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摘要：长江马鞍山河段主流摆动频繁，滩槽演变规律复杂，汊道分流比调整幅度较大，局部崩岸频发，影响防洪安全、河势稳定、航道尺度提升以及沿江涉水工程的正常运行，对长江经济带发展和黄金水道建设造成影响，不利于长江大保护工作开展，有必要对该河段演变规律开展进一步研究。基于前人研究成果，采用实测资料归纳总结了该河段河道演变规律，分析了河道整治的重点问题。研究结果表明：马鞍山河段历史上经历了洲滩合并靠岸、汊道减少、河槽束窄、主支汊易位的变化过程;近期，该河段江心洲汊道一直维持左主右支格局，左汊经历了主流过渡段下移、上提、再下移、固化4个阶段;小黄洲汊道受上游江心洲左汊变化影响较大，呈明显的上下游滩槽联动变化态势。针对受水沙条件变化影响，目前该河段存在局部滩槽变动和汊道分流变化、航道难以满足新标准要求等主要问题，提出了稳定河势、改善航道、修复生态等治理思路，可为该河段后续综合治理提供参考依据。
关 键 词：
河道演变; 滩槽联动; 河道整治; 马鞍山河段; 长江下游
中图法分类号： TV142
文献标志码： A
DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.06.001
0 引 言
马鞍山市地处长三角城市群、南京都市圈、合肥都市圈，在长江经济带、皖江经济带和黄金水道的建设中具有重要战略地位。长江马鞍山河段是国务院批复的长江流域综合规划和防洪规划等确定的长江中下游16个重点治理河段之一。多年来，马鞍山河段主流摆动频繁，滩槽演变规律复杂，汊道分流比调整幅度较大，局部崩岸频发，影响防洪安全、河势稳定、航道尺度提升以及沿江涉水工程正常运行，对长江经济带发展和黃金水道建设造成一定影响，不利于长江大保护工作开展。因此，有必要对马鞍山河段演变规律开展进一步研究，为后续该河段综合整治奠定基础。
国内学者对于马鞍山河段的相关研究较早，成果较为丰硕。周劲松[1]认为江心洲左汊主流变迁呈一定周期性，上游河段演变直接影响进入左汊主流走向。黄全堂等[2]认为江心洲左汊顺直段过长，主流3次在两岸过渡，伴随主流蜿延依附两岸边滩相应下移，主流呈周期性摆动，其周期为15～20 a。唐金武等[3]认为：上游汊道演变影响直接，20世纪80年代以前江心洲左汊内深泓呈1次过渡形式，以后呈2次过渡形式，在过渡形式转化期内滩槽冲淤;随着三峡水库运行，江心洲左汊深泓逐步向1次过渡形式转化，牛屯河边滩剧烈冲刷或切割、江心洲左缘中上段崩退停止甚至转为淤积。洪建等[4-5]认为江心洲与小黄洲汊道间距较短，演变互相影响，江心洲左汊主流摆幅较大，滩槽不稳。但目前对三峡水库运用以来清水冲刷情况下马鞍山河段河道演变规律的研究相对较少。本文在前人研究成果基础上，利用实测的水文地形及现有整治工程等资料，开展河道演变分析工作，以马鞍山河段滩槽演变联动为主线，开展了演变规律研究，梳理河道治理保护中存在的问题，以期为后续马鞍山河段综合整治提出新的思路。
1 基本情况
1.1 河道概况
长江马鞍山河段上起东、西梁山，与芜裕河段相接，下至慈姆山，与南京河段相连，全长36 km，进、出口河宽分别为1.1 km和2.0 km，中部河宽8.0 km，系两端束窄中间展宽顺直型分汊型河道。河道内分布彭兴洲、泰兴洲、江心洲、心滩、上何家洲、下何家洲、小黄洲等洲滩，依次形成江心洲汊道和小黄洲汊道。江心洲左汊为主汊，分流比长期维持在90%左右，汊道顺直宽浅，长22 km、宽2 km，两岸滩槽依附，上边滩位于牛屯河口，下边滩（心滩、上何家洲、下何家洲合称）位于江心洲尾，上深槽位于江心洲左缘中上部，下深槽位太阳河口至王丰沟。江心洲右汊为支汊，分流比仅为10%，且大于同期分沙比，长24 km、宽0.6 km，稳定少变，右汊上段的彭兴洲、泰兴洲中枯水位与江心洲相连。小黄洲右汊为主汊，长6.5 km、宽1.5 km，分流比近期为70%;左汊为支汊，长7.5 km、宽0.8 km。河道左岸有牛屯河、姥下河、太阳河、得胜河、石跋河汇入，沿江筑有和县江堤，右岸有姑溪河、采石河流入。沿江筑有芜当江堤、马鞍山江堤。马鞍山大桥横跨江心洲中部，左汊主桥采用 2 m×1 080 m三塔两跨悬索桥（见图1）。
1.2 河道边界
马鞍山河段位于长江下游岩石破碎带，河床主要由第四系疏松沉积物构成。河段进口有东梁山、西梁山节点控制，出口有慈姆山、斗山节点约束，主流摆动、滩槽冲淤、汊道变迁位于上下两组节点之间。左岸河漫滩宽阔，沉积物深厚，河岸易冲可动。右岸上段河漫滩狭窄，下段多山丘阶地，翠螺山、九华山、人头矶、马鞍山等山矶临江出露，河岸相对稳定。
1.3 水文泥沙
据马鞍山河段上游186 km处大通水文站资料分析，三峡水库运用前（1950～2002年）该河段多年平均流量为28 700 m3/s，历年最大为92 600 m3/s，历年最小为4 620 m3/s，多年平均含沙量0.479 kg/m3，历年最大3.24 kg/m3，历年最小0.016 kg/m3。三峡水库运行后（2003～2016年）多年平均流量27 190 m3/s，历年最大流量70 800 m3/s，历年最小流量7 900 m3/s，多年平均含沙量0.162 kg/m3，历年最大1.02 kg/m3，历年最小0.02 kg/m3。水库运用后清水下泄、流量坦化特点十分明显，水流含沙量减少66.2%，1～3月流量增加14%～17%，7～11月流量减少9%～21%（见图2）。
1.4 河道治理
马鞍山河段治理主要分3个阶段：第一阶段是控制小黄洲头过渡段主流走势，20世纪50年代未至60年代初实施恒兴洲沉排护岸工程并形成人工矶头节点，60年代未至70年代中期实施小黄洲头、太阳河至新河口护岸工程;第二阶段是在1998年大洪水后，为了治理崩岸、稳定河势、保障防洪安全，2000年前后实施郑浦至新河口、大黄洲护岸12.3 km，小黄洲左缘新护2.86 km，加固小黄洲头至过河灯标、人工矶头至电厂段护岸5.6 km等;第三阶段重点是稳定航道，2009年实施牛屯河边滩串沟封堵和3条护滩带工程，彭兴洲头、江心洲左缘11.3 km护岸工程，2016年实施了上何家洲头3条护底带、心滩滩头守护工程和彭兴洲、江心洲左缘、太阳河护岸加固工程。这些工程的实施增强了河道边界的抗冲性与稳定性，限制了河道横向变形的范围与幅度，有效控制了河道的总体河势[6]。 2 河道历史演变
