江心洲分汊河段在长江中下游大量存在^[1]。典型的分汊河段一般由洲头分流段、汊道段和洲尾汇流段组成，而洲头分流段的河床演变对河势控制与稳定起着承上启下的关键作用，历来受到工程界的广泛关注。一方面，洲头分流段的河床演变与上游来流来沙条件的变化和河床边界条件的约束密切相关；另一方面，洲头分流段的河床演变直接影响所在汊道的稳定与河势变化。由此，水利及航道行业的研究人员在制定合理的汊道治理及航道整治方案时，往往首先从洲头所在河段的河床冲淤演变分析着手，摸清分流区洲头迎流水动力特征及输沙条件，研究分析洲头崩退或淤涨态势，从而采取正确的工程措施，达到巩固洲头、稳定河势、改善通航条件的目的^[2-7]。

长江中下游虽然汊道众多，但上下河段相邻两个汊道尾首正对、相距甚近的较少，也即上游汊道洲尾汇流区与下游汊道洲头分流区出现较大部分交叠的不多，针对这类分汊河段过渡段的河床演变分析及洲头整治措施研究也不多见。长江新生洲洲头分流段处于苏皖交界，上游是马鞍山河段的小黄洲汊道，下游是南京新济洲河段的新生洲汊道，由于两汊尾首正对相衔，过渡段甚短，导致两汊的水动力条件变化及汊道冲淤演变的关联性十分密切。新生洲汊道所在河段多年来基本处于自然演变状态，先前尚未实施系统的河道治理和河势控制工程，对新生洲汊道洲头分流段河床冲淤演变分析的研究也甚少。徐锡荣等^[8-9]在对上游小黄洲汊道水流特性和河床演变特点分析的基础上，结合二维水流数学模型就小黄洲演变对下游新生洲、新济洲汊道影响进行了计算分析，认为若小黄洲左汊衰退或发展，可导致新生洲左汊相应地衰退或发展。鉴于新生洲汊道是长江南京河段的门户，洲头分流段扮演的角色更是重中之重，本文旨在通过分析历史及近年洲头分流段河床演变特征，揭示上下两个汊道水动力条件变化及洲头冲淤、汊道兴衰的内在关联性，论证洲头控制对汊道水动力及主支汊演变的重要性，探求新的水沙条件、河势变化及汊道河势稳定性要求下守护洲头的合理措施，分析成果可为该河段的系统治理提供参考，并为今后类似汊道的整治研究积累可借鉴的经验。

1 河道概况

长江南京新生洲、新济洲汊道段上游是马鞍山河段，上起东西梁山，下至慈姆山，干流长31.25 km，支汊长38.24 km。河道平面形态两端束窄，中间放宽，系顺直分汊河型，最窄处河宽1.1 km，中间最宽段达8.0 km，自上而下有江心洲、小黄洲两个主要汊道，其中江心洲汊道左汊为主汊，宽而顺直，主流左右摆动，滩槽交错依附两岸；小黄洲汊道左汊窄浅为支汊，右汊顺直宽深为主汊(即马鞍山水道)。河道形势见图 1。

马鞍山河段下接新生洲、新济洲汊道段，起迄端相对狭窄，中部宽阔，洲滩发育，演变频繁，起始端和尚港(慈湖河口)为苏皖两省分界点，至终端下三山干流长25 km。河段为顺直分汊河型，中部河身宽阔，最宽处达4.6 km，河段内从上而下分布着新生洲、新济洲、子母洲和新潜洲。河段内左岸有石跋河、驻马河，右岸有慈湖河、铜井河、烈山河注入长江，这些均为小河流，对长江流量基本没有影响。

2 新生洲洲头分流段河床演变分析 2.1 新生洲洲头分流段近期演变特征(1959－2008年)

上游来水来沙条件的变化是影响汊道河床演变的重要因素之一^[10]。小黄洲尾至新生洲头是连接上下两个汊道的过渡区，它既是小黄洲汊道的汇流段，同时又是新生洲汊道的分流段，由于尾首正对且近乎相连，该段河床的变化与上游来流条件及小黄洲汊道两汊分流比的变化密切相关，其0 m线平面变化见图 2。近期河床演变的主要特征是：

(1) 1959年以来，在水流作用下，小黄洲左汊弯顶以下大黄洲岸线不断崩退，小黄洲尾不断下延，逐渐改变了左汊河道走向和出流方向，从而使小黄洲左右两汊主流于1991年以后在汇流段分离，分流段水沙结构发生调整。

