1、宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程初步设计第一册 设计说明书第二册 设 计 图 纸第三册 工 程 预 算二零一四年十二月目 录第1章 总论11.1 前言11.2 设计依据21.3 设计概要31.4 存在的主要问题与建议5第2章 自然条件62.1 河道概况62.2 气象72.3 水文、泥沙82.4 工程地质102.5 地震102.6 已有工程设施11第3章 工程河段河床演变及航道条件分析133.1 历史演变概况133.2 近期演变分析133.3 演变认识及趋势预测183.4 工程河段航道条件分析19第4章 航道建设工程224.1 航道布置方案224.2 航标配布设计244.3 航标结构设计31
2、4.4 航标配件设计344.5 航标抛设364.6 航标维护管理384.7 试航检查的安排与要求39第5章 疏浚工程425.1 疏浚方案425.2 挖槽断面设计445.3 疏浚工程量455.4 回淤量计算455.5 弃土区选址465.6 疏浚施工工艺47第6章 施工组织设计50第7章 施工期航道维护与安全措施517.1 施工期航道维护管理517.2 工程观测51第8章 问题与建议52第1章 总论1.1 前言长江下游宝塔水道内有南化和扬子石化两大化工公司,华能和南热两大电厂,还有南钢等大中型企业,是南京的重工业基地。汊道内码头林立,水运交通较为繁忙,进出船舶种类多,有煤船、油轮、石油液化气、各类
3、液体化工原料船及矿石、矿粉等杂货船,大船有2.4万吨油轮、各种化工原料船、3000吨级之内的小海轮、港务局港作船队;小船有100200吨级油驳,还有进出马汊河的民船等。据不完全统计,宝塔水道下段的扬子石化公司年货运量约1200万吨,扬子石化巴斯夫有限责任公司年货运量约200300万吨,预计宝塔水道下段货运量约15002000万吨,可以说该航段内船舶通航密度较大,而目前宝塔下段的扬子乙烯专用航道为单向通航,已成为限制船舶流量增加的制约因素,将宝塔水道下段单向航道开辟为双向通航,以适应船舶密度持续增大的趋势已成为宝塔水道内各企业、公司的迫切需求,因此,宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程是十分必要
4、的。除特别说明外,本报告平面坐标采用1954年北京坐标系,水位及高程均采用1956年黄海高程系,水深采用当地航行基准面起算,工程河段航行基准面为1956年黄海高程0.05m。各高程间换算关系见下图。0.03m1.878m0.02m1985国家高程基准1956年黄海高程当地航行基准面冻结吴淞高程1.2 设计依据1.2.1 主要依据文件长江南京航道管理处与我公司签订的初步设计合同。1.2.2 主要依据资料(1)宝塔水道下段扬子专用航道双向通航航道调整及航标配布技术方案研究,长江航道规划设计研究院,2011年1月;(2)长江南京航道管理处测绘的宝塔水道水下地形图。1.2.3 主要依据规范和标准(1)
5、中华人民共和国航道管理条例(中华人民共和国国务院令第545号,自2009年1月1日起施行);(2)中华人民共和国航道管理条例实施细则(中华人民共和国交通运输部令2009年第9号);(3)中华人民共和国航标条例(中华人民共和国国务院令第187号,自1995年12月3日起施行);(4)内河通航标准(GB501392004);(5)内河助航标志(GB586393);(6)内河航道维护技术规范(JTJ2872005);(7)内河助航标志的主要外形尺寸(GB586493);(8)内河航标管理办法(1996交通部令第2号);(9)浮标(JT700479);(10)浮标锚链(JT/T10091);(11)一
6、般航标灯通用技术条件(JT700382);(12)航标灯光信号颜色(GB12708-91);(13)航标灯光强测量和灯光射程计算(JT7007-93);(14)海港总平面设计规范(JTJ211-99);(15)疏浚工程技术规范(JTJ319-99);(16)疏浚岩土分类标准(JTJ/T320-96);(17)疏浚工程土石方计算标准(JTJ/T321-96);(18)淤泥质港口维护性疏浚工程土方计量技术规程(JTJ/T322-99);(19)疏浚与吹填工程设计规范(JTS181-5-2012);(20)疏浚与吹填工程施工规范(JTS207-2012);(21)水运工程节能设计规范(JTS150-
