洞庭湖區河道崩岸治理實踐與經驗

徐 悅 廖小紅 黎昔春

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

1 概述

洞庭湖南匯湘水、資水、沅水、澧水四水，北納長江松滋口、太平口、藕池口、調弦口四口水系，東有汩羅江、新墻河等河流入，河流總長1 505 km。洞庭湖區水系圖見圖1。

由于部分河段彎曲多、寬窄變化大，水流條件差異較大，致使堤腳迎流當沖、崩岸嚴重，危及堤防安全。歷史上解決這些問題一般采用建設磯頭的方式，據洞庭湖二期治理開始前的1992年資料統計，湖南省洞庭湖區共有磯頭934處、占用岸線長度142.145 km，其中分布較多的河流有藕池河578處、湘水116處、澧水和南洞庭湖各52處。由于磯頭建設各自為政，缺乏規劃，造成局部河段水流形態更加紊亂，加劇河道淘刷，河勢不穩定，結果得不償失。

磯頭作為一種河道整治建筑物，主要通過改變水流形態調整、穩定河槽，以滿足防洪、航運、引水等要求。按照磯頭對水流的影響程度，可分為長磯頭和短磯頭兩種。

磯頭長度 L＞1/3×B×cosα，能將主流挑向對岸的磯頭，稱為長磯頭；

磯頭長度 L＜1/3×B×cosα，只能引起局部水流橫向縮窄而不影響對岸的磯頭，稱為短磯頭。

圖1 洞庭湖區水系圖

式中B——穩定河寬；

ɑ——磯頭軸線與水流方向的夾角。

分析研究產生上述情況的原因，主要是由于大家對磯頭挑流的原理缺乏科學認識，其實磯頭建成后，看似把河道主流挑流到對岸，保護了本岸，其實只把主流的表面水流挑到對岸順勢而下，而忽視了主流下的潛流受到對岸的抵觸后，反射直逼磯頭本岸下游方向淘空河岸，形成新的崩塌現象。此時，再新設的磯頭護岸，如此周而復始地增加河道磯頭，使得河道水流產生環流，螺旋式地在河槽內翻滾下泄，后果十分嚴重。磯頭的存在既減少河道過流斷面，影響河道行洪，又進一步使水流流態混亂，加劇河岸沖刷，危及堤防安全。在原國家計劃委員會批復的《湖南省洞庭湖區1994-2000年防洪治澇規劃 (近期治理第二期工程)》和《洞庭湖區綜合治理近期規劃》的河道整治項目中，均有拆除磯頭的工程規劃。（如圖2所示）。

圖2 磯頭的類型

2 磯頭拆除后的護坡護岸形式

按上述標準判斷，藕池河有117處、草尾河有18處磯頭為長磯頭，在1996年開始實施的洞庭湖二期治理3個單項工程中采取磯頭拆除改護坡方式進行治理，并率先在湖南省河道治理中引進了雷諾護墊。兩河磯頭拆除改護坡的形式主要有兩種。

（1）對于河岸邊坡較陡或有釘螺分布的河段，拆除磯頭后采用光面護砌。治理方案為：疏挖清除磯頭土石方至設計枯水位，在設計枯水位（多年平均最低水位）加0.5 m以下部分采用拋石護腳，設計枯水位加0.5 m以上至河灘（或堤腳）采用混凝土或漿砌石護坡，護坡坡比為1∶2.5。本護坡護岸形式為洞庭湖區傳統的形式，在洞庭湖區得到廣泛地應用，施工方便、簡單，地方施工人員施工經驗豐富。采用本形式的草尾河典型磯頭拆除改護坡設計見圖3。

（2）對于河岸邊坡較緩且沒有釘螺分布的河段，拆除磯頭后采用拋石護腳結合雷諾護墊護砌。治理方案為：疏挖清除磯頭土石方至設計枯水位，在設計枯水位（多年平均最低水位）加0.5 m以下部分采用拋石護腳，設計枯水位加0.5 m以上至河灘 （或堤腳）采用雷諾護墊。雷諾護墊作為一種生態護坡技術，其結構具有整體性、柔性等諸多優點，主要應用于防止堤坡、岸坡坡面沖刷和河（渠）床底、坡腳等淘刷防護。采用本形式的草尾河典型磯頭拆除改護坡設計見圖4。