(2) 进入20世纪90年代后，特别是90年代几次大洪水，使得大黄洲近岸岸线继续崩退，而崩退的泥沙基本淤积在小黄洲尾和新生洲头分流段，1991－1998年小黄洲尾0 m线下延1.1 km、新生洲头上提2.0 km，此时小黄洲尾与新生洲头0 m线距离缩短，1998年时洲头与洲尾相距约1.3 km，分流段的河床断面由单一型转化为复式断面；1998年后随着大黄洲江岸隐蔽工程和护岸整治工程的实施，近岸岸线崩退趋势基本得以控制，但小黄洲尾与新生洲头仍同步向下游移动，至2008年小黄洲尾与新生洲头仍相距约1.3 km。

(3) 上游小黄洲汊道右汊的流量自20世纪70年代中期逐渐减小，90年代后至2008年间基本稳定在75%左右；相反下游新生洲右汊分流比自70年代开始逐渐增大，90年代后期始终保持在60%左右，近期略有增大。

2.2 新生洲洲头分流段近年演变特征(2008－2015年)

近年来，由于三峡水库运行后清水下泄，水库下游河床发生长距离冲刷，导致分汊河段各汊冲刷不均衡的效应已开始在本河段显现。另外，由于上游马鞍山河段江心洲汊道及小黄洲汊道整治工程的力度有限，导致下游新生洲、新济洲汊道水动力条件及河床冲淤出现了新变化，这也再次验证了来水来沙条件对河床冲淤影响的重要性。

2.2.1 分流比变化

2008年以来小黄洲、新生洲左汊分流见表 1。

由表 1可见：小黄洲左汊枯季分流比增加的同时新生洲左汊分流比减小，洪季这种关系并不明显。从中汊封堵前洪季分流比变化来看，小黄洲左汊增幅2.23%，而下游新生洲左汊仅减小0.11%；年际间枯季情况有所不同，2008年2月(中汊未封堵)至2011年2月(中汊未封堵)期间，小黄洲左汊分流比由20.67%增至25.87%，增幅5.20%；而至2015年2月(中汊封堵)左汊分流比为26.78%，与2008年相比增加6.11%，与2011年相比增加0.91%。可见，随着小黄洲汊道整治工程的实施，左汊分流比增幅有较明显的减缓趋势。与此同时，2008－2011年，下游新生洲左汊分流比减幅1.53%，此时中汊封堵工程并未实施。而2015年2月中汊封堵后，新生洲左汊实测分流比34.99%，与2008年相比减幅2.41%，与2011年相比减幅0.88%，说明近4年期间新生洲左汊分流比减小趋势明显放缓。

从以上分析可以看出，近年来枯季新生洲左汊分流比减小幅度比洪季大，洪季进入左汊的水流动力没有明显减弱，相对应地进入右汊的水流动力也不会显著增强。

2.2.2 洲滩及深槽平面变化

比较近年来小黄洲汊道－新生洲汊道，特别是过渡段(包括小黄洲洲尾汇流段和新生洲洲头分流段)0，-5，-10，-20 m线平面变化(见图 3)，可见近年来洲滩及深槽平面变化如下：

(1) 0 m线变化特征：小黄洲左汊中部金河口边滩、小黄洲洲尾左缘及大黄洲边滩0 m线小幅冲刷后退；小黄洲洲尾淤积下延100 m、同时向右侧摆动400 m，新生洲洲头下挫450 m。小黄洲洲尾淤积下延同时向右岸偏转使得小黄洲右汊进入新生洲左汊入流条件变差，导致小黄洲右汊进入新生洲左汊的流量减小，引起新生洲左汊分流比下降，这一作用在枯季更明显。同时大黄洲边滩冲刷后退、小黄洲洲尾向右偏转使得过渡段左侧－新生洲左汊入口处江面展宽，导致泥沙淤积，不利于新生洲左汊的发展。

(2)-5 m线变化特征：小黄洲洲尾－新生洲洲头过渡段-5 m线因淤积分别向两侧拓宽，特别是小黄洲右汊出口左侧淤积明显，向右岸移动最大达250 m左右，此种变化对小黄洲右汊进入新生洲左汊的水流有一定阻碍作用；同时新生洲左汊进口左岸石跋河-5 m线向河道内延伸，说明新生洲左汊进口有泥沙淤积，入流条件恶化，这与近年来新生洲左汊分流比减小相呼应。

