張 慧1，李 會 云1，林 木 松1，許 全 喜2
(1.長江科學院 河流研究所，湖北 武漢 430010； 2.長江水利委員會 水文局，湖北 武漢 430010)
摘要：2016年汛期長江發(fā)生大洪水，長江中游韋源口河段左岸黃岡長江干堤茅山堤團林段發(fā)生崩岸險情，經現(xiàn)場緊急搶險，情況得到有效控制。對險情發(fā)生的原因進行了分析，介紹了具體的搶險措施，并就此次險情的后續(xù)整治和韋源口其他相關河段河道治理措施進行了研究。針對茅山堤團林段的河勢情況，提出了今后該河段治理時，應開展水文、水下地形測驗，對岸坡的穩(wěn)定性進行評價，必要時對險情段拋石加固和對上、下游受回流影響段進行新護，適當平整險情附近段岸線，嚴禁崩岸附近河段非法采砂；對其他河段現(xiàn)有護岸工程進行加固和延護，穩(wěn)定現(xiàn)有河勢和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道條件等治理措施。其成果可供規(guī)劃設計單位或管理部門參考。
關 鍵 詞：河道崩岸； 險情搶護； 治理措施； 團林段； 韋源口河段； 長江中游
1.1 險情概況
2016年7月22日約06：00，湖北省黃岡長江干堤茅山堤團林段(148+850～148+950)堤外距堤腳約20 m處有白楊樹倒伏，發(fā)生了水下崩岸險情。據現(xiàn)場目測，崩岸呈弧形，長約100 m，寬約20 m，距堤腳最近距離約20 m。
團林崩岸險段位于長江中游韋源口河段進口段左岸。韋源口河段河道寬度1 000～2 200 m，險情所在河道寬約1 200 m，出險時灘面水深約0.5～4.5 m。崩岸處黃岡長江干堤茅山堤為3級堤防，崩岸若繼續(xù)發(fā)展，勢必會影響長江干堤保護區(qū)內約10萬人、1萬hm2耕地的防洪安全。
1.2 險情搶護
7月22日約09：00，國家防總、省市專家和縣水利局技術人員現(xiàn)場緊急會商，迅速提出搶險方案：為全力應對湍急水流，采用拋石固腳護岸措施進行處理，先在外圍按長100 m、寬5 m、深3 m鎖口，再拋填崩窩球面，總計需要1.5萬m3石料。其中，袋裝碎石5 000 m3，堤外拋填；船拋塊石10 000 m3，外圍鎖口處直接傾倒。
按照搶險方案，運輸車有序駛進碼頭，卸料、裝船、撤離，水利專家登船指揮，18條機駁船有秩序運轉，水上浮吊針對性拋料投石。至23日11：00，完成水下拋石1.6萬m3，其中塊石1.1萬m3，在崩窩口最外側(距堤腳50 m)處形成一道寬約8 m、高約7～8 m的石壩，鎖住崩窩口，崩窩處江水回流速度明顯下降，有效抵擋了江流回水沖刷和進一步崩窩。為鞏固搶險成果，根據專家組意見，繼續(xù)拋填塊石和碎石3 000 m3，填堵崩窩口新筑石壩后存在長約40 m、寬約25 m、深約9～10 m的低洼區(qū)域，至23日18：30，崩窩險情處置完畢。由于搶險及時，搶護措施得當，崩岸險情得到控制，有效保障了堤防保護區(qū)的防洪安全。
1.3 險情發(fā)生原因分析
團林岸崩岸險情發(fā)生原因初步分析如下。
(1) 地質條件。崩岸段岸坡上部為沙壤土，中下部為粉質壤土、粉質黏土及黏土，與沙壤土及粉細砂呈互層或夾層透鏡狀，岸坡抗沖能力弱，易發(fā)生崩岸險情。
(2) 彎道水流作用。受右岸西塞山挑流作用的影響，主流由右岸向左岸過渡(圖1～2)，彎道水流作用明顯，在崩岸所在區(qū)域形成回流區(qū)，流態(tài)紊亂，水流淘刷作用較強，易導致岸坡崩塌。
圖1 崩岸出險段附近深泓線平面變化
圖2 崩岸出險段附近河床斷面變化
(3) 平面形態(tài)變化。從2012年12月至2014年衛(wèi)星照片來看，近年來崩岸段附近灘唇平面形態(tài)變化較大，呈犬牙狀，導致水流更加紊亂，邊坡淘刷嚴重，岸坡變陡，易失穩(wěn)。
(4) 水流流速變化。自6月中旬起，河道水位持續(xù)上漲，7月1日08：00長江干流黃石站21.93 m，至7日06：00漲至最高25.01 m(超警戒水位0.51 m)，之后維持高水位，22日06：00出險時水位24.46 m。由于河道水位高，岸坡長時間受洪水浸泡，水流流速較大，回流淘刷作用增強，引發(fā)岸坡失穩(wěn)，產生崩岸險情[1]。
2.1 河道演變分析