历史上，马鞍山河段江面开阔，江岸可达河谷两侧丘陵阶地，水流分散，1755年江面已有鲫鱼洲、焦家洲、新生洲出露，翠螺山四面环水。1865年江面上有南泥斯洲、维德洲、格罗斯洲，呈上下两个汊道格局。
20世纪初，江心洲形态与现在相近，江心洲右汊内依次有小泰兴洲、大泰兴洲、陈家圩、小新洲，江心洲下游出现黄洲新滩、黄洲老滩。江心洲右汊曾为主汊，明未清初开始逐渐演变为支汊。20世纪40年代，陈家圩、小新洲并向右岸，黄洲老滩并向左岸，黄洲新滩经淤积围垦变成现小黄洲，主流由江心洲左汊转入小黄洲右汊，现代河道格局初步形成[4]。
3 河道近期演变
近期，马鞍山河段江心洲左汊、小黄洲右汊为主汊，主流从江心洲左汊进入小黄洲右汊，江心洲左汊分流比维持在90%左右，右汊除口门略有冲淤变化外，滩槽岸线变化较小，河势大格局未变，但局部变化仍然剧烈，主要表现为，伴随江心洲左汊主流蜿蜒摆动，滩槽下移上提，小黄洲汊道演变剧烈，这些变化给河势稳定、防洪安全、航运畅通、岸线保护带来不利影响。按演变过程可划分为4个阶段（见图3～4）。
3.1 江心洲左汊主流过渡段下移阶段（1959～1976年）
20世纪50年代未，上游芜裕河段陈家洲左汊通畅，西梁山挑流较强，主流直抵彭兴洲头流向左岸姥下河（上过渡段），从姥下河向右过渡（下过渡段）贴江心洲尾较平顺地进入小黄洲右汊。此时，江心洲左汊上段主流相对居中，下段主流平顺，小黄洲头边滩依附，左岸牛屯河、姥下河有零星崩岸，右岸恒兴洲崩岸剧烈，1956～1959年实施沉排护岸工程并形成人工矶头节点[7-8]。
20世纪60年代，陈家洲左汊出流不畅，西梁山挑流减弱，水流顶冲点由彭兴洲头下移至江心洲左缘中部，上过渡段下移，左岸着流点由姥下河下移至太阳河，太阳河至新河口-10 m槽下延1.9 km，崩岸严重，下过渡段下移1.2 km，小黄洲头分流点下移1.76 km。1964年汛前下过渡段主流仍贴江心洲尾下行，汛期水流切割小黄洲头边滩，形成小黄洲头新深槽与江心洲尾老深双槽分流格局，伴随下过渡段下移，小黄洲头深槽发展为主槽，江心洲尾深槽淤积为次槽，两槽之间心滩（下何家洲雏形）逐渐壮大。
20世纪70年代初，左汊下过渡段进一步下移，主流在王丰沟一带坐弯折冲小黄洲头进入右汊，小黄洲头年崩退高达0.14 km。至70年代中期，牛屯河边滩尚小，上何家洲与下何家洲连为一体，下边滩较大，小黄洲头-20 m深槽上连王丰沟下接人工矶头并呈反“S”弯状。
3.2 江心洲左汊主流过渡段上提阶段（1976～1988年）
受1983年大洪水作用和陈家洲左汊分流比增加、西梁山恢复挑影响，20世纪80年代未江心洲左汊上过渡段大幅度上提至50年代未位置，洲左缘中部着流点上提至彭兴洲头，左岸太阳河着流点上提至姥下河，下过渡段受下何家洲体约束上提幅度较小，相应小黄洲头受水流顶冲压力减轻。
江心洲左汊上过渡段上提过程中，彭兴洲头至江心洲头上深槽右移，牛屯河边滩开始发育，岸线（0 m）外移0.25 km，新河口深槽淤积，上何家洲、下何家左缘冲退0.34 km，洲尾下边滩向上收缩，下过渡水流略变平顺。
小黄洲左汊分流比由6.8%增大为21.9%，汊道上段0 m槽过水面积增加4 400 m2、深泓最大右移0.5 km，汊道下段0 m槽过水面积增加3 200 m2、深泓最大左移1 km，大黄洲岸线后退1 km，小黄洲尾下延0.7 km。小黄洲右汊分流比减少，人工矶头挑流减弱，采石河口边滩壮大，人工矶头以下深槽淤积并偏靠右岸，电厂港区深槽近岸。
3.3 江心洲左汊主流过渡段下移阶段（1988～2002年）
20世纪90年代长江发生了5年次大洪水（分别为1991，1995，1996，1998年和1999年），江心洲左汊在遵循顺直汊道演变规律的同时出现了一些新变化，主要是江心洲左缘深槽右移弯曲，牛屯河口边滩发育壮大，心滩发育并不断下移，上、下何家洲分离，下何家洲与江心洲尾之间串沟冲刷发展，小黄洲尾不断下延直指新生洲头。
此阶段，江心洲左汊上段由宽浅向窄深转化，深泓右移0.4～1.2 km，牛屯河边滩外移高达1.1 m、尾部下延5 km、面积增加7 km2，江心洲上段岸线崩退0.25～0.4 km，洲左缘-20 m深槽尾下延6 km，上过渡段下移8 km，江中0 m心滩下移4.3 km、面积增加2.2 km2。原靠郑浦圩-20 m零星冲坑淤积消失，其下游7 km新河口出现1.6 km2深槽，但槽尾离小黄洲头尚有2 km。
小黄洲左汊分流比维持在23%左右，因进流条件较好汊道冲刷，左汊上段0 m槽过水面积增加1 100 m2、深泓右移0.6 km，引发小黄洲左缘强烈窝崩，左汊下段0 m槽过水面积增加1 300 m2、深泓左移0.8 km，大黄洲岸线后退0.76 km。左汊沿程阻力减小，出流更加顺畅，为后期分流比增加创造了条件。小黄洲尾下延1.7 km，距新生洲头仅1.1 km，两洲之间沙脊发育隔断左右汊深槽，小黄洲右汊进入新生洲左汊水流明显减少。
3.4 江心洲左汊主流过渡段稳定阶段（2002～2016年）
1998年大水后芜裕河段实施大量整治工程，稳定了河势，主流出东西梁山后摆动幅度较小，保持上贴江心洲左缘中上部、中走大桥右航槽、下靠太阳河至王丰沟大格局，滩槽位置相对固定。
2002年以来，江心洲左汊上段继续向窄深方向发展，深泓右移0.25～0.40 km，牛屯河边滩下延3.6 km直抵太阳河，江心洲左缘岸线崩退0.15～0.22 km，-20 m槽尾下延3.4 km。上过渡段下移0.6 km，心滩向下移动2.3 km靠近下何家洲。左汊下段深泓贴靠左岸，太阳河至王丰沟-20 m槽下移3.2 km与小黄洲头深槽相连，形态与1976年相似。下何家洲与江心洲尾之间汊道发展迅速，分流比由2008年的13%增为2018年的26%，相应小黄洲头汊道分流比由58%減小为31%，再次呈现1964年双槽争流格局。 其间，小黄洲左汊分流比由25.1%增加到31.9%，汊道大幅冲刷，0 m槽过水面积上段增加2 200 m2、下段增加1000 m2，-10 m深槽贴近左岸进入新生洲左汊。小黄洲右汊分流比减小，-10 m深槽贴近右岸进入新生洲右汊，受小黄洲尾与新生洲头之间沙脊影响，右汊水流基本不再进入新生洲左汊。