(3) 深槽变化(-10 m和-20 m)：小黄洲左汊出口洲体右缘-10 m线冲刷后退，且2008－2011年速率较快、2011年后速率变缓；小黄洲右汊出口左侧因小黄洲洲尾下延-10 m线向右岸淤积延展，变化主要发生在2008－2011年；新生洲左汊进口左岸2011－2013年-10 m线向河道中心淤积延伸；新生洲右汊进口新生洲右缘侧-10 m线向洲体冲刷后退，慈湖河口一侧-10 m线上冲下淤；2008－2013年向下淤积下延约1 km。而小黄洲右汊上段-20 m深槽因淤积缩小，新生洲左汊进口-20 m孤立深槽上淤下冲，2008－2013年向下游移动650 m。

2.2.3 冲淤变化

图 4为2008－2013年小黄洲汊道－新济洲河段冲淤变化及典型纵、横断面位置示意图，图 5为小黄洲－新生洲汊道过渡段典型横断面冲淤变化图，图 6为过渡段纵断面冲淤变化，表 2为各汊道冲淤量统计情况。由图表可见，2008－2013年间冲淤变化特征为：

(1) 小黄洲汊道：左汊河槽因普遍冲刷，冲刷量达419万m³，一般冲刷深度为-0.5~-5.0 m，这与左汊分流比增大、水动力增强相对应；而右汊累积淤积446万m³，淤积主要发生在右汊进口洲体右缘侧及出口右岸附近，上游进口最大淤积厚度8 m，下游出口最大淤积厚度3.0 m。

(2) 新生洲洲头分流段：该段河床总淤积量381万m³，淤积部位主要在左侧0~-10 m及右侧0~-10 m之间的河床，冲刷则主要在左侧-10~0 m洲尾及右侧-10~0 m之间的河床，横断面上表现为淤积-冲刷-淤积-冲刷，此种冲淤格局对新生洲左汊发展极为不利。主要表现在，右侧淤积-冲刷使得小黄洲右汊进入新生洲左汊的水流动力减弱，左侧淤积-冲刷增强了小黄洲左汊下泄水流对小黄洲右汊进入新生洲左汊水流的顶托力，同时新生洲左汊进口段的淤积也使左汊入流条件更差。分流段洲尾－洲头河道中部的河床，纵断面ZS1和ZS2表现为上淤下冲，即洲尾淤积下延和洲头冲刷后退的冲淤特征。由此看来分流段的近年冲淤格局，使得新生洲左汊进口阻力增加，不利于新生洲左汊水动力的维持。

(3) 新生洲洲头：上游小黄洲洲尾淤积下延，新生洲洲头又无防护措施，小黄洲右汊作为主汊下泄的部分水流通过过渡段顶冲新生洲洲头，使洲头冲刷不断后退，最大冲深达5~6 m，0 m线后退了近500 m。洲头冲刷后退与洲头两缘的冲刷均不利于新生洲汊道的稳定。

(4) 新生洲汊道：左汊上冲下淤、左淤右冲，5年间净冲刷量94万m³，而最近的2010－2013年间淤积了127万m³。右汊淤积为主，总淤积量139万m³，进口新生洲右缘产生局部冲刷，该处护岸需加强。总的来说右汊的普遍淤积有利于缓解左汊分流比减小的压力。

3 新生洲洲头分流段与上下游汊道段演变关联性分析

新济洲汊道段的河势演变与上游马鞍山河段河床演变息息相关：1993年以前，小黄洲汊道的演变对新济洲河段的影响较大，小黄洲汊道分流比的变化导致新济洲汊道分流比大幅调整，主支汊易位；马鞍山河段河道整治工程实施后，小黄洲汊道对新济洲汊道的影响相对减小，主要表现在小黄洲右汊主流顶冲点的上提下移直接影响到新济洲汊道的入流方向和左右汊分流变化。

1959－1991年，小黄洲左汊弯顶以下大黄洲岸线不断崩退，小黄洲尾不断下延，逐渐改变了左汊河道走向和出流方向，两汊主流于1991年以后在汇流段分离。1959－1976年小黄洲左汊缓慢衰退，分流比曾不足10%；1959年新生洲左汊分流比为61.5%，70年代以后，受上游小黄洲汊道河势变化及两汊分流比变化的影响，新生洲左汊逐渐衰退，至1991年左汊分流比从1976年的64%下降到50%，从此由主汊转化为支汊。可见这期间新生洲左汊的变化趋势与上游小黄洲的河势变化密切相关。