韋源口河段上起西塞山，下至猴兒磯，全長約33.3 km(見圖3)。河段進口西塞山附近河寬為800 m左右，出口猴兒磯河寬約為920 m。韋源口河段河型較為單一，屬典型的微彎分汊型河道。上段西塞山-韋源口為分汊河道，江中有江心洲牯牛洲將河道分為左右汊，其中左汊為主汊，右汊為支汊；中段韋源口-李家洲為河道束窄段，河寬約0.9～1.1 km，水深流急，且河岸穩(wěn)定；下段李家洲-猴兒磯，河道寬淺，為一分汊河段，江心有蘄州潛洲。河勢圖見圖3。
圖3 韋源口河段河勢
(1) 深泓線變化。由于兩岸山體和眾多天然山磯的控制及岸線整治的加固，本河段河勢總體較穩(wěn)定，多年來主流走向穩(wěn)定少變，岸線相對穩(wěn)定，河道平面形態(tài)擺幅較小。根據1998～2014年韋源口河段深泓線平面變化分析可知，多年來該河段深泓線從右岸西塞山過渡至左岸，頂沖左岸絲茅徑至茅家港一帶，隨后一直貼左岸下行，走牯牛洲的左汊、蘄州的左汊，至蘄州鳳凰山附近逐漸向右岸過渡，于黃顙口處貼靠右岸后下行出本河段。近10多年來，該河段深泓線除局部過渡段和展寬段深泓線擺動幅度較大外，其余部位深泓線基本保持相對穩(wěn)定。韋源口河段深泓縱向變化不大，河道基本處于沖淤平衡狀態(tài)，年際間尚未出現(xiàn)過單向的沖刷或淤積[2]。
(2) 洲灘變化。韋源口河段的洲灘主要有：團林岸邊灘、牯牛沙邊灘、牯牛洲、蘄洲。隨著上游河勢和來水來沙條件的變化，多年來各個洲灘的演變規(guī)律為沖淤交替變化，無明顯單向變化。其中牯牛沙邊灘自西塞山下緣凹槽附近開始，牯牛沙邊灘(8 m高程以上)一直延向下游的韋源口，長度約12.5 km；該邊灘上段較窄，在二百二附近，邊灘最寬；其下邊灘寬度逐漸縮窄，至韋源口，牯牛沙邊灘消失。牯牛洲基本居江中偏靠右岸，多年來洲體位置變化不大，洲體尾部相對較為穩(wěn)定少變，洲頭則沖淤變化幅度較大，主要表現(xiàn)為頻繁的切割與合并、淤長與萎縮[2]。
(3) 深槽變化。韋源口河段的深槽有西塞山深槽、茅山港深槽和蘄州深槽。隨著上游河勢和來水來沙條件的變化，多年來各個深槽也呈現(xiàn)上提下移和沖淤互現(xiàn)。1998年以來，西塞山深槽(-30.0 m高程線范圍)整體有所淤積縮小、變淺。近5 a來，該深槽沖淤變化幅度不大，累積稍有沖深。
(4) 河道演變趨勢。韋源口河段兩岸節(jié)點較多，總體河勢穩(wěn)定，岸線變化較小。變化相對較大的區(qū)域位于牯牛洲洲頭區(qū)域，該處主要表現(xiàn)為洲頭上提較為明顯；其次就是支流入河口附近區(qū)域岸線擺動略大。河道深泓線的橫向變化不大，在順直或窄深處基本保持不變，在彎道段，水流頂沖點隨水位上升而下挫。河段內有牯牛洲江心洲、蘄州和潛洲。受水沙作用，牯牛洲歷年沖淤交替，由最初的邊灘形式演變?yōu)楝F(xiàn)在的江心洲。洲頭歷年淤積上提，洲尾變化較小，洲灘平面位置較為穩(wěn)定。
受河道兩岸的山體、磯頭等天然節(jié)點和護岸工程的控制，韋源口河段總體河勢穩(wěn)定，岸線變化較小。隨著上游河勢和來水來沙條件的變化，多年來各個洲灘和深槽的演變規(guī)律為沖淤交替變化，無明顯單向變化。韋源口河段內典型橫斷面深槽變化基本為沖淤交替，斷面形態(tài)無明顯變化。三峽工程的蓄水運用改變了天然狀態(tài)下的水沙條件和過程，對下游的河道演變帶來一定的影響，但由于本河段受地質和邊界條件控制，河岸較穩(wěn)定，發(fā)生兩岸展寬和河型轉化的可能性比較小，河床變形主要表現(xiàn)為下切和在局部枯水期的橫向擺動，總體河勢格局不會發(fā)生大的變化[2-3]。
2.2 存在的主要問題
(1) 受右岸西塞山挑流作用的影響，團林段彎道水流作用明顯，其區(qū)域形成的回流區(qū)水流淘刷作用較強，易引起岸坡崩塌。
(2) 從本河道河床演變特點和河道治理工程現(xiàn)狀可以看出，韋源口河道目前河勢較穩(wěn)定，但對茅山閘附近、西塞堤的道仕袱和扎郜附近等險段迎流頂沖，影響防洪安全；由于部分河段的河勢變化及人類活動的影響，使得牯牛洲水道局部水域出現(xiàn)礙航現(xiàn)象[2]。
(3) 韋源口河段兩岸山磯較多，河道沿程寬窄相間，河寬1～3 km。狹窄段水流不暢，流態(tài)紊亂，對河道的泄洪、航運不利。