7、2007);(22)水运工程质量检验标准(JTS257-2008);(23)航道工程初步设计文件编制规定(JTS 110-5-2008);(24)内河航运建设工程概、预算编制规定(JTS116-1-2014);(25)长江干线航道发展规划(交通部交规划发20032号);(26)长江干线航道总体规划纲要(交规划发200935号);(27)长江江苏段船舶定线制规定(2013);(28)长江航道局航道行政管理工作规定(2007年8月);(29)长江航道局航道维护管理工作规定(2010年1月)。1.3 设计概要1.3.1 建设范围宝塔水道下段扬子专用航道(扬子10-2码头至天河口段)约9.7km范围。
8、1.3.2 航道维护标准宝塔水道下段双向通航航道技术标准为10.5m240m540m(航道维护水深航道维护宽度最小弯曲半径),满足2.4万吨油船(船型尺度为178.6m25m9.5m)双向通航要求。1.3.3 建设方案根据宝塔水道下段沿江企业的要求,宝塔水道下段扬子10-2码头以下航道上、下行通航维护水深均需达到10.5m。扬子10-2码头至通江集码头段航道左侧界限以距离各码头前沿线安全距离75m处连线,与航道左侧平行240m距离处连线确定航道右侧界限,考虑扬子10-2码头前沿2.4万吨级船舶回旋作业的要求,将该局部航段航道适当展宽。通江集码头以下航道右侧界限基本沿10.5m深槽右侧边界所处位
9、置进行布置,航道左侧界限以与航道右侧平行240m距离处连线确定,至天河口对开处,考虑船舶由主航道进入本专用航道需转弯进港上行,在该段应尽量适当加大航宽以利于船舶的安全通航。1.3.4 工程量宝塔水道下段深水航道(双向通航)共配布航标23座,航道左侧布置白浮5座,示位标1座,沿岸标2座;航道右侧设置红浮14座,示位标1座。本期建设工程航标配布工程量包括调整12座浮标(其中10m标志船11座,浮鼓1座)、增设白浮1座、红浮6座、拆除过河导标3座、建造示位标2座。疏浚量238万方,挖槽区和挖槽区疏浚弃土弃至龙潭水道西坝深潭内,运距约45km;挖槽疏浚弃土将选择合适的吹砂点吹至岸上。1.3.5 投资预
10、算宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程总概算包括工程费用、其他费用、预留费用三项,总概算为5679.19万元,具体见表1-1。表1-1 总概算汇总表序号项目名称方案一(万元) 一工程费用4744.741疏浚工程4150.421.1挖槽区3164.801.2挖槽区242.051.3挖槽区743.572航标工程534.323临时工程60.00二其他费用664.01三预留费用270.44四总概算5679.191.4 存在的主要问题与建议(1)双向航道建设工程对宝塔水道出口段NO.27停泊区有一定影响,根据长江江苏段船舶定线制规定(2013),NO.27停泊区主要用途为供小型船舶停泊,作为港区安全作业
11、的基础设施,建议建设单位与停泊区相关主管部门沟通协商,就停泊区搬迁或者调整事宜进行妥善解决。(2)建议船舶驾驶人员在扬子10-2码头至皇厂河塔形沿岸标航段航行时,应尽可能地避免20000DWT化学船或2.4万吨级油轮在该航段内进行会船。(3)双向通航调整方案确定后,应首先落实船舶定线制规定修改事宜,并及时发布,确保双向通航方案的实施。第2章 自然条件2.1 河道概况宝塔水道位于长江下游南京河段八卦洲左汊下段。南京河段上起下三山,下迄新河口,全长约77km,自上而下由梅子洲分汊河段、南京大桥水道顺直段、八卦洲分汊河段、龙潭弯道段组成。水流过南京大桥水道后下泄分成两股,80%85%的水流进入八卦洲
12、右汊草鞋峡水道,1520的水流进入左汊宝塔水道,左右汊水流在八卦洲尾汇合进入下游龙潭弯道段(见图2-1)。八卦洲汊道处在下关和西坝两单一束窄段之间,是典型的鹅头型汊道,八卦洲洲体长10.1km、宽7.5km,下关和西坝最窄处宽约1.1km和1.2km,八卦洲分水道为左右两汊,右汊顺直宽深,上起西方角,下至八卦洲尾,长约11.7km,平均河宽1100m,称草鞋峡水道,为主汊(主航道);左汊为鹅头型支汊,自西方角至天河口长约23km,称宝塔水道,河道宽度400m至1000m不等,该水道弯、长、窄,进口处左侧有黄家洲边滩,进口后在电厂和扬子处有两大弯道,弯曲度接近100度左右,中段展宽处有马汊河水流
13、汇入,并存在马汊河口江心浅滩。枯水季节汊道最窄处仅有300m左右,河床断面成不对称三角形,深槽在上游进口处贴近右侧,在下游出口处均贴右侧。多年来,航行基面下5m等深线全线贯通,10m等深线在电厂和扬子两个大弯道之间的过渡段断开约5km,其余段10m线贯通,水深情况良好。八卦洲汊道汇流后,主流顶冲左岸西坝一带下行,过拐头后逐步过渡进入龙潭水道。河道特征见表2-1。表2-1 八卦洲汊道段河道基本特征表名 称平面形态长 度(km)平均面积(m2)平均河宽(m)平均水深(m)宽深比变化范围(/H)分汊前干流段基本顺直4.334514142424.21.12.5左汊弯曲21.6892178811.31.