1991年后，随着小黄洲左汊分流比由15%逐渐增加至20%以上，新生洲左汊分流比仍在缓慢衰减之中，但2003年后减速有所放缓。

2008－2013年新生洲上游小黄洲左汊冲刷扩大、分流比增加，小黄洲－新生洲过渡段横向上自左向右呈淤积-冲刷-淤积-冲刷态势，纵向上小黄洲洲尾淤积下延、新生洲洲头冲刷后退，同时2013年后中汊实施了封堵工程。这些河势变化特征及人类活动的干预，使得上游左汊分流比增加的同时，由于洲尾淤积右摆，分流点右移，因此下游汊道右汊分流比增加，新生洲左汊分流比小幅减小。虽然2011年后左汊分流比减小趋缓，但在此种河势格局下，若不采取有效工程措施，新生洲左汊的水流动力仍会进一步减弱。

4 新生洲洲头控制守护措施分析 4.1 洲头控制是汊道稳定的关键

长江中下游河道经过水流泥沙及河床边界长期的造床作用，塑造成了宽窄相间的双分汊及多汊平面形态，江心洲这一特有的河床地貌形态是分汊河道组成不可分割的部分^[11]。工程实践及研究表明，对分汊河道的河势进行控制并达到河势长期稳定，不能离开江心洲的控制和稳定，而在江心洲的整治中，洲头稳定和控制又具有龙头地位的关键作用。当主流顶冲江心洲头表现为两侧分流的汊道，其两汊都具有一定的入流条件，汊道处于动态变化会十分显著。江心洲处在河床中部，洲头遭受主流顶冲后退，洲头分水的形态会随之变化，主流至洲头遇到阻挡后，必然转变流向向两岸过渡，顶冲汊道进口段两侧的岸线，导致岸线急剧冲淤^[12]。同时，江心洲头在主流顶冲不断崩退的过程中，往往会改变两汊沿程相对阻力和口门局部阻力，造成汊道河势的不稳。除了防止洲头下移外，还应稳定上游汊道段河势，确保有一个良好的分流条件，控制分流点的左右摆动。因此，控制守护洲头对于稳定下游汊道河段河势具有十分重要的作用。

4.2 洲头守护的一般形式

为了保证汊道左右汊进口具有较好的水流条件和河床平面形态，控制其在各级水位时具有比较稳定的分流分沙比，往往需对江心洲头进行防护。洲头守护工程的布置应根据来流条件、洲头受顶冲的情况及所在汊道河势而确定。当洲头受水流顶冲呈两侧分流时，往往在洲头及两缘均需守护，以稳定洲头形态及分流态势；同时，洲头滩面以上也应进行防护或作隔堤，避免洲头遭受漫滩水流的切割而对分流造成不利影响。

目前，长江中下游江心洲洲头控制及守护工程的一般形式为：洲头分水鱼嘴(南京八卦洲、南京梅子洲、安徽小黄洲等)、洲头固滩鱼骨坝(戴家洲河段、窑监河段、东流水道等)、洲头导流堤、洲头及两缘护岸。

4.3 洲头控制守护必要性及措施 4.3.1 目前的河势条件及守护必要性

近年来小黄洲及新生洲汊道段的河势变化具有以下特征：

(1) 2008年来，小黄洲左汊枯季分流比增加的同时新生洲左汊分流比减小，洪季这种关系并不明显。2008－2011年间，小黄洲左汊分流比增加较快，新生洲左汊分流比减幅1.53%；而2011－2015年4年间，小黄洲左汊分流比增幅较小，新生洲左汊分流比减幅0.88%，说明近年来，新生洲左汊分流比减小趋势明显放缓。

(2) 2008－2013年，小黄洲洲尾淤积下延145 m，同时向右侧摆动400 m。上游小黄洲洲尾淤积下延，新生洲洲头又无防护措施，洲头冲刷后退下挫近450 m，最大冲深达5~6 m。小黄洲洲尾淤积下延同时向右岸偏转使得小黄洲右汊进入新生洲左汊入流条件变差，导致入流流量减小，引起新生洲左汊分流比下降，这一作用在枯季更明显。

目前上游小黄洲左汊虽然实施了部分护岸工程，对下游新生洲汊道的不利影响可能会进一步削弱，但由于整治工程相对薄弱，加上三峡水库运行后新的水沙条件对河段的影响，使得上游小黄洲汊道河势及来流条件不完全稳定，主要表现为左汊分流比略有增加，这种变化直接导致了下游新生洲、新济洲汊道分流比的变化，且新生洲洲头一直处于无防护状态，洲头及两缘的继续冲刷均不利于汊道的河势稳定，因此需要立即采取工程措施，防止洲头继续崩退，确保南京河段河势的长期稳定。