圖3 草尾河典型磯頭拆除改護坡設計圖（混凝土或漿砌石護坡）

圖4 草尾河典型磯頭拆除改護坡設計圖（雷諾護墊護坡）

3 實施效果

洞庭湖區磯頭拆除改護坡工程的實施產生了良好的效果。經現場調查和工程實施前后水文資料對比分析，工程效果主要體現在以下幾個方面：

（1）洞庭湖二期治理項目實施前，草尾河、注滋口河沿河兩岸磯頭建設和河道崩岸形成惡性循環，磯頭越建越多，致使河道水流流態紊亂。磯頭拆除改護坡后，河道更加順直，水流條件明顯改善，原來出現崩岸的現象得到了有效的控制。據現場調查，草尾河磯頭拆除改護坡后，河道岸線順直，水流流態明顯改善，局部河段回流漩渦大大減少，河道崩岸現象明顯減少，河勢控制和防洪保安效益明顯。

（2）洞庭湖二期治理項目實施前，草尾河、注滋口河沿河兩岸磯頭阻水嚴重，草尾河、注滋口磯頭拆除改護坡后，行洪條件順暢，過流面積增加，使兩河道同流量下水位降低、同水位下流量加大。據實測水文資料分析，在藕池東支管家鋪站流量3 500 m3/s條件下，注滋口水位降低（0.05～0.11）m、北景港水位降低（0.16～0.33）m、江波渡水位降低（0.25～0.49m）、管家鋪水位降低（0.20～0.41）m；在草尾河草尾站流量3 000 m3/s條件下，黃茅洲水位降低（0.06～0.11）m、草尾水位降低（0.09～0.20）m。上述水位的降低雖然是磯頭拆除、河道沖刷和岸坡整治、河道疏浚等多方面因素綜合影響的結果，但磯頭拆除產生了重要的影響。水位降低效果明顯，減輕了沿河及相鄰地區的防洪負擔。

（3）草尾河、注滋口個別磯頭拆除改護坡后磯頭下游崩岸仍然發生（如草尾河草尾鎮河段右岸的原48號磯頭），嚴重危及大堤的防洪保安。究其原因，是因為本河段為窄深式河槽，基于施工條件的考慮，原設計和施工時只清除了設計枯水位以上的土石方，設計枯水位以下的只進行了拋石護腳，深水區的水流流態基本沒有改變，致使原磯頭下游繼續沖刷，從而引起垮坡、崩岸等。該險情在共雙茶垸堤防加固項目中得到了處理，具體措施為拋石護腳等。

4 結論與建議

由于歷史的原因，洞庭湖區采用的主要河勢控制工程為磯頭。最多時期湖南省洞庭湖區共有磯頭934處，主要分布在藕池河、湘水、澧水和南洞庭湖（草尾河）。按照磯頭對水流的影響程度分為長磯頭和短磯頭兩種，其中長磯頭約占1/3左右。由于長磯頭侵占河道過洪斷面以及對水流流態的調節作用，致使洞庭湖區河流崩岸現象出現頻繁。為了改善河道的行洪條件，保證洞庭湖區堤防的安全，對長磯頭進行拆除是非常必要的。

洞庭湖區長磯頭拆除改護坡工程與堤防工程關系密切，大多為堤防工程建設的重要組成部分，所以其工程布置必須與堤防工程的布置有機結合。主要工程布置形式為：設計枯水位加0.5 m以上的土石方進行清除并護坡，護坡形式為漿砌石、混凝土和雷諾護墊，設計枯水位加0.5 m以下采用拋石護腳。

長磯頭拆除改護坡工程的實施，能改善河道的水流流態、擴大河道的行洪斷面，從而能加大河道的行洪能力、減少崩岸現象的發生，為洞庭湖區的防洪保安起到了不可或缺的作用。由于長磯頭水下部分清除不徹底，長磯頭下游沖刷和崩岸現象仍時有發生，危及局部堤段的防洪保安。

目前洞庭湖區已經實施長磯頭拆除改護坡的項目主要集中在南洞庭湖的草尾河和藕池河東支注滋口河，而已列入《湖南省洞庭湖區1994-2000年防洪治澇規劃（近期治理第二期工程）》和《洞庭湖區綜合治理近期規劃》的同類項目大多沒有實施。建議在總結已實施長磯頭拆除改護坡經驗的基礎上，加快規劃項目的前期工作，以利規劃項目的盡快實施、盡早收益。

[1]湖南省水利水電勘測設計院,湖南省洞庭湖水利工程管理局.湖南省洞庭湖區1994-2000年防洪治澇規劃[R].1993.

[2]黃昌林.洞庭湖防洪治澇方略與實踐[M].長沙：湖南科學技術出版社，2016.

[3]湖南省水利水電勘測設計院.南洞庭湖洪道近期整治工程初步設計[R].1997.

[4]湖南省水利水電勘測設計院.藕池河系洪道近期整治工程初步設計[R].1997.

[5]林繼鏞.水工建筑物（第5版）[M].北京：中國水利水電出版社，2009.