4 滩槽联动特点
历史上马鞍山河段演变符合长江中下游分汊河段演变特征，洲滩合并靠岸、汊道减少、河槽束窄、主支汊交替发展[9-10]。20世纪40年代江心洲汊道、小黄洲汊道格局形成，主流从江心洲左汊进入小黄洲右汊。近期江心洲汊道左主右支、右汊稳定少变局面未变，主要变化集中在江心洲左汊及小黄洲汊道。
江心洲左汊在遵循顺直型汊道演变规律同时，受上游河势变化、大洪水、河道治理工程影响较大，经历了滩槽下移、上提、再下移、固化4个阶段。
20世纪50年代至70年代中期，上游陈家洲左汊分流比减少，西梁山挑减弱，进入江心洲左汊主流左摆，彭兴洲头着流点下移至江心洲左缘，姥下河着流点下移至太阳河，新河口深槽冲刷，上何家洲与下何家洲合并，下边滩发育，水流切割小黄洲头形成深槽，下过渡段由江心洲尾移至小黄洲头。
20世纪70年代后期至80年代滩槽上提，上游陈家洲左汊分流比转为增加，加之1983年大洪水塑造新深槽作用，80年代中期彭兴洲头重新着流，左岸流点上移至姥下河，基本恢复到50年代位置，上过渡段大幅度上提，新河口深槽淤积，上何家洲、下何家洲左缘冲刷，下边滩左缘收缩，下过渡段受洲体约束作用上提幅度较小。随后江心洲左汊又重复主流蜿蜒、滩槽下移过程，90年代5年次大洪水加速了演变进程，大水期小黄洲等洲体阻水效应凸显，深泓弯曲，牛屯河边滩和心滩发育，汊道平面形态朝微弯方向发展。
1998年大洪水后，上游河段实施的护岸工程为左汊提供了稳定的进流条件，主流保持上贴江心洲左缘中上部、中间走大桥右航槽、下靠太阳河至王丰沟走势，深泓摆动幅度明显减小。三峡水库运行以来，清水下泄，流量坦化，上深槽冲刷右移，下深槽冲刷左拓，牛屯河上边滩和洲尾下边滩进一步发育壮大，加速了汊道由顺直型向微弯型转化。近期实施的牛屯河边滩、上何家洲边滩、心滩护滩工程以及江心洲左缘等护岸工程固化了滩槽边界，左汊微弯平面形态形成。由于小黄洲的阻水作用，洲尾下边滩在发育壮大过程中，水流分散，存在“水流切滩现象”，上何家洲、心滩、下何家洲相互分离，尤其是下何家洲与江心洲尾汊道冲刷发展明显。
小黄洲汊道受江心洲左汊影响十分明显，当江心洲左汊主流蜿蜒下移时，新河口下深槽冲刷下延，洲尾下边滩淤积，王丰沟水流挫弯，受小黄洲头约束影响，下过渡段下移变得弯曲，水流冲刷小黄洲头的作用加强，小黄洲左汊分流比增加，汊道冲刷发展。反之，当江心洲左汊两岸着流点上提时，新河口深槽淤积，洲尾下边滩冲刷，下过渡段受洲尾下边滩约束上提幅度不大，水流冲刷小黄洲头减弱，小黄洲左汊分流比增加受限。伴随小黄洲左汊分流比增加，上段水流右摆、下段水流左摆，沿程阻力减小，出流顺畅，汊道大幅度冲刷，大黄洲崩退。小黄洲尾淤积下延与下游新生洲头浅滩相连，阻断了小黄洲右汊水流进入新生洲左汊，小黄洲左、右汊深槽分别贴岸伸入新生洲左、右汊，对下游南京河段河势产生明显影响。
5 存在的问题及治理思路
5.1 存在的问题
马鞍山市已发展成为以钢铁工业为主体的对外开放型港口城市。东梁山下建有特高压输电跨江工程、天燃气过江通道工程，马鞍山长江大桥横跨江心洲中部，重要饮用水源地位于腰胆池、采石矶、神农洲、西梁山下、朱家漾。港口码头占用岸线15.4 km，建有马钢公司、海螺公司、大唐电厂、皖能电厂等大型工矿企专用码头以及郑浦港公用码头工程。船舶基地占用岸线约5 km，分布于牛屯河口上和姑溪河口两侧。城市规划过江桥梁隧道工程6条，港口规划岸线30.4 km，航道规划标准为10.5 m×500 m×1050 m。
结合马鞍山河段演变特点规律、社会经济发展需求，从河道保护角度来看，目前河段存在的主要问题包括：① 江心洲左汊由顺直型向微弯型转化，小黄洲左汊口门冲刷影响洲头安全，洲尾沙脊隔断左右汊水流交汇影响下游河势稳定，江心洲尾汊道迅速发展可能引起小黄洲头过渡段大幅度上提;② 现状航道难以满足新标准新要求，江心洲右汊开辟航道以来进口碍航拦门沙一直存在，左汊大桥下至小黄洲头水流分散，航道弯曲，航宽不足;③ 影响供水安全，腰胆池水源地拦门沙冲淤频繁，马钢公司31号泵地处采石边滩，取水保证率低;④ 影响港口码头正常运行，牛屯河边滩壮大下延，郑浦港公用码头港池淤积，难以持续正常作业，小黄洲尾沙脊发育，影响马和汽渡正常运行;⑤ 影响生态安全，船舶基地、码头堆场硬化滩地，减少湿地，影响水生生物生长和繁殖。
5.2 治理思路
为更好地稳定河势，保障防洪安全、供水安全、通航安全，强化河道保护，在尊重河道演变规律基础上，以长江流域综合规划、防洪规划、河道整治规划、航道整治规劃等为指导，针对问题开展以下工作：① 统筹推进芜裕河段、马鞍山河段、南京河段系统研究与同步治理，加强江心洲左汊河型转化机理研究及其对策，加快以小黄洲左口门守护为重点的马鞍山河段二期整治工程建设进度;② 尽快实施航道整治后续工程，进一步稳定牛屯河边滩、江心洲尾边滩平面形态，调整马鞍山大桥处、小黄洲头处过渡弯曲航槽，采取工程措施限制江心洲尾汊道发展，防止小黄洲头过渡段大幅度上提，结合江心洲右汊口门航道疏通工程开展江沙资源综合利用;③ 开展沿江供水安全影响分析评价工作，适当整合取水工程，加强水源地保护，提高用水保证率;④ 开展港口码头安全运行方面评价和整治工作，根据河势变化和岸线保护要求，给合河道治理工程开展郑浦港池、马和汽渡航槽梳通工程措施研究;⑤ 牢固树立“共抓大保护、不搞大开发”理念，加强河道保护，修复河流生态功能[11]，减少船舶基地、码头堆场占用滩地，营造滩涂湿地，优化港口布局，调整人工矶头上码头作业区，扩大以采石风景名胜区为核心的滨江景观生态带建设，构建“水清、岸绿、河畅、景美”宜居环境。 6 结 语