4.3.2 新生洲洲头控制守护思路及措施

根据目前的河床演变情况、河势条件，结合汊道稳定及防洪安全等要求，新生洲洲头控制守护的基本思路为：

(1) 洲头控制守护工程措施总原则为现有河势条件下，以恢复近年洲头冲刷后退前的滩势为出发点，守护新生洲洲头、防止洲头后退、阻止分流点下移、抑制小黄洲洲尾淤积下延，确保河势稳定。

(2) 适当考虑工程对新生洲左汊分流比增加和对右汊限流的整治效果。

(3) 同时要兼顾工程对自身的结构安全、防洪影响，以及工程对长江航道航行安全带来的不利影响。

从正确应对上游河势及来流条件不利变化，稳定本河段河势及防洪安全的角度出发，依据上述思路，初步提出新生洲洲头守护措施如下：

(1) 修建洲头导流坝，并辅以护底及洲头两缘护岸工程。根据以往的工程实践和研究经验，导流坝辅以一定范围的护底、洲头两缘护岸，既有分水导流的功能，又有上提分流点、守护洲头的作用。在新的河势、河床冲淤和来水来沙条件下，导流坝的首要任务是阻止分流点下移，稳固洲头河床，防止洲头继续冲刷后退下挫。其次，通过导流坝的分水导流作用，达到增强新济洲左汊水流动力、增加左汊分流比、有效抑制左汊衰退、确保汊道河势稳定的目的。导流坝的长度应与目前洲头至近年明显冲刷前0 m线的距离450 m相近，导流坝的方向与高程应充分考虑流速、流态变化及分流比的调整效果，以及工程对航道及防洪的影响。

(2) 小黄洲洲尾右侧至洲尾滩脊进行局部疏浚。近年来，小黄洲洲尾右侧(右汊出口左侧)出现明显淤积，洲尾也因淤积出现下延右摆、滩脊淤高的迹象，其淤积带处在小黄洲右汊部分主流左偏过渡到下游新生洲左汊的流路上，这种淤积变化增大了河床的局部阻力，加大了小黄洲洲尾和新生洲洲头淤联成一体的风险，同时增强新生洲左汊的水流动力。据此，有必要对小黄洲洲尾右侧至洲尾滩脊的淤积带进行局部疏浚，以缓解洲尾下延的压力，同时起到改善新生洲左汊入流条件的目的。

上述导流坝及疏浚工程措施仅是在河演分析的基础上依据工程和研究经验初步提出的，具体实施前应通过数学模型计算和物理模型试验对方案布置进行优化论证。

5 结语

(1) 近年来新生洲洲头分流段河床演变及上下游汊道的河势变化主要特征为：小黄洲洲尾淤积下延145 m，右摆400 m，新生洲洲头冲刷后退近450 m，最大冲深6 m，使得小黄洲右汊进入新生洲左汊的入流条件变差，引起新生洲左汊分流比下降，这一作用在枯季更明显，对新生洲、新济洲汊道的稳定产生不利影响。

(2) 洲头遭受主流顶冲后退，洲头分水的形态会随之变化，必然会转向顶冲汊道进口段两侧的岸线。同时，洲头受主流顶冲不断崩退的过程中，往往会改变两汊沿程相对阻力和口门局部阻力，造成汊道河势的不稳。因而，控制守护洲头对于汊道河段河势的稳定具有关键作用。

(3) 新生洲洲头控制守护的基本思路为：在现有河势条件下，以恢复近年洲头冲刷后退前的滩势为出发点，采取合理工程措施守护新生洲洲头、防止洲头后退、抑制小黄洲洲尾淤积下延，确保河势稳定；适当考虑工程对新生洲左汊分流比增加和对右汊限流的整治效果；同时要考虑工程对自身的结构安全、防洪影响，以及工程对长江航道航行安全带来的不利影响。

(4) 初步提出新生洲洲头守护措施为：修建洲头导流坝，并辅以护底及洲头两缘护岸工程，以稳固洲头，上提分流点，增加左汊分流比；对小黄洲洲尾右侧至洲尾滩脊进行局部疏浚，以缓解洲尾下延与洲头淤联的压力，同时起到改善新生洲左汊入流条件的作用。