許冰
摘要:受河道的自然調整以及上游干支流水庫的使用給來水來沙條件造成的影響,長江中下游河道長時間經受長距離的沖淤變化,近些年,部分河段的河勢調整比較劇烈,常常會發生新的崩岸險情,如果處理不及時,將嚴重危及到長江堤岸的安全,引發局部河勢的調整,甚至會影響到長江經濟帶戰略的落實,為此,要高度重視長江中下游崩岸治理與河道整治。
關鍵詞:長江中下游;崩岸治理;河道整治;技術措施
長江中下游河道起點是宜昌,終點是長江河口,流經6個省市,河道的總長為1893千米,長江中下游干流堤防長度大概是3900千米,目的是保障長江經濟帶的防洪安全。長江中下游地區是沖擊平原,河岸多為二元結構,抗沖性比較差,河床的沖淤問題頻發,很容易出現坍塌的險情,有些汊道分流比變化劇烈,容易導致局部河勢的調整,加大了崩岸治理的難度。
一、長江中下游護岸工程現狀
自新中國成立之后,國家高度重視長江中下游的河道治理工作,上世紀五六十年年代重點圍繞著堤防與防洪標準開展護岸工程的建設,在60年代末到70年代,逐漸落實重點河段的河勢控制,80年代之后,主要是對重點的河段進行治理。據資料顯示,截止到1998年,長江中下游完成護岸長度為1189千米。1998年的洪水災害后,開始實施重要堤防隱蔽工程,加高、加固長江中下游干流堤防,同時治理河勢變化比較劇烈的河段,護岸總長為436千米。從上世紀90年代以來,國家大力開展長江中下游的航道整治工作,改善了航道條件,有效控制了長江中下游干流河道的發展,河勢的發展趨于穩定。
河道護岸工程建成以后,并非一勞永逸,依據現場勘測及調查資料的分析可以了解到,目前,長江中下游河道護岸工程還存在著一些問題,主要體現在以下幾個方面:護岸工程的耐久性、護岸工程自身的質量、護岸段崩岸風險的控制以及護岸工程的穩定性等等。
二、長江中下游崩岸的特點
有些崩岸發生在干堤堤腳的位置,影響著防洪安全,受局部河勢的變化,經常會發生崩岸等險情,尤其是窄灘段與堤外無灘段,崩岸發生后會直接影響到防洪安全。有些崩岸發生在重要的控制節點,影響著河勢的穩定,尤其是一些分汊河段及重要的灘岸控制節點,缺乏有效控制,河段處的河勢變化劇烈,影響著河勢的穩定。
三、長江中下游崩岸治理與河道整治技術分析
(一)崩岸治理技術和實踐
長江中下游河道的兩岸大部分是沖擊平原二次元結構,承接著來自上游的來水量,當來水量非常大時,河床和水流便會相互作用,河道的演變較為復雜,經常會出現河道崩岸的問題。在長江中下游治理中,崩岸治理是非常重要的環節。近些年,隨著相關工作人員的持續探索,換工程技術取得了實質性的進展,積累了豐富的經驗,取得了一些可喜的成果。從工程形式方面來看,從原本的守點工程(比如丁壩、磯頭)轉變為平順型的護岸,同時出臺了相應的文件,對工程作出了進一步的規范,包括《長江中下游護岸工程技術要求》、《長江中小幼平順護岸工程設計技術要求》等等,在工程實踐中得到了廣泛的使用。從護岸的材料方面來看,從上個世紀50年代到70年代之間,主要材料為柴枕、沉柴排和拋石,發展到上個世紀80年代到90年代,引用了新的材料,包括塑護軟體排、混凝土鉸鏈排以及枕和模袋混凝土等等。比方說,在1984年到1985年期間,將鉸鏈混凝土沉排護岸工程應用在了武漢河段,模袋混凝土護岸最早被使用在間隙九江的馬湖堤河段處,之后漸漸地被應用在九江縣內的上荊江文存、永安堤、江新洲堤等地,在1996年,四面六邊透水框架首次應用在長江益公堤,上世紀90年代末,鋼絲石籠護岸及混凝土異形塊被應用在下荊江湖南段。上世紀90年代初,長江中下游航道整治工程中開始使用系統壓載軟體排技術。在2011年,湖北省觀音洲段及楊嶺子段使用了寬縫加筋生態混凝土護岸技術,2015年,在湖南的七弓嶺彎道道使用了卵石排護角技術。與此同時,針對護岸破壞機理以及護岸施工展開了大量的試驗,了解了不同種類的護岸及其破壞機理。
通過近70年的長江中下游河道崩岸治理的實踐,在護岸工程的設計規劃、研究、施工及運行等方面,都得到了較為豐碩的成果,積累了豐富的經驗。
(二)河道整治技術
1.河道整治技術的歸類和闡述