14、04.9右汊基本顺直10.426729117022.81.22.0备注:计算水位为4.5m2.2 气象南京市位于江苏省西南部,地处中纬度,属亚热带季风气候。四季分明,雨量充沛,光照充足,气候条件较好。根据南京市气象站19052000年断续实测资料统计分析本地气象特征。2.2.1 气温七月份历年平均气温27.9C,冬季一月份历年平均气温2.0C,多年平均气温为15.4C,历年最高气温为43.4C(1934.07.13),历年最低气温为 -14.0C(1955.01.06)。2.2.2 降水多年平均降水量为1015.0mm,历年最大降水量为1621.3mm,历年最小年降水量为576.6mm,年平均
15、降雨天数120天,年平均日降水量大于25mm的天数 9.8天,大于50mm降水日天数为3.2天。2.2.3 风况当地常风向为NE,次常风向为ENE,NEENE的频率为18%,强风向为NE,根据19512000年资料统计:最大风速为16.0m/s,历年平均风速为3.2m/s,春、夏季多东南风,秋、冬季多东北和偏北向风,多为近岸风。2.2.4 雾况沿江多以平流雾为主,一般多出现在冬、春季节的清晨,雾时较短,年最多雾日为69天,年最少雾时为12天(1967年),多年平均雾日为31.9天。2.3 水文、泥沙2.3.1 水位南京河段位于长江下游干流感潮区内,潮水位受长江径流与潮汐的影响,为非正规半日潮型
16、。据南京站60多年潮水位资料统计:历年最高潮位8.31m(1954年8月17日),最低潮位-0.37m(1956年1月9日),多年平均潮位3.57m,多年平均潮差0.54m,年内最大水位变幅7.8m;历年平均涨潮历时为3.9小时,落潮平均历时为8.5小时。南京站潮位年特征值见表2-2。表2-2南京站潮位年特征值统计表 (1985国家高程基准)站 名项 目特 征特征值发生日期统计年份南 京潮位(m)历年最高8.311954.8.1719502006年历年最低-0.371956.1.9潮差(m)汛期最大1.311992.9.25枯季最大1.561962.3.7最小潮差01965.9.5历时(小时)
17、落潮平均8.5涨潮平均3.9年变幅(m)历年最大7.811999历年最小4.8920012.3.2 流量、泥沙本河段内无水文站,在其上游220km处设有长江下游干流的控制站大通水文站。大通水文站为长江下游最后一个径流水文站,据统计大通站以下干流区间入江流量约占大通站流量的3%左右,大通水文站的流量、泥沙特征基本代表长江下游来水、来沙的基本特征。大通水文站流量、泥沙特征值见表2-3和表2-4。表2-3 大通站流量、泥沙特征值统计表项 目特征值发生日期统计年份流量(m3/s)历年最大926001954.08.0119502009历年最小46201979.01.31多年平均(三峡水库蓄水前)2870
18、019502002多年平均(三峡水库蓄水后)2570020032009含沙量(kg/m3)历年最大3.241959.08.0619512009历年最小0.0161999.03.03多年平均(三峡水库蓄水前)0.47919512002多年平均(三峡水库蓄水后)0.17920032009输沙量(108t)历年最大6.78196419512009历年最小0.8482006多年平均(三峡蓄水前)4.2719512002多年平均(三峡蓄水后)1.4820032009大通水文站在三峡水库蓄水运用前(19502002年),多年平均径流量为9052亿m3,多年平均悬移质输沙量为4.27亿吨。三峡水库蓄水运用以
19、来(20032009年),该站年径流量约为8123亿m3,年输沙量为1.48亿吨,来水量比水库蓄水运用前减少约10%,而来沙量却减少了65%(见表2-3)。由表2-4可见,大通站年内来水来沙分布不均匀,最大流量和含沙量多出现在78月份,最小流量和含沙量多出现在12月份。从来水来沙的年内分配看,在三峡水库蓄水运用前后年内来水来沙量分布规律基本未变,汛期510月,蓄水前后来水量约占全年的70.85%和68.41%,来沙量占全年的87.5%和81.5%,输沙量较径流量更为集中,且沙峰一般略滞后于洪峰。表2-4 大通水文站来水来沙年内分配统计表月份流量输沙率多年平均含沙量(kg/m3)多年平均(m3/