本文在大量收集了长江马鞍山河段的往年岸线、深泓线及航槽等相关资料以后，分析了该河段历史演变与近期演变，总结了该河段的演变规律。结果表明，洲滩及深槽会响应主流上、下过渡段不断下移，完成此过程后，二者开始同步上提，此下移加上提称为一个完整的演变周期，大水年份，马鞍山河段的演变步伐加快，演变周期缩短。另外，增加河床抗冲刷能力的护岸工程会减缓其演变速度，延长其演变周期。目前，马鞍山河段存在局部滩槽变动和汊道的分流变化、航道难以满足新标准新要求的主要问题，针对这些问题，本文提出了稳定河势、改善航道、修复生态等治理思路，可为后续工程提供参考。
参考文献：
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[4] 洪建，廖小永.长江下游马鞍山河段河道治理初步研究[J].长江科学院院报，2012，29（2）：1-5，10.
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（编辑：李 慧）
Research on evolution law of Ma′anshan reach of Yangtze River and regulation
LIU Xingtong1，2，QU Geng2，XU Yimin1
（1.College of Power Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China; 2.River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）
Abstract：
The Ma′anshan Reach of Yangze River mainstream is noted for frequent swing of channel，complicated channel evolution law，large change of diversion ratio，and frequent local bank collapse，affecting flood control safety，river regime stability，channel level improvement and the normal operation of water projects along the river，so it is adverse for the development of the Yangtze River Economic Belt and the golden waterway construction of the Yangtze River.It is necessary to conduct further research on the evolution law of the Ma′anshan Reach of Yangtze River.This paper analyzed the channel evolution law of the Ma′anshan river reach based on the related research results of predecessors and the measured data，and proposed countermeasures for the new problems in the channel regulation.The results showed that the evolution of the Ma′anshan Reach had experienced processes such as the combination of shoal and shore and converging to bank，the shrinkage of branch channel，the narrowing of channel and the exchange of mainstream and tributary channels.Recently，the Jiangxinzhou branch is still maintaining the pattern of “left dominant，right branch”，and the main stream of left branch has gone through four stages of evolving downstream，evolving upstream，further evolving downstream again and maintaining.The branch of Xiaohuangzhou is affected by the change of the left branch of Jiangxinzhou Reach on upstream，showing obvious joint change of beach and trough at upstream and downstream reach.Affected by the change of water and sand conditions，at present，there are some changes in the local tidal flat and the diversion ratio of the branch in Ma′anshan Reach，which is difficult to meet the new standards and requirements of waterway.In view of these problems，the author puts forward some ideas of stabilizing river regime，improving channel and restoring river ecology，which can provide reference for the follow-up comprehensive treatment of the Ma′anshan Reach.