(4) 棋盤洲港區(qū)和黃?？诟蹍^(qū)部分岸線未守護，不利于岸線的有效利用。
2.3 治理目標
近期治理目標為對團林段彎道水流形成的回流區(qū)岸段進行防護，避免岸坡崩塌影響長江堤防安全；對位于迎流頂沖段的茅山閘、西塞堤道士袱和扎郜段進行加固守護，穩(wěn)定現(xiàn)有岸線，確保江堤防洪安全；結合牯牛沙水道航道整治工程，從防洪和改善航運綜合考慮，在牯牛洲右汊建促淤潛壩，以達到堵支強干的目的；對棋盤洲港區(qū)和黃桑口港區(qū)岸線進行新護，達到進一步控制河勢、合理利用岸線目的[4-5]。
2.4 治理措施
2.4.1 團林崩岸附近段整治
團林崩岸附近段近年來總體河勢基本穩(wěn)定，但受右岸西塞山挑流作用的影響，主流由右岸向左岸過渡，彎道水流作用明顯，在崩岸所在區(qū)域形成回流區(qū)，出險段岸坡上部較陡，且近年來坡腳處河床沖刷下切，坡度變陡。針對上述特點，崩岸附近段宜采取如下后續(xù)整治措施[6-9]。
(1) 對崩岸及附近段進行水文、水下地形測驗，查明岸坡的土層結構和物理力學性質，對已搶護段及附近段岸坡的穩(wěn)定性進行評價，必要時對搶護段進行拋石加固，對其上、下游受回流影響段進行新護。
(2) 鑒于崩岸段附近灘唇平面形態(tài)變化較大，呈犬牙狀，易導致水流紊亂，宜采取適當措施平整岸線，平順水流。
(3) 加強河道管理，嚴禁崩岸附近河段非法采砂。
2.4.2 其他段河道治理
韋源口其他河段的河道整治規(guī)劃方案為：對現(xiàn)有護岸工程進行加固和延護，穩(wěn)定現(xiàn)有河勢和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道條件。主要措施如下[4]。
(1) 茅山閘等護岸段加固。茅山閘附近、西塞堤的道仕袱和扎郜附近等險段處于迎流頂沖段，其斷面總體呈沖刷態(tài)勢，需進行一般加固守護，守護長度為：茅山閘附近2 km，西塞堤的道仕袱險段0.6 km，黃岡長江干堤永城堤扎郜段附近2 km。
(2) 牯牛洲右汊建促淤潛壩。從防洪和改善航運綜合考慮，可結合牯牛沙水道航道整治工程，對牯牛洲右汊建促淤潛壩，以達到堵支強干的目的。規(guī)劃新建鎖壩1條，長度500 m。
(3) 棋盤洲和黃?？诟蹍^(qū)岸線守護。從實測水下地形資料分析，棋盤洲和黃?？诟蹍^(qū)岸坡總體呈沖刷趨勢，不利于岸線的有效利用。從合理利用岸線角度考慮，規(guī)劃對棋盤洲港區(qū)和黃?？诟蹍^(qū)岸線進行守護，其中棋盤洲港區(qū)新護岸線3 km，黃?？诟蹍^(qū)新護岸線1.8 km。
(1) 位于長江中游韋源口河段左岸的黃岡長江干堤茅山堤團林段崩岸距堤腳最近距離約20 m，嚴重影響長江干堤防洪保護區(qū)安全。采用先在外圍按長100 m、寬5 m、深3 m鎖口，再拋填崩窩球面的拋石固腳護岸的搶險措施，經應急搶護，崩岸險情得到有效控制。
(2) 受右岸西塞山挑流作用的影響，主流由右岸向左岸過渡，彎道水流作用明顯，在崩岸所在區(qū)域形成回流區(qū)，水流淘刷作用較強；岸坡抗沖能力弱；近年來灘唇平面形態(tài)變化較大，呈犬牙狀；河道水位高，水流流速較大，回流淘刷作用增強等是引發(fā)岸坡失穩(wěn)，產生崩岸險情的原因。
(3) 為進一步整治團林段，應對團林崩岸及附近段進行水文、水下地形測驗，對岸坡的穩(wěn)定性進行評價。必要時對搶護段進行拋石加固，對其上、下游受回流影響段進行維護；針對崩岸段附近灘唇平面形態(tài)變化較大，呈犬牙狀等特點，采取適當措施平整岸線；加強河道管理，嚴禁崩岸附近河段非法采砂。
(4) 韋源口其他河段的總體河勢穩(wěn)定，岸線變化較小，其河道治理措施為：對現(xiàn)有護岸工程進行加固和延護，穩(wěn)定現(xiàn)有河勢和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道條件。具體為對茅山閘附近、西塞堤的道士袱和扎郜附近等險段處于迎流頂沖段進行加固，對棋盤洲和黃桑口港區(qū)岸線進行守護，對牯牛洲右汊建促淤潛壩，以達到堵支強干的目的[4-10]。
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(編輯：常漢生)