20、s)年内分配(%)多年平均(kg/s)年内分配(%)蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后110900120003.193.911309720.71.690.0980.078211600133003.394.32117012100.722.110.0930.076315900189004.656.14245023401.524.080.1420.12424100214007.056.95595024603.684.290.2380.115533700294009.859.551200045607.427.950.3290.136续表2-4月份流量输沙率多年平均含沙量(kg
21、/m3)多年平均(m3/s)年内分配(%)多年平均(kg/s)年内分配(%)蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后6404003680011.8111.9517200635010.6411.080.4130.1657510004190014.9113.6374001080023.1418.840.7580.2328443003950012.9512.82310001060019.1818.490.7240.2589400003770011.712.24270001030016.717.970.6840.2551032900254009.628.2516900414010.
22、467.220.5070.151123000185006.736.01691024104.284.20.2960.121214200132004.154.29252011901.562.080.1710.089510月404003510070.8568.4123600779087.581.50.5690.199年平均2870025700/135004680/0.4790.179备注:流量根据19502009年资料统计;输沙率、含沙量根据1951、19532009年资料统计。2.4 工程地质根据多年来工程区地质资料,八卦洲左汊在大地构造上属扬子向斜褶皱带,地处南京凹陷的边缘,自晚白垩纪开始,有陆
23、相浦口组的砂岩及粘土岩沉积。下伏基岩主要为紫红色粉砂质泥岩,基岩面标高一般在-43.0-48.0m以下,工程区域(Q4al)粉质粘土及粘土,灰色,含云母,混砂不均,局部夹薄层砂,有少许腐植物,为近期沉积,一般呈软塑状,局部为流塑或可塑。连续分布于勘区中上部地层,层厚较大,一般底面标高-22.57-6.96m,厚5.515m,床面至-22.57m皆为近代沉积层,0.1mm的细砂占90以上。2.5 地震根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),该区地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.35s。根据该标准附录“关于地震基本裂度向地震动参数过渡的说明”,本工程区域地震动参
24、数对应的地震基本烈度为度。2.6 已有工程设施2.6.1 河道整治工程20世纪50年代以来,南京河段分阶段进行了河道整治工程。19541957年重点对下关、浦口两险工段进行了护岸,1970年又进行了加固。19711980年对七坝、梅子洲头、西坝以及八卦洲汊道的险工段进行了护岸工程。1983年开始的南京河段一期整治工程对南京河段进行了全面的护岸工程,该整治工程对七坝、梅子洲、大胜关及其右缘、下关、浦口、八卦洲头及其左右缘、燕子矶、天河口、新生圩栖霞龙潭湾道、三江口、兴隆洲头等处进行了新护和加固,共新增护岸28.5km,加固护岸37.9km,新增护坎11.4km,加固护坎8.9km,新增护坡29.