Key words：
river channel evolution;joint changes of beach and trough;channel harnessment;Ma′anshan river reach;lower reach of Yangze River
关 键 词：
河道演变; 滩槽联动; 河道整治; 马鞍山河段; 长江下游
中图法分类号： TV142
文献标志码： A
DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.06.001
0 引 言
马鞍山市地处长三角城市群、南京都市圈、合肥都市圈，在长江经济带、皖江经济带和黄金水道的建设中具有重要战略地位。长江马鞍山河段是国务院批复的长江流域综合规划和防洪规划等确定的长江中下游16个重点治理河段之一。多年来，马鞍山河段主流摆动频繁，滩槽演变规律复杂，汊道分流比调整幅度较大，局部崩岸频发，影响防洪安全、河势稳定、航道尺度提升以及沿江涉水工程正常运行，对长江经济带发展和黃金水道建设造成一定影响，不利于长江大保护工作开展。因此，有必要对马鞍山河段演变规律开展进一步研究，为后续该河段综合整治奠定基础。
国内学者对于马鞍山河段的相关研究较早，成果较为丰硕。周劲松[1]认为江心洲左汊主流变迁呈一定周期性，上游河段演变直接影响进入左汊主流走向。黄全堂等[2]认为江心洲左汊顺直段过长，主流3次在两岸过渡，伴随主流蜿延依附两岸边滩相应下移，主流呈周期性摆动，其周期为15～20 a。唐金武等[3]认为：上游汊道演变影响直接，20世纪80年代以前江心洲左汊内深泓呈1次过渡形式，以后呈2次过渡形式，在过渡形式转化期内滩槽冲淤;随着三峡水库运行，江心洲左汊深泓逐步向1次过渡形式转化，牛屯河边滩剧烈冲刷或切割、江心洲左缘中上段崩退停止甚至转为淤积。洪建等[4-5]认为江心洲与小黄洲汊道间距较短，演变互相影响，江心洲左汊主流摆幅较大，滩槽不稳。但目前对三峡水库运用以来清水冲刷情况下马鞍山河段河道演变规律的研究相对较少。本文在前人研究成果基础上，利用实测的水文地形及现有整治工程等资料，开展河道演变分析工作，以马鞍山河段滩槽演变联动为主线，开展了演变规律研究，梳理河道治理保护中存在的问题，以期为后续马鞍山河段综合整治提出新的思路。
1 基本情况
1.1 河道概况
长江马鞍山河段上起东、西梁山，与芜裕河段相接，下至慈姆山，与南京河段相连，全长36 km，进、出口河宽分别为1.1 km和2.0 km，中部河宽8.0 km，系两端束窄中间展宽顺直型分汊型河道。河道内分布彭兴洲、泰兴洲、江心洲、心滩、上何家洲、下何家洲、小黄洲等洲滩，依次形成江心洲汊道和小黄洲汊道。江心洲左汊为主汊，分流比长期维持在90%左右，汊道顺直宽浅，长22 km、宽2 km，两岸滩槽依附，上边滩位于牛屯河口，下边滩（心滩、上何家洲、下何家洲合称）位于江心洲尾，上深槽位于江心洲左缘中上部，下深槽位太阳河口至王丰沟。江心洲右汊为支汊，分流比仅为10%，且大于同期分沙比，长24 km、宽0.6 km，稳定少变，右汊上段的彭兴洲、泰兴洲中枯水位与江心洲相连。小黄洲右汊为主汊，长6.5 km、宽1.5 km，分流比近期为70%;左汊为支汊，长7.5 km、宽0.8 km。河道左岸有牛屯河、姥下河、太阳河、得胜河、石跋河汇入，沿江筑有和县江堤，右岸有姑溪河、采石河流入。沿江筑有芜当江堤、马鞍山江堤。马鞍山大桥横跨江心洲中部，左汊主桥采用 2 m×1 080 m三塔两跨悬索桥（见图1）。
1.2 河道边界
马鞍山河段位于长江下游岩石破碎带，河床主要由第四系疏松沉积物构成。河段进口有东梁山、西梁山节点控制，出口有慈姆山、斗山节点约束，主流摆动、滩槽冲淤、汊道变迁位于上下两组节点之间。左岸河漫滩宽阔，沉积物深厚，河岸易冲可动。右岸上段河漫滩狭窄，下段多山丘阶地，翠螺山、九华山、人头矶、马鞍山等山矶临江出露，河岸相对稳定。
1.3 水文泥沙
据马鞍山河段上游186 km处大通水文站资料分析，三峡水库运用前（1950～2002年）该河段多年平均流量为28 700 m3/s，历年最大为92 600 m3/s，历年最小为4 620 m3/s，多年平均含沙量0.479 kg/m3，历年最大3.24 kg/m3，历年最小0.016 kg/m3。三峡水库运行后（2003～2016年）多年平均流量27 190 m3/s，历年最大流量70 800 m3/s，历年最小流量7 900 m3/s，多年平均含沙量0.162 kg/m3，历年最大1.02 kg/m3，历年最小0.02 kg/m3。水库运用后清水下泄、流量坦化特点十分明显，水流含沙量减少66.2%，1～3月流量增加14%～17%，7～11月流量减少9%～21%（见图2）。
1.4 河道治理
马鞍山河段治理主要分3个阶段：第一阶段是控制小黄洲头过渡段主流走势，20世纪50年代未至60年代初实施恒兴洲沉排护岸工程并形成人工矶头节点，60年代未至70年代中期实施小黄洲头、太阳河至新河口护岸工程;第二阶段是在1998年大洪水后，为了治理崩岸、稳定河势、保障防洪安全，2000年前后实施郑浦至新河口、大黄洲护岸12.3 km，小黄洲左缘新护2.86 km，加固小黄洲头至过河灯标、人工矶头至电厂段护岸5.6 km等;第三阶段重点是稳定航道，2009年实施牛屯河边滩串沟封堵和3条护滩带工程，彭兴洲头、江心洲左缘11.3 km护岸工程，2016年实施了上何家洲头3条护底带、心滩滩头守护工程和彭兴洲、江心洲左缘、太阳河护岸加固工程。这些工程的实施增强了河道边界的抗冲性与稳定性，限制了河道横向变形的范围与幅度，有效控制了河道的总体河势[6]。 2 河道历史演变
历史上，马鞍山河段江面开阔，江岸可达河谷两侧丘陵阶地，水流分散，1755年江面已有鲫鱼洲、焦家洲、新生洲出露，翠螺山四面环水。1865年江面上有南泥斯洲、维德洲、格罗斯洲，呈上下两个汊道格局。
