断面。

（1）4＃断面位于拟建工程区戚家台附近，起点距1600m处，1975年形成小深槽，至2004年后已有所淤积。

（附图3.6a）

（2）5＃断面位于拟建工程区覃家渊处，该处深泓贴岸而下（附图2.4），1965年以后起点距1670m处深槽由18.5m左右大幅淤积至26.0m左右，自1987年开始又冲刷至高程20.0m，1993年冲淤变化幅度不大但进一步向右侧岸边移动，经1998年大水的淤积后，2002年又基本恢复到1987年5月的状态，2004年则进一步刷深并向右岸侧向侵蚀，断面形态呈Ｗ型，右侧河床高程略低于左侧（附图3.6a）。

（3）6＃断面位于拟建工程区张家榨附近，该处深泓紧逼右岸（附图2.4），断面形态由5＃断面的Ｗ型转变为一单侧深槽，在1965年7月－1998年9月间基本上呈冲淤交替状态（附图3.6b），2002年9月－2004年7月则呈单向冲刷状态，其中2004年7月较2002年9月最大冲刷深度达12.0m。

（4）7＃断面位于拟建工程区张家榨附近，断面形态在1981年以后基本上呈Ｗ型，1987后右侧深槽高程低于左侧深槽高程（附图3.6b）。

在1993年以前，该断面深槽基本上是冲淤交替进行，但起点距逐年向右侧岸边靠进，1998年的深槽较1993年相比呈冲刷内靠型，至2002年后基本无变化，但2004年在起点距1800m-2200m区间内较2002年比冲刷幅度较大。

（5）8＃断面位于拟建工程区下端草房关处，2004年深泓线过草房关经胡汾沟后逐渐向左侧偏移，1987年以前深槽起点距及冲淤变化幅度不大，1993年出现一定幅度的冲刷后，1998年基本稳定，2002年后其近岸冲刷变化幅度不大，但起点距1100-1500m区间内，2002年，2004年相继出现冲刷现象（附图3.6c）。

（6）9＃断面位于拟建工程区下端胡汾沟附近，9＃断面深槽已由8＃面的起点距１400m处，右移到起点距600-1100m处，右岸1400m处的冲刷基本上呈冲淤交替状态，1993年深槽左移后，1998年再次右移，2002年、2004年间呈左。

）3.6c移冲淤交替状（附图

（7）10＃断面位于拟建工程区下端黄水套附近，右岸近岸在1981年前冲淤变化幅度不大，1987年－1993年连续呈冲刷内移状态，1998年小幅淤积并外移，自2002年开始右侧近岸深槽大幅淤积并外移，至2004年止，深槽向左侧移至起点距600m处，但右侧近岸起点距1580m处再次出现冲刷并形成一小型深槽。

从历年测次的时间来看，10＃断面右岸近岸河岸的冲刷似主要表现在枯水期，而在中高水位期间大多以淤积为主，这种现象主要是受新厂边滩的影响所致，即“低水坐弯，大水取直”规律。

（附图3.6d）

以上分析表明，拟建工程区内的5＃断面、6＃断面、7＃断面及拟建工程区下端的8＃断面右岸的近岸河床近年来均呈冲刷状态，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，2004年槽底高程约2.0m，2004年7月较2002年9月比较，最大冲刷深度达12.0m，7＃断面右岸近岸河床则呈冲淤交替内靠型，且其极近岸距的最深点自1993年后向右侧河岸移动幅度约100m。

8＃断面右岸近岸河床仍属冲刷期，4＃断面右岸近岸河床、9＃断面右岸近岸河床目前暂时处于基本稳定状态，10＃断面右岸近岸河床则呈现“低水坐弯，大水取直”规律，在枯水期仍呈冲刷状态。

综上所述，5＃、6＃、7＃断面所在的覃家渊、张家榨、草房关受主流的冲刷及侧向侵蚀影响较大，4＃断面右岸的近岸河床虽基本稳定，但随着主流过戚家台后，对戚家台－覃家渊间的近岸河床仍会造成严重的威胁，8＃断面所处的草房关－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，10＃断面所处的黄水套，受新厂边滩影响，在枯水期仍呈冲刷状态，对黄水套出口处五点险段影响较大。

2.3河床演变趋势分析

三峡工程建成后，由于来水来沙条件的改变，本河段河床将发生较大幅度的冲刷，根据1998年12月长江水利委员会长江科学院《湖北省荆南长江干堤加固工程可行性研究报告》所依据的数学模型计算，三峡工程建成后30年，查家月3，此后有所回淤，100亿m年后累计堤－五马口河段河床冲刷达最大，约12.5433，与2002年m9月3.71冲刷约10.50亿m。

其中2009年上荆江河床将冲刷亿河道地形相比，上荆江河床平均冲深1.0-2.5m，河槽最大冲深2.4－3.5m，本分析河段位于上荆江末端，冲刷将更为剧烈。

随着河床的冲刷下切，同流量下中，枯水位降低，荆江三口分流分沙减少，江湖关系发生相应的调整变化。

预计本分析河道演变将表现为以下几个特点：

（1）床面将处于较长时间的粗化过程，水面比降可能有所增大，对河床的冲刷可能较为剧烈，深槽与边滩均可能遭受冲刷，但主要以冲槽为主。

．

（2）黄水套－郑家河头的河段有可能发生局部的河势调整，黄家台－郑家河头的边滩可能遭冲刷后退，从而导致新厂边滩有可能向上游淤长，同时其深泓也会发生相应的变化。

（3）在枯水期，受郝穴矶头群挑流影响，戚家台边滩会遭到进一步的冲刷，主泓将可能被挑移而向中码头偏移，顶冲点可能上提至戚家台处，同时覃家渊－湖汾沟的冲刷将进一步加剧。

杨家厂－郑家河头河段2004年7月河势图见附图3.7

3、对南五洲崩岸的综合评价

3.1弃守南五洲对上游公安河湾及郝穴河弯的影响

弃守南五洲后，在中高水位下，河床断面将增加，上游水流的动能将加大，对公安河湾的西湖庙一线的冲刷可能会略有增强，对郝穴河湾的冲和观——灵官庙一段也会带来不利影响，主流对冲和观的冲刷并不会因为南五洲的弃守而减弱，受郝穴矶头群挑流作用的影响，荆南长江干堤重点险段李家花园将会受到挑流的扫射，不利于该处险段的安全度汛，受弯道水流的作用，处于束窄段的黄水套—无量庵的冲刷将有可能加强。

在中低水位下，南五洲的弃守并不能缓解对荆江大堤冲和观——灵官庙、龙二渊、郝穴等处险段的冲刷，枯水期主流对黄水套仍呈冲刷状态，黄水套－无量庵护岸工程的不稳定因素也依然存在。

3.2弃守南五洲对荆江分洪区荆南长江干堤的影响

弃守南五洲后，南五洲右汊的荆南长江干堤将直接面临主流的冲刷，尤其是北堤－李家花园堤段迎流顶冲，失去了草房关、胡汾沟的掩护，黄水套将直接受到主流的冲刷，给该段堤段的安全度汛带来不利影响。

3.3弃守南五洲对其上下河控工程相关节点的影响

弃守南五洲后，上荆江河控工程中的冲积观、茅林口将受到进一步的冲刷。

3.4、三峡水库的运用对黄水套－无量庵河段的影响

根据1998年12月长江水利委员会长江科学院《湖北省荆南长江干堤加固工程可行性研究报告》所依据的数学模型计算，2009年上荆江河床将冲刷3.71亿m3，与2002年9月河道地形相比，上荆江河床平均冲深1.0-2.5m，河槽最大冲