长江安徽段崩岸原因及治理措施分析

1、长江安徽段崩岸原因及治理措施分析第30卷第10期人民长江tlenminchangjl,lng1999年10月长江安徽段崩岸原因及治理措施分析/.王永一丁fvg2l摘要近年来在长江干流两岸不断发生崩岸,崩岸次数与规模亦呈上升趋势,仅安徽省1995年,1996年期间,长江干流发生中等强度以上崩岸40余处,其中强崩岸有lo多蛇.由于崩岸具有拉时性,受发性,剧烈性等特点,因而对长江及沿岸的危害特别太.轻者造成局部的财产损失,重者则直接威胁长江太堤的安全.固崩岸引起的堤基渗漏.在走洪水时则可能引发堤身溃1击的险情:水流因素是造成河段崩岸的重要外在条件,主要反映在主流顶冲,弯道环流动力作用厦高低水拉的突变

2、等.此外,地质因素,河床边界条件,风浪对堤岸的淘刷厦可瘦化土体均是产生崩岸的重要因素针对崩岸产生的原因,提出了以稳定河势,控导水流,定期观测,加强维护的治理原则,以厦采取护岸,控裁弯道曲率,调整河床边界的治理措施.主题词生篮成因分堑治河措施长江下游安徽呻一,/彳,1概况长江安徽段位于长江下游地区,干流全长416hn=自上而下共有】3个河段,其中安庆,铜陵,芜裕和马鞍山河段为长江中下游重点河段.由于两岸边界(条件地质,河床组成等)及来水来抄条件的不同,历年河道演变剧烈,主流线摆动,致不断发生崩岸,特别是大水年份,洪水造床作用强烈.加速河床及岸坡冲刷,崩岸现象更为严重.据统计.1995,1996年

3、连续大水期间.安徽省长江干流发生中等强度以上崩岸有40余处.其中强崩有】0多处.崩岸对长江及沿岸危害极大.首先表现在江岸的不稳定,使沿岸土地,建筑物塌落江中.其次,崩岸还将威胁长江大堤的安全,一方面是崩岸使堤外滩宽度趋于获窄,构成大堤基础的江岸直接遭受主流顶冲或局部淘刷;另一方面,崩岸往往会造成堤基渗漏.一旦遇到大洪水则可能出现堤防溃决的险情另外.一些河段的崩岸还可能使河势朝着不利方向发展.正是因为崩岸在长江中危害之大,国家,省及沿江各地对崩岸均十分重视,每年都投人大量资金用于护岸工程.目前,可以说.长江崩岸同洪涝灾害一样依然是人们的心腹之患.为了更好地发挥长江的综台效益,确保堤岸防洪安全,必

4、须对长江崩岸深入研究,结台长江中下游干流河道整治规划,提出台理,经济,有效的治理措旌.2崩岸原因分析由于长江安徽段岸线长,河段多.其崩岸原因比较复杂.从总体上讲,水流,地质以及河床边界条件是造成崩岸的主要原因.但针对具体河段,由于河床组成,河岸边界条件的不同,各河段崩岸的具体原因又有所不同,即可能的情况为:在某一河段,水流因素是江岸崩塌的主要原因,其它因素仅起着次要作用;对另一河段,水流因素可能不是主要的而河岸组成或其它因素则是造成崩岸的主要原因.21水流因素水流因素是造成河段崩岸的重要外在条件,主要反映在以下几个方面.(1)主流顶冲.长江安徽段河道多分汪,江岸弯曲,这就为主流顶冲造成极为有利

5、的条件.汛期大洪水时,由于水大流速急,主流线趋直,对弯道顶点(弯顶)下游处江岸顶冲厉害,当这种江岸满足可冲刷条件时.就会发生淘刷,岸坡变陡,从而形成崩岸.另外,崩岸的强弱还与主流线和江岸夹角大小有关,交角越大,主流顶冲能力越大,相应江岸崩坍越强烈.据统计,1995,1996年连续大水期间,因主流顶冲原因造成了安庆河段马窝,官州河段官洲尾下等11处崩岸.(2)弯道环流动力作用长江安徽段有不少弯逋,水流流态复杂,其中以弯道环流最常见.弯道水流在惯性离心力作用下,产生垂直于河流轴线的横比降,形成面流指向凹岸,底流指向凸岸的弯道环流.弯道环流运动的结果,使得弯道平面上横向输沙能力加强,而泥沙梯度垂向分

6、布为”上稀下浓”,为满足水沙平衡需要,凹岸不断冲刷崩退,凸岸相应淤积.目前,长江安徽段有几处弯道如铜陵河段中的安定街,黑沙洲河段左汉等均固河道目益弯曲而崩岸加剧.(3)高低水位的突变使江岸不适应.长江崩岸除了讯期多见外,枯水期也时有发生,且一般强度较大.据记载,6o年代马鞍山河段恒兴洲曾于枯季发生崩岸,其它坷段也有类似现象.这种崩岸主要是因为枯季水位降落迅速,平衡岸坡饱和土体的侧向水压力迅速减小淤泥和淤泥质的软土基础难以支撑沉重的饱和土体和抗拒侧向土压力产生的剪应力,即江岸一时适应不了水位的这种突变,岸坡土体发生剪切变形,塌落江中形成崩岸22地质因素长江安徽段河床及岸滩的地质组成,左岸一般都是