20世纪初，江心洲形态与现在相近，江心洲右汊内依次有小泰兴洲、大泰兴洲、陈家圩、小新洲，江心洲下游出现黄洲新滩、黄洲老滩。江心洲右汊曾为主汊，明未清初开始逐渐演变为支汊。20世纪40年代，陈家圩、小新洲并向右岸，黄洲老滩并向左岸，黄洲新滩经淤积围垦变成现小黄洲，主流由江心洲左汊转入小黄洲右汊，现代河道格局初步形成[4]。
3 河道近期演变
近期，马鞍山河段江心洲左汊、小黄洲右汊为主汊，主流从江心洲左汊进入小黄洲右汊，江心洲左汊分流比维持在90%左右，右汊除口门略有冲淤变化外，滩槽岸线变化较小，河势大格局未变，但局部变化仍然剧烈，主要表现为，伴随江心洲左汊主流蜿蜒摆动，滩槽下移上提，小黄洲汊道演变剧烈，这些变化给河势稳定、防洪安全、航运畅通、岸线保护带来不利影响。按演变过程可划分为4个阶段（见图3～4）。
3.1 江心洲左汊主流过渡段下移阶段（1959～1976年）
20世纪50年代未，上游芜裕河段陈家洲左汊通畅，西梁山挑流较强，主流直抵彭兴洲头流向左岸姥下河（上过渡段），从姥下河向右过渡（下过渡段）贴江心洲尾较平顺地进入小黄洲右汊。此时，江心洲左汊上段主流相对居中，下段主流平顺，小黄洲头边滩依附，左岸牛屯河、姥下河有零星崩岸，右岸恒兴洲崩岸剧烈，1956～1959年实施沉排护岸工程并形成人工矶头节点[7-8]。
20世纪60年代，陈家洲左汊出流不畅，西梁山挑流减弱，水流顶冲点由彭兴洲头下移至江心洲左缘中部，上过渡段下移，左岸着流点由姥下河下移至太阳河，太阳河至新河口-10 m槽下延1.9 km，崩岸严重，下过渡段下移1.2 km，小黄洲头分流点下移1.76 km。1964年汛前下过渡段主流仍贴江心洲尾下行，汛期水流切割小黄洲头边滩，形成小黄洲头新深槽与江心洲尾老深双槽分流格局，伴随下过渡段下移，小黄洲头深槽发展为主槽，江心洲尾深槽淤积为次槽，两槽之间心滩（下何家洲雏形）逐渐壮大。
20世纪70年代初，左汊下过渡段进一步下移，主流在王丰沟一带坐弯折冲小黄洲头进入右汊，小黄洲头年崩退高达0.14 km。至70年代中期，牛屯河边滩尚小，上何家洲与下何家洲连为一体，下边滩较大，小黄洲头-20 m深槽上连王丰沟下接人工矶头并呈反“S”弯状。
3.2 江心洲左汊主流过渡段上提阶段（1976～1988年）
受1983年大洪水作用和陈家洲左汊分流比增加、西梁山恢复挑影响，20世纪80年代未江心洲左汊上过渡段大幅度上提至50年代未位置，洲左缘中部着流点上提至彭兴洲头，左岸太阳河着流点上提至姥下河，下过渡段受下何家洲体约束上提幅度较小，相应小黄洲头受水流顶冲压力减轻。
江心洲左汊上过渡段上提过程中，彭兴洲头至江心洲头上深槽右移，牛屯河边滩开始发育，岸线（0 m）外移0.25 km，新河口深槽淤积，上何家洲、下何家左缘冲退0.34 km，洲尾下边滩向上收缩，下过渡水流略变平顺。
小黄洲左汊分流比由6.8%增大为21.9%，汊道上段0 m槽过水面积增加4 400 m2、深泓最大右移0.5 km，汊道下段0 m槽过水面积增加3 200 m2、深泓最大左移1 km，大黄洲岸线后退1 km，小黄洲尾下延0.7 km。小黄洲右汊分流比减少，人工矶头挑流减弱，采石河口边滩壮大，人工矶头以下深槽淤积并偏靠右岸，电厂港区深槽近岸。
3.3 江心洲左汊主流过渡段下移阶段（1988～2002年）
20世纪90年代长江发生了5年次大洪水（分别为1991，1995，1996，1998年和1999年），江心洲左汊在遵循顺直汊道演变规律的同时出现了一些新变化，主要是江心洲左缘深槽右移弯曲，牛屯河口边滩发育壮大，心滩发育并不断下移，上、下何家洲分离，下何家洲与江心洲尾之间串沟冲刷发展，小黄洲尾不断下延直指新生洲头。
此阶段，江心洲左汊上段由宽浅向窄深转化，深泓右移0.4～1.2 km，牛屯河边滩外移高达1.1 m、尾部下延5 km、面积增加7 km2，江心洲上段岸线崩退0.25～0.4 km，洲左缘-20 m深槽尾下延6 km，上过渡段下移8 km，江中0 m心滩下移4.3 km、面积增加2.2 km2。原靠郑浦圩-20 m零星冲坑淤积消失，其下游7 km新河口出现1.6 km2深槽，但槽尾离小黄洲头尚有2 km。
小黄洲左汊分流比维持在23%左右，因进流条件较好汊道冲刷，左汊上段0 m槽过水面积增加1 100 m2、深泓右移0.6 km，引发小黄洲左缘强烈窝崩，左汊下段0 m槽过水面积增加1 300 m2、深泓左移0.8 km，大黄洲岸线后退0.76 km。左汊沿程阻力减小，出流更加顺畅，为后期分流比增加创造了条件。小黄洲尾下延1.7 km，距新生洲头仅1.1 km，两洲之间沙脊发育隔断左右汊深槽，小黄洲右汊进入新生洲左汊水流明显减少。
3.4 江心洲左汊主流过渡段稳定阶段（2002～2016年）
1998年大水后芜裕河段实施大量整治工程，稳定了河势，主流出东西梁山后摆动幅度较小，保持上贴江心洲左缘中上部、中走大桥右航槽、下靠太阳河至王丰沟大格局，滩槽位置相对固定。
2002年以来，江心洲左汊上段继续向窄深方向发展，深泓右移0.25～0.40 km，牛屯河边滩下延3.6 km直抵太阳河，江心洲左缘岸线崩退0.15～0.22 km，-20 m槽尾下延3.4 km。上过渡段下移0.6 km，心滩向下移动2.3 km靠近下何家洲。左汊下段深泓贴靠左岸，太阳河至王丰沟-20 m槽下移3.2 km与小黄洲头深槽相连，形态与1976年相似。下何家洲与江心洲尾之间汊道发展迅速，分流比由2008年的13%增为2018年的26%，相应小黄洲头汊道分流比由58%減小为31%，再次呈现1964年双槽争流格局。 其间，小黄洲左汊分流比由25.1%增加到31.9%，汊道大幅冲刷，0 m槽过水面积上段增加2 200 m2、下段增加1000 m2，-10 m深槽贴近左岸进入新生洲左汊。小黄洲右汊分流比减小，-10 m深槽贴近右岸进入新生洲右汊，受小黄洲尾与新生洲头之间沙脊影响，右汊水流基本不再进入新生洲左汊。
4 滩槽联动特点