25、8km,加固护坡17.0km。该工程于1993年基本结束。19981999年又对下关、浦口进行了整治工程。为进一步整治长江南京河段的总体河势,为沿江经济建设和岸线开发综合利用创造条件,南京河段二期整治工程已于近期开工实施。其主要任务是:对处于自然演变状态下的新济洲汊道段进行控制,并为下游河段河势的稳定创造有利条件;维持梅子洲分汊段现状分流比的持续稳定;重点整治八卦洲分汊段,改善左汊进流条件,适当扩大左汊分流比,抑制右汊的进一步发展;稳定栖霞龙潭湾道现有的单一弯道河势,保证出流的稳定,为下游镇扬河段的稳定创造有利条件。南京河段二期河道整治护岸总长62.59km,其中新护19.85km,加固42.
26、74km,工程项目见表2-5。目前,南京段二期整治工程已基本完成并发挥作用。表2-5 南京河段二期整治工程项目表工程项目工程目的铜井河口段沉排护岸工程维持新生洲右汊现状分流比,保护堤防安全。新济洲右缘尾部抛石护岸工程维持济潜水道现状分流比,防止七坝顶冲点上提,增加新的险工段。新济洲左缘头部抛石护岸工程防止串沟口门进一步扩大,避免左岸顶点下移。七坝段抛石加固护岸工程维持七坝节点,保护林山圩一带堤防安全。大胜关抛石加固护岸工程保护堤防安全,维护下游河势稳定。梅子洲左缘抛石加固及尾端下延沉排护岸工程维持主流走潜洲左汊的现有河势。八卦洲左右缘抛石加固护岸工程及洲头鱼嘴抛石加固工程维护现有河势,避免右汊
27、分流比进一步扩大,确保洲头鱼嘴稳定。燕子矶段抛石加固护岸工程保护防洪安全及下游河势稳定,维护燕子矶节点天河口抛石加固护岸工程维护现有河势稳定。西坝抛石加固护岸工程保护堤防安全,维护西坝节点。栖霞龙潭抛石护岸加固工程保护堤防安全及下游河势稳定,维护现有弯道形态。八卦洲头围堤工程防止高水时漫滩水流翻越滩顶,减小左汊分流比。2.6.2 港口设施八卦洲左汊内主要为企业自主码头,上段有南京钢铁厂码头、华能油码头、南京热电厂码头,中段有南化#1#11码头、三航#1#3码头,下段有扬子石化公司#1#16码头、扬子石化巴斯夫有限责任公司#1#6码头、龙翔液体化工储运公司#1#2码头。扬子和扬巴公司码头设施详见
28、表2-6。表2-6 扬子和扬巴公司码头现状码头名称货 种靠泊能力(DWT)泊位数投产时间#0件杂货150011980.12#1杂货150011980.12#2成品小包装100011986.03#3煤炭300021987.02#4沥青500011993.12#8重件500021981.01#10液碱50011989.10#102液体化学品300011999.10#11成品油1500011987.09#12液体化学品、LPG500011987.09#14原油、成品油2000011989.09#15成品油300011996.10#16液体化学品200012001.12扬巴#1液体化学品2000012
29、004扬巴#2、#3液体化学品1000022004第3章 工程河段河床演变及航道条件分析3.1 历史演变概况据有关资料记载,公元220年,在目前八卦洲位置,是由新洲沙群组成的复杂多分汊河型,1376年,新洲沙群合并为七里洲、八卦洲、大河沙、草鞋洲,18211908年沙洲合并为八卦洲,当时左汊为主汊,江面宽阔,水深较大,是一个平顺的大弯道,称宝塔水道,而右汊是支汊,江面窄小,水深较浅,河道弯曲,称草鞋峡。由于汊道上游河势变化主流变迁,导致八卦洲头不断崩退,1940年后,左汊逐渐衰退,河道向弯曲方向发展,河长增加,河槽淤积缩小,左汊由主汊转化为支汊;右汊相应发展,河道向顺直方向演变,河长减少,河槽