第一,河型不同的河道河勢控制辦法。對于長江中下游河道來說,它的類型主要可以分成三大類,分別是蜿蜒河型、分汊河型以及順直河型,不同河型的演變規律是不同的,所以河勢控制的方法存在一定的差異。
順直型的河道通常是借助工程措施來控制灘槽的格局以及河寬,進而實現穩定河勢、調整河勢的目標。而蜿蜒型的河道主要是采用布置治導線或工程措施來調整和控制河道彎曲的半徑、河道長度以及河道寬度。分汊型的河道通常采取布置治導線或者是利用岸線控制、江洲心控制、節點控制等方法調整河寬、河長、彎曲半徑與弦長,令其向著有助于河勢的方向上發展。
總的來說,在布置工程時需要把河道治理規劃、防洪規劃以及河道規劃當作依據,協調好長江中下游、左右岸之間的關系,將堤防工程的保護以及河勢惡化的控制安全擺在首位,遵循由重至輕的原則,分期落實。
三峽水庫使用之后,在水庫攔蓄作用下,壩下游的來水來沙條件出現了顯著的變化,各種類型的河床、河道演變也發生了相應的變化,河勢控制工程應當全方位分析航道安全、河勢穩定以及防洪安全等一系列因素,制定科學的控制辦法。
2.重點河段的綜合整治技術
伴隨社會經濟的飛速發展,河道治理愈發注重綜合利用,從原本較為單一的整治發展為綜合整治,包括抗洪、水資源利用、航道、河勢控制、河灘和岸線的利用等等。結合整治的目標及人物,可以將長江中下游河道的綜合整治分成以航道及防洪為主的綜合整治,以邊灘環境及防洪為主的綜合治理,以航道、岸線、河勢控制為主的綜合治理等各個類型。
(二)河勢控制工程的使用和實踐
長江中下游從上個世紀50年代開始便開始執行河勢控制工程,但是受資金等因素的影響,工程的進展速度比較緩慢,1998年洪水事件發生后,國家進一步強化了對長江中下游堤防工程的建設,比方說,在1992年到2002年建設了馬鞍山一期整治工程,值1998年之后建設了下荊江堤防隱蔽工程、新濟州河段整治工程扥等,尤其是在三峽水庫蓄水使用之后,河勢控制工程的進度持續加快。比方說,2005年之后,建設了下荊江河勢控制應急工程,發揮出較強的社會效益與經濟效益。例如下荊江在1983年之后的30年里。河勢工程工程的護岸長度高達140千米,共完成3處削磯和拓卡,對兩處彎道河勢進行了調整,在維持有利河勢的同時,抑制了不利的河勢,更好地保障了防洪及堤防的安全,為航道的穩定和整治創設了有利的條件。
(三)河道綜合整治技術的實踐
長江中下游自上個世紀80年代便開始對重點河段進行治理,建設了許多重點河道的整治工程,取得了理想的工程效果,下面簡要為大家介紹工程實例。
1. 界牌河段防洪和航運綜合治理工程
步入上世紀80年代之后,界牌河段的航運隱患及防洪隱患愈發突出,水利部門與航道部門聯合設計了枯水雙槽的整治計劃。工程建設結束后,過渡段的深泓擺動范圍逐漸減小,基本控制住了岸線及河勢,明顯改善了航道的條件,靠自然水深達到設計的航道尺度,持續改進了新堤夾進流的條件,分流比持續擴大,有效地緩解了洪湖市居民及工業生產用水的壓力。
2.龍王廟綜合治理工程
該工程位于長江和漢江交匯的漢口岸,也被稱為武漢防汛第一險段,一直以來,都是武漢汛期防守的關鍵。長江科學院與長江勘測規劃設計研究有限公司本著‘拓展口門、改善河勢、出險加固、綜合整治’的原則,提出了龍王廟段的綜合整治方案。2000年該工程順利完工,有效解決了交匯處防洪方面的安全問題,同時解決了因為迎流頂沖導致的岸腳淘刷等問題,,穩定了該段的河勢,令航運條件明顯改善,通航標準有所提高。
總體來講,龍王廟綜合治理工程不單單是一項御洪工程,更是一項社會工程,在提升城市堤防御洪能力的同時,將防汛的險點轉變成景點,一舉兩得。
結束語:
綜上所述,長江中下游的河道岸線比較長,發生崩岸的幾率較大,崩岸具有突發性、危害性大等特點,為此,需要建立起長效的應急機制,圍繞著國家治水治江的理念與標準,綜合使用多學科交叉、多元技術手段聯合的崩岸治理與河道整治方法控制險情,同時要加強河道監測,做好崩岸預警工作,推動地方經濟的可持續發展。
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