历史上马鞍山河段演变符合长江中下游分汊河段演变特征，洲滩合并靠岸、汊道减少、河槽束窄、主支汊交替发展[9-10]。20世纪40年代江心洲汊道、小黄洲汊道格局形成，主流从江心洲左汊进入小黄洲右汊。近期江心洲汊道左主右支、右汊稳定少变局面未变，主要变化集中在江心洲左汊及小黄洲汊道。
江心洲左汊在遵循顺直型汊道演变规律同时，受上游河势变化、大洪水、河道治理工程影响较大，经历了滩槽下移、上提、再下移、固化4个阶段。
20世纪50年代至70年代中期，上游陈家洲左汊分流比减少，西梁山挑减弱，进入江心洲左汊主流左摆，彭兴洲头着流点下移至江心洲左缘，姥下河着流点下移至太阳河，新河口深槽冲刷，上何家洲与下何家洲合并，下边滩发育，水流切割小黄洲头形成深槽，下过渡段由江心洲尾移至小黄洲头。
20世纪70年代后期至80年代滩槽上提，上游陈家洲左汊分流比转为增加，加之1983年大洪水塑造新深槽作用，80年代中期彭兴洲头重新着流，左岸流点上移至姥下河，基本恢复到50年代位置，上过渡段大幅度上提，新河口深槽淤积，上何家洲、下何家洲左缘冲刷，下边滩左缘收缩，下过渡段受洲体约束作用上提幅度较小。随后江心洲左汊又重复主流蜿蜒、滩槽下移过程，90年代5年次大洪水加速了演变进程，大水期小黄洲等洲体阻水效应凸显，深泓弯曲，牛屯河边滩和心滩发育，汊道平面形态朝微弯方向发展。
1998年大洪水后，上游河段实施的护岸工程为左汊提供了稳定的进流条件，主流保持上贴江心洲左缘中上部、中间走大桥右航槽、下靠太阳河至王丰沟走势，深泓摆动幅度明显减小。三峡水库运行以来，清水下泄，流量坦化，上深槽冲刷右移，下深槽冲刷左拓，牛屯河上边滩和洲尾下边滩进一步发育壮大，加速了汊道由顺直型向微弯型转化。近期实施的牛屯河边滩、上何家洲边滩、心滩护滩工程以及江心洲左缘等护岸工程固化了滩槽边界，左汊微弯平面形态形成。由于小黄洲的阻水作用，洲尾下边滩在发育壮大过程中，水流分散，存在“水流切滩现象”，上何家洲、心滩、下何家洲相互分离，尤其是下何家洲与江心洲尾汊道冲刷发展明显。
小黄洲汊道受江心洲左汊影响十分明显，当江心洲左汊主流蜿蜒下移时，新河口下深槽冲刷下延，洲尾下边滩淤积，王丰沟水流挫弯，受小黄洲头约束影响，下过渡段下移变得弯曲，水流冲刷小黄洲头的作用加强，小黄洲左汊分流比增加，汊道冲刷发展。反之，当江心洲左汊两岸着流点上提时，新河口深槽淤积，洲尾下边滩冲刷，下过渡段受洲尾下边滩约束上提幅度不大，水流冲刷小黄洲头减弱，小黄洲左汊分流比增加受限。伴随小黄洲左汊分流比增加，上段水流右摆、下段水流左摆，沿程阻力减小，出流顺畅，汊道大幅度冲刷，大黄洲崩退。小黄洲尾淤积下延与下游新生洲头浅滩相连，阻断了小黄洲右汊水流进入新生洲左汊，小黄洲左、右汊深槽分别贴岸伸入新生洲左、右汊，对下游南京河段河势产生明显影响。
5 存在的问题及治理思路
5.1 存在的问题
马鞍山市已发展成为以钢铁工业为主体的对外开放型港口城市。东梁山下建有特高压输电跨江工程、天燃气过江通道工程，马鞍山长江大桥横跨江心洲中部，重要饮用水源地位于腰胆池、采石矶、神农洲、西梁山下、朱家漾。港口码头占用岸线15.4 km，建有马钢公司、海螺公司、大唐电厂、皖能电厂等大型工矿企专用码头以及郑浦港公用码头工程。船舶基地占用岸线约5 km，分布于牛屯河口上和姑溪河口两侧。城市规划过江桥梁隧道工程6条，港口规划岸线30.4 km，航道规划标准为10.5 m×500 m×1050 m。
结合马鞍山河段演变特点规律、社会经济发展需求，从河道保护角度来看，目前河段存在的主要问题包括：① 江心洲左汊由顺直型向微弯型转化，小黄洲左汊口门冲刷影响洲头安全，洲尾沙脊隔断左右汊水流交汇影响下游河势稳定，江心洲尾汊道迅速发展可能引起小黄洲头过渡段大幅度上提;② 现状航道难以满足新标准新要求，江心洲右汊开辟航道以来进口碍航拦门沙一直存在，左汊大桥下至小黄洲头水流分散，航道弯曲，航宽不足;③ 影响供水安全，腰胆池水源地拦门沙冲淤频繁，马钢公司31号泵地处采石边滩，取水保证率低;④ 影响港口码头正常运行，牛屯河边滩壮大下延，郑浦港公用码头港池淤积，难以持续正常作业，小黄洲尾沙脊发育，影响马和汽渡正常运行;⑤ 影响生态安全，船舶基地、码头堆场硬化滩地，减少湿地，影响水生生物生长和繁殖。
5.2 治理思路
为更好地稳定河势，保障防洪安全、供水安全、通航安全，强化河道保护，在尊重河道演变规律基础上，以长江流域综合规划、防洪规划、河道整治规划、航道整治规劃等为指导，针对问题开展以下工作：① 统筹推进芜裕河段、马鞍山河段、南京河段系统研究与同步治理，加强江心洲左汊河型转化机理研究及其对策，加快以小黄洲左口门守护为重点的马鞍山河段二期整治工程建设进度;② 尽快实施航道整治后续工程，进一步稳定牛屯河边滩、江心洲尾边滩平面形态，调整马鞍山大桥处、小黄洲头处过渡弯曲航槽，采取工程措施限制江心洲尾汊道发展，防止小黄洲头过渡段大幅度上提，结合江心洲右汊口门航道疏通工程开展江沙资源综合利用;③ 开展沿江供水安全影响分析评价工作，适当整合取水工程，加强水源地保护，提高用水保证率;④ 开展港口码头安全运行方面评价和整治工作，根据河势变化和岸线保护要求，给合河道治理工程开展郑浦港池、马和汽渡航槽梳通工程措施研究;⑤ 牢固树立“共抓大保护、不搞大开发”理念，加强河道保护，修复河流生态功能[11]，减少船舶基地、码头堆场占用滩地，营造滩涂湿地，优化港口布局，调整人工矶头上码头作业区，扩大以采石风景名胜区为核心的滨江景观生态带建设，构建“水清、岸绿、河畅、景美”宜居环境。 6 结 语
本文在大量收集了长江马鞍山河段的往年岸线、深泓线及航槽等相关资料以后，分析了该河段历史演变与近期演变，总结了该河段的演变规律。结果表明，洲滩及深槽会响应主流上、下过渡段不断下移，完成此过程后，二者开始同步上提，此下移加上提称为一个完整的演变周期，大水年份，马鞍山河段的演变步伐加快，演变周期缩短。另外，增加河床抗冲刷能力的护岸工程会减缓其演变速度，延长其演变周期。目前，马鞍山河段存在局部滩槽变动和汊道的分流变化、航道难以满足新标准新要求的主要问题，针对这些问题，本文提出了稳定河势、改善航道、修复生态等治理思路，可为后续工程提供参考。