30、冲刷扩大右汊由支汊转化为主汊。可见近60年来八卦洲汊道经历了一次主支汊自然移位过程。20世纪70年代末,左汊的分流比仅20%左右,已基本形成目前河势格局。八卦洲汊道历史演变概况见图3-1。3.2 近期演变分析拟建设工程位于长江下游南京河段八卦洲左汊内,为便于分析,将整个工程河段分为三段,即工程上游河段(南京长江大桥八卦洲头)、八卦洲汊道段、工程下游河段(汇流口以下),以下分段进行分析。3.2.1 上游河段变化八卦洲汊道分汊前干流段自南京长江大桥八卦洲头,全长4.1km,河宽自大桥处的1110m逐渐展宽到2240m,平均水深24.2m。该段的演变特征:1985年以前洲头未守护之前,分流点下移,洲
31、头崩退,左右岸向江中淤积,河道朝窄深方向发展。1985年洲头守护以后,分流点变化较小,洲头处于基本稳定,左右岸冲淤变化减缓,岸线、深泓线变化较小。3.2.2 八卦洲汊道段变化(1)汊道分流、分沙比变化八卦洲汊道总的演变趋势是缓慢的左衰右兴,左汊分流比呈逐渐减小的趋势。据统计,八卦洲左汊汛期(水位大于4.0m)平均分流比20.1%左右,枯期(水位小于4.0m)平均分流比16.6左右。左汊分沙比的变化与分流比的变化是一致的,其值略小于分流比值。20世纪80年代中期以后,实施八卦洲头分水鱼咀工程,左汊分流比减小的趋势有所减缓,近年来,左汊分沙比减小的趋势进一步减缓,2005年3月实测分流比为13.5
32、(水位2.1m),2005年9月实测分流比为18.6(水位5.08m),2007年4月实测分流比为13.5(水位2.28m)。结合1998年以来的分流比测验资料,说明八卦洲头分水鱼嘴工程对延缓八卦洲左汊的衰退,稳定八卦洲汊道河势是有利的,但分流比减小的趋势依然存在,特别是低水位情况。近年来看,左汊分流比逐渐减小的趋势趋缓,这对左汊内岸线的长期利用和开发是有利的。八卦洲左槽分流比变化图(2)八卦洲左汊(宝塔水道)变化八卦洲左汊(宝塔水道)属支汊,二十世纪八十年代后,衰退速度减缓,河势逐渐相对稳定。近期演变的特点是:河宽束窄,河床淤积,边滩淤长,浅滩碍航。岸线及深泓平面变化八卦洲汊道深泓线平面变化
33、见图3-2,0m等深线平面变化见图3-3。八卦洲左汊其河道外形由四个河弯组成,分别是进口段、南化河弯、皇厂河弯和出口段。进口段(四方角至南钢码头段)左岸为黄家洲边滩,右岸(八卦洲头的左缘)为深槽。该段深泓线傍靠右岸,随着分流点的下移而右移。岸线左淤右冲,1985年洲头及其左右缘护岸工程后,右岸冲刷得到遏制,深槽河床转为纵向冲刷下切,经过调整,趋于稳定。19592007年间左岸沿程平均淤积465m,右岸沿程平均崩退315m,淤积的幅度远大于崩退的幅度,进口河宽束窄150m。深泓的右移及岸线的左淤右冲,导致河道弯曲半径进一步的减小,由1959年的2.5km减小到2007年的1.5km。南化河弯段(
34、南钢码头至岳子河段)弯顶在1956年时就进行了沉排护岸,以后又陆续进行抛石加固,因而,该段弯顶附近并未发生大的崩坍,弯顶处深泓线摆动幅度也较小。在弯顶处的横向变化趋小的情况下,水流纵向下切河床,对应的凸岸边滩淤长。弯顶处断面河宽由1959年的420m束窄到2007年的320m。南化弯顶上游0m岸线与进口段一样左淤右冲,19592007年左岸平均淤积380m,右岸平均冲退150m;弯顶下游左冲右淤。该段平均河宽由1959年的602m,束窄到2007年的480m。多年来,弯顶及下游深泓摆动较小,弯曲半径1959年约为1.6km,1979年为1.4km,到2007年为1.0km。在南化河弯与皇厂河弯