Abstract: Big flood occurred in the Yangtze River basin in 2016 flood season and Tuanlin section of Maoshan levee at Weiyuankou reach, at Huanggang main levee of the Yangtze River, collapsed on left side. This article analyzes the collapse cause, introduces the danger control measures and researches the follow-up reinforcement measures for the collapse section and the harnessing measures for the other related sections of Weiyuankou reach. Given the river regime of Tuanlin section of Maoshan levee, the correlated harnessing measures for the section are put forward, including conducting hydrology and underwater landform survey, assessing the stability of the bank slope, dumping riprap and reinforcing the dangerous section, adopting engineering measures for upstream and downstream back-flow area, properly streamlining the bank line, forbidding illegal sand mining near the dangerous section, reinforcing other existing levee. And then the existing revetment engineerings on other sections are reinforced, including the reinforcement of the existing regime and the mainstream position, Guniusha channel remediation, navigation condition improvement etc. The research results can be referred by planning and designing department or competent authority.
Key words: bank collapse; danger reinforcement; regulation measures; Tuanlin section; Weiyuankou reach middle reach of Yangtze River
ZHANG Hui1, LI Huiyun1, LIN Musong1, XU Quanxi2
(1.River Research Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China; 2.Hydrological Bureau, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010, China)
中圖法分類號： TV122
文獻標志碼： A
DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2017.18.004
收稿日期：2016-10-14
作者簡介：張 慧，女，高級工程師，碩士，主要從事河流動力學與治河工程研究。E-mail: zhangh314@126.com
文章編號：1001-4179(2017)18-0016-04
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