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（编辑：李 慧）
Research on evolution law of Ma′anshan reach of Yangtze River and regulation
LIU Xingtong1，2，QU Geng2，XU Yimin1
（1.College of Power Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China; 2.River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）
Abstract：
The Ma′anshan Reach of Yangze River mainstream is noted for frequent swing of channel，complicated channel evolution law，large change of diversion ratio，and frequent local bank collapse，affecting flood control safety，river regime stability，channel level improvement and the normal operation of water projects along the river，so it is adverse for the development of the Yangtze River Economic Belt and the golden waterway construction of the Yangtze River.It is necessary to conduct further research on the evolution law of the Ma′anshan Reach of Yangtze River.This paper analyzed the channel evolution law of the Ma′anshan river reach based on the related research results of predecessors and the measured data，and proposed countermeasures for the new problems in the channel regulation.The results showed that the evolution of the Ma′anshan Reach had experienced processes such as the combination of shoal and shore and converging to bank，the shrinkage of branch channel，the narrowing of channel and the exchange of mainstream and tributary channels.Recently，the Jiangxinzhou branch is still maintaining the pattern of “left dominant，right branch”，and the main stream of left branch has gone through four stages of evolving downstream，evolving upstream，further evolving downstream again and maintaining.The branch of Xiaohuangzhou is affected by the change of the left branch of Jiangxinzhou Reach on upstream，showing obvious joint change of beach and trough at upstream and downstream reach.Affected by the change of water and sand conditions，at present，there are some changes in the local tidal flat and the diversion ratio of the branch in Ma′anshan Reach，which is difficult to meet the new standards and requirements of waterway.In view of these problems，the author puts forward some ideas of stabilizing river regime，improving channel and restoring river ecology，which can provide reference for the follow-up comprehensive treatment of the Ma′anshan Reach.
Key words：
river channel evolution;joint changes of beach and trough;channel harnessment;Ma′anshan river reach;lower reach of Yangze River