35、之间有一过渡段,该段河道宽浅,水流分散,深泓曾经摆动频繁,称之为马汊河浅滩段,1985年后该段深泓摆动减小,目前深泓居中偏右,到皇厂河附近趋左,进入皇厂弯道段。该段左右岸岸线变化不大,19592007年0m河宽仅减少约50m。皇厂河弯段(岳子河至皇厂河段)0m岸线左冲右淤,深泓贴左岸下行。因该段左岸有良好的自然抗冲边界条件,所以,深泓横向左移受到限制。19592007年左岸平均微冲17m,右岸沿程平均淤宽138m,平均河宽减少96m。由于弯顶上游的深泓略有右移,弯顶深泓变化不大,所以,该段弯曲半径仅从1959年的1.7km减少到2007年的1.6km。出口段(皇厂河至天河口段)深泓线自皇厂弯道
36、逐渐由左岸向右岸过渡,除顶冲点上游过渡段深泓摆幅较大外,弯顶及下游深泓摆动幅度较小。出口段岸线1959年以来主要为左淤右冲,且左岸的淤积大于右岸的冲刷,河宽由1959年的771m左右,束窄到2006年的700m左右,减少了约71m。10m深槽变化二十世纪五十年代左汊分流比约占干流的四分之一,随着洲头崩退,左汊衰退,分流能力减弱,深槽也发生了变化。八卦洲汊道10m深槽年际变化见图3-4。1959年时 10m深槽因马汊河浅滩淤积,分为上、下两个10m深槽。又因口门附近拦门沙淤积抬高,1975年10m上深槽在口门附近淤断,即分流区10m槽与10m上深槽又淤断,二十世纪90年代的连续大水年,使左汊进口
37、拦门沙冲刷,也可能与扬子专用航道的疏浚有关。分流区10m槽又与上10m槽连为一起。10m上深槽除在口门附近变化外,南化弯顶以上随右岸的冲退而向右岸进逼,槽尾上提,19591975年上提1240m,19751985年又上提250m,其后变化不大。10m下深槽1980年以前与汇流区10m槽贯通,19852001年槽尾断开,到2005年测图,又与汇流区10m槽贯通;槽首19591998年呈向下退缩的趋势,累计下移约2540m,19982007年,槽首退缩停滞,槽的左右缘冲淤变化不大。另外,在马汊河浅滩段2007年出现几个零星的10m槽,其中最大的有500m100m,此段河床有所刷深,有利于改善水流条
38、件。(3)八卦洲右汊(草鞋峡水道)变化八卦洲汊道主支汊自然移位后,左汊( 宝塔水道) 淤积衰退,右汊( 草鞋峡水道) 则冲刷发展。右汊分流比增加,继续向顺直方向演变,河床阻力降低。20世纪80年代前,右汊基本按顺直河道的自然演变规律变化,深槽与边滩交错排列,并向下缓慢蠕动,岸线冲淤变形较大,深槽傍岸处,岸线崩退,边滩所在处岸线淤积,上世纪80年代起,由于八卦洲右汊崩岸段抛石护岸整治工程逐渐发挥作用,相对固定了八卦洲右汊的滩槽位置,从而基本控制了右汊河势,一定程度上制约了右汊发展趋势。总的来说,近期右汊冲刷发展,1959年至2000年,右汊0m河槽冲刷约2400万m3,0m河槽槽蓄量和平均过水面
39、积冲刷扩大约为13,平均河宽增加约80m,平均水深增大约1.0m。3.2.3 下游河段变化(龙潭水道)该段为八卦洲汊道汇流段,19591975年汇流点下移360m,右汊出汊主流右移,相对应左岸处于汇流段的淤积区,0m线向江中淤进,最大向右淤移510m,右岸冲刷。1975年以后深泓变化不大,左右岸线也基本稳定。1985年在上游八卦洲汊道宏观河势趋向稳定后,八卦洲汊道汇流段的变化进一步趋小,但本段为人工守护的险工区,岸坡较陡,仍要加以必要的关注。3.3 演变认识及趋势预测(1)八卦洲分汊段上游因河势变化,深泓经历了左移后右摆,但分流点始终在洲头的左侧,而且下移到左汊的囗门外,也是分流段微弯型河道的