7、二元相结构,上层是河漫滩相的细颗粒粘,壤土层,下层为粗颗粒的细沙层,抗冲性能较弱;右岸多山矶阶地,抗冲性能较强.因此,崩岸主要发生在左岸以及右岸的一些非山矾阶地段.从安定街江坝,太拐等处地质钻探资料分析,崩岸区江岸土质一般抗冲能力极差,在主流顶冲或横向环流,回流淘刷条件下极易崩塌冲蚀.23河床边界条件对某一具体河段而言,其崩岸原因往往还与河床边界条件有关.这里的河床边界条件是指与河道有较密切关系的周边条?19?v01.3o.no.1o人民长江ya.ngizer1veroctober1999件,包括河宽,束深,i滩分布等及它们之间的相互联系长江干流芜裕河段白茆水道左岸崩塌为例.除了水流,地质上的

8、原因外,更重要的还应当与该段所处的边界条件有关,即左岸的崩塌还与右岸的大凸子洲滩的不断蛾积有关,左岸的崩与右岸的淤是相互影响的,是一对矛盾统一体.在白茆水道这个特定河段中,右岸的淤积占主导地位,起支配作用.众所周知,河床演变总是朝着有利于其相对平衡的状态(方向)发展,右岸淤积的结果使得河宽变窄,河道为保持其平衡状态,必然要朝着恢复其”平衡河宽”的状态发展,这样,只有通过左岸崩塌才可实现.因此,从此例可看出,河段崩岸与其周边条件即河床边界条件是有关系的.24风浪淘刷作用长江安徽段自大通下受潮汐影响,汛期台风期间,潮流与风浪作用使水流流向,流态复杂,淘刷岸坡,对江岸稳定产生极大破坏.在安徽段每年因

9、风浪淘刷造成的崩岸为数不少,1995,1996年长江安徽段因风浪造成的崩岸计有3处.25可液化土体是造成窝崩的重要条件窝崩是长江上一种比较恶劣的崩岸现象,它具有短时生,突发性,剧烈性等特点,与一般意义上的崩岸成因不同.窝崩不单是水流,地质等因素作用所能完成的,因为一次窝崩土方多达几十万立方米上,甚至更多,这样大的泥沙量在短时间内绝非水力冲刷,搬运所能做到的.从地质,河床边界条件方面讲,长江安徽段有很多地方是相同或相近的,但一处容易产生窝崩,而别处则几乎没有窝崩发生根据初步研究,认为长江安徽段窝崩的发生与江岸可液化土体组成关系密切.由于河床,两岸土体可液化,当出现地震或江水,地下水相互补给产生渗

10、流等条件时,江岸土体液化达到一定程度时,江岸土体不平衡即会发生整体塌落形成窝崩.另外,窝崩在平面上的分布还与河岸可冲性不连续有关3治理措施设想31治理原则长江安徽段崩岸治理应遵循下原则.(1)稳定河势,使主流线居中.根据上述分析,水流因素对崩岸形成起着重要的作用.从治理崩岸,避免崩岸发生的角度出发,稳定河势,使主流线居中,消除或减缓迎流顶冲河势的治理措施是最积极有效的.(2)控导水流,改善水流流态.(3)定期观测,加强守护与维修.3.2治理措旋程措施.在河势,河床边界条件等尚未得到改善时(通常河势,河床边界的调整是要有一个较长过程和时期的),对那些因迎流顶冲,风浪淘刷等原因造成的崩岸,饲给予及

11、时守护,增强江岸的抗冲性与稳定性.常见护岸型式有沉排,沉树,抛石丁坝等,根据几十年的实践经验,长江安徽段护岸型式宜采用平顺抛石护岸.目前,安徽段尚有约36%的崩岸未加守护(截至1996年底).并且已护段还存在着维修加固问题.必须尽快加大对长江河道护岸的投资力度.(2)弯道曲率控制措施.如前所述,弯道环流动力作用使凹岸崩塌,凸岸淤积,使弯道曲率日益加大,这种发展趋势对凹岸一侧崩岸起加强作用.为此,必须采取措施控制弯道曲率,改善水流流态,削减环流强度.针对不同弯道,可采取裁弯,切滩(指凸岸侧淤滩),堵汊或兴建导流堤等措施.铜陵河段南夹江崩岸治理,目前有裁弯与堵汉两个比选方案,这两方案的实质都是为了

12、消除弯道影响,前者是通过在老观圩锐弯处实施裁弯,使弯遘陆率减小,主流趋中,环流强度减小,达到治理崩岸的目的;后者采取堵汉,即相当于人为使南夹江弯道消失.(3)河床边界调整.崩岸作为河道演变中的一种常见现象,它与其所处的周边环境密不可分没有一个稳定的河床边界条件,崩岸就不可避免,从长江中下游河道演变分析可知,长江安徽段的崩岸与河段内i,滩,便道的冲淤是相互关联,互相影响的.因此,治理崩岸必须结舍对河床边界条件起调整与改善作用的措施,提出综合性治理方案,达到稳定河床边界的要求,从根本上解决崩岸问题.仍芜裕河段白茆水道左岸崩塌治理为倒,对于崩岸不仅要采取守护措施,还要对右岸淤滩进行徽段堤防治理工作实际,从总体上作了探讨,算是对往崩岸治理工作经验教训的总结,能对后的工作有借鉴和指导作用.作者简介王采男安敏省水利水电勘测设计院高级工程师安敏省鲁肥市230022(1)护岸.在崩岸治理中,护岸是晟普遍且比较有效的工(收