40、凹岸一侧,这为八卦洲支汊提供了相对较好的入流条件。经过近几年大洪水的冲刷,分流点略向右回摆,主流进入左汊口门顶冲点上提,导致囗门拦门沙的冲刷,深槽冲刷扩大,其对减缓八卦洲左汊缓慢衰退的河势是十分有利的。(2)八卦洲汊道历史上经历了汊道江心洲并洲并岸过程。该汊道在近一个世纪的演变过程中,洲头冲刷崩退,左汊从一个平顺的大河弯转变成由三个小河弯组成的鹅头型弯道,左汊河床阻力增加,逐步淤积衰退。右汊顺直,河宽增加,分流比缓慢增大。从八卦洲汊道的河床演变过程可见,八卦洲洲头崩退是造成左汊河道弯曲发展,河床淤积和分流比减小的主要原因之。为了稳定八卦洲汊道河势,近几十年来特别是19841988年实施的八卦洲
41、汊道整治工程,对洲头及汊道内水流顶冲部位进行了守护,汊道及洲头形态基本稳定,初步抑制了右汊发展的态势,左汊衰退趋向缓慢。近期八卦洲汊道岸线、深泓、分流点及河床冲淤基本稳定,河道变化表现为河床局部的冲淤调整,总体河势得到初步控制。(3)八卦洲汇流段的变化主要决定于八卦洲左、右汊分流比的变化;当八卦洲汊道发生明显的左衰右兴变化时,汇流段深泓左移,河床发生强烈的左冲右淤。在西坝至拐头一带护岸工程后,汊道汇流段河势趋于稳定。在目前八卦洲汊道基本稳定条件下,汇流段的河势仍将继续保持基本稳定。(4)从八卦洲汊道段河道治理规划来看,是以稳定现有河势为目标,并适当提高左汊分流比,主要措施是加固八卦洲左缘及燕子
42、叽、天河口、新生圩已护工程,延护天河口崩岸段,实施八卦洲头围堤工程,以适当增加左汊分流比,辅以左汊航道疏浚。因此,在河道治理工程相继实施的条件下,预计八卦洲汊道段整体河势将趋向稳定,河道变化主要表现为河床局部的冲淤调整。3.4 工程河段航道条件分析由宝塔水道10m深槽分布图可知(图3-4):宝塔水道上、下段常年存在有10m深槽,且位置相对稳定,仅局部区域年际间仍有冲淤交替,在中段南京长江二桥附近10m深槽中断,上、下深槽中断约3.0km,下深槽位于扬子10-2码头以下,出口处与汇流段10m深槽贯通。(1)拟选定扬子10-2码头至天河口段作为开通双向通航的工程河段。扬子乙烯专用航道上起马汊河口,
43、下至天河口,目前本专用航道实行单向航行控制,航道维护宽度为100m,维护水深为10.5m,由10m深槽多年年际变化图可知,如果开通扬子10-2码头至天河口段双向通航可能性较大,而由于马汊河扬子10-2码头之间水深条件较差,平均水深仅能维持78m,为宝塔水道10m深槽的中断处,也是宝塔水道水深最差的一段,通过疏浚的措施达到目的难度非常大,再加上上游1km左右即为南京长江二桥,马汊河扬子10-2码头处于桥区受控河段的下段,过度的疏浚会破坏桥区航段的稳定性,因此本报告将扬子10-2码头天河口作为开通双向通航的研究范围。(2)近年来扬子10-2码头以下10m深槽总体相对稳定,基本具备开辟双向通航的水域
44、条件。自20世纪90年代以来,宝塔水道下段深槽有较明显的萎缩,槽首由1991年的岳子河附近退至1998年的扬子10-2码头前沿,后退幅度达630m,近10年以来一系列河道整治工程的实施一定程度上减缓了宝塔水道总体萎缩的趋势,因此近几年深槽头部时而上提,时而下挫,但变动幅度维持在200m以内,总体相对稳定。宝塔水道扬子10-2码头以下10m深槽基本紧贴左岸,自扬子10-2码头以下逐渐放宽,至扬子2#、3#之间宽度基本达到250m左右,再往下深槽基本紧贴两侧岸线,10m深槽宽度可达270300m,且深槽走向较为顺直,基本具备开辟双向通航的水域条件。(3)皇厂河沿岸标至天河口上塔形沿岸标间河道宽度较窄,限制了航道工程拓宽的实施。宝塔水道下段自九里埂沿岸标以下,河道逐渐束窄,至皇厂河沿岸标河道宽度已由1.1km束窄至0.55km,河道宽度束窄将近一半,自天河口上塔形沿岸标以下,河道又逐渐展宽,因此皇厂河沿岸标至天河口上塔形沿岸标间河道宽度为宝塔水道内最窄的一段,由10m深槽年际变化来看,尽管10m深槽宽度可达到270m左右,但由于左岸侧已修建了码头,因此在自然状况下可利用的10m深槽宽度