川江上游斗笠子灘急流灘整治的思考

(長(zhǎng)江瀘州航道局，四川 瀘州 646008)

斗笠子灘位于川江上游，距宜昌811.0 km，是長(zhǎng)江渝敘段(重慶至宜賓)著名的枯水急流險(xiǎn)灘，也是渝敘段航道中曾唯一配有絞灘設(shè)施的枯水急流灘段，被人們稱之為“灘王”。右岸廟角磧磧翅與左岸金堆子相對(duì)，在當(dāng)?shù)厮?.5 m以下成灘，水位越低，水流越急。由斗笠子信號(hào)臺(tái)進(jìn)行通行控制，指揮船舶單向通行。該灘情況復(fù)雜[1-2]，1987～1988年曾對(duì)該灘進(jìn)行過(guò)整治，整治方案為：疏浚廟角磧左側(cè)，以增大枯水期急流灘口的泄水面積；在左岸兔腦殼上游建鎖壩1座，壩長(zhǎng)240 m，其作用是堵塞漏浩，加強(qiáng)中水對(duì)廟角磧疏浚區(qū)的沖刷；在兔腦殼石梁尾部建順壩1座，壩長(zhǎng)320 m，以平順?biāo)?，減弱沙波運(yùn)動(dòng)，使灘口左側(cè)不至產(chǎn)生卵石包淤積，有利于灘勢(shì)的改善。整治后灘口比降由4.87‰下降為2.67‰，主航槽最大流速由4.23 m/s降低為3.76 m/s，航道調(diào)順，水埂、泡漩消失，比降趨于平緩，流速、比降均能滿足船舶自行上灘，1988年絞灘站也隨之撤除。

在經(jīng)歷2個(gè)水文年后至1990年，廟角磧磧翅逐漸淤積，原來(lái)的的疏浚區(qū)域又基本回淤到疏浚前的狀態(tài)，水流條件惡化，1991年再次對(duì)廟角磧磧翅進(jìn)行疏浚。1996年又一次對(duì)廟角磧磧翅進(jìn)行了疏浚，疏浚后航行條件得以改善。但2003年的測(cè)圖發(fā)現(xiàn)，疏浚區(qū)又基本回淤到原狀態(tài)，廟角磧磧翅又產(chǎn)生淤積，水流流速增大，船舶上灘困難。斗笠子灘流速大的問(wèn)題沒(méi)有得到根本解決。

1 礙航特征及原因分析

該灘不存在水深、航寬不夠的問(wèn)題，主要礙航特征是水流急，流態(tài)亂，船舶打?yàn)O其困難。灘口最大流速達(dá)4.11 m/s，部分船舶上灘極為困難，或根本就打不上灘，需借助他船助拖才能上灘。對(duì)于下行船舶，過(guò)灘時(shí)由于河中水亂流急，操作困難，稍有不慎，靠左極易在金堆子觸礁，靠右則極易在廟角磧擦淺，給船舶安全航行帶來(lái)極大的危險(xiǎn)。

從河勢(shì)上看，廟角磧河段較為順直，處在兩彎曲河段間的過(guò)渡段，廟角磧磧壩為中、洪水期泥砂卵石落淤的區(qū)域。

順直段的廟角磧呈洪淤枯沖的趨勢(shì)。當(dāng)廟角磧開始露出水面時(shí)，磧邊流速變緩，淤積卵石不能全部沖走，在廟角磧腦下側(cè)形成水下磧翅。在磧翅以外的主航槽中，有潛伏的零亂礁石群，使得河床斷面沿程變化較大，水流流態(tài)紊亂?？菟?，由于右側(cè)廟角磧和左岸兔腦殼石梁相對(duì)峙，形成卡口，過(guò)水?dāng)嗝婷娣e減小，水流不能拓寬，束水挑流，導(dǎo)致主航道中的流速、比降增大，形成急流灘舌。加上河床的不規(guī)則，出現(xiàn)水埂，還伴有泡漩、橫流等不良流態(tài)。當(dāng)水位降到設(shè)計(jì)水位以上1.5 m左右時(shí)成灘，水位越枯，灘勢(shì)越?jīng)啊?987年整治前，船舶須借助絞灘設(shè)施方能上灘。

2 斗笠子灘整治方案

對(duì)于本灘較復(fù)雜的成灘原因，進(jìn)行了大量的前期研究工作并委托重慶交通大學(xué)進(jìn)行河工模型試驗(yàn)[3]和船模試驗(yàn)，進(jìn)行了多組整治方案對(duì)比和優(yōu)化。

2.1 整治思路

第一類是以挖深廟角磧磧翅為主，便利船舶利用右岸的緩流航道自航上灘，同時(shí)考慮了配合封堵或挖深右岸小浩，以及拆除部分左岸順壩等方案。

第二類是以炸低灘段主河槽河底高程為主，同時(shí)配合其他整治措施。如挖深右岸小浩以減少主槽流量；建鎖壩堵塞右岸小浩以增大主槽流量，以及拆除部分左岸兔腦殼順壩或移動(dòng)順壩等。

2.2 優(yōu)化方案

2.2.1 調(diào)整左岸兔兒梁順壩

從壩根至壩頭1/3處將壩向左旋轉(zhuǎn)7°，即壩頭左移25 m，壩長(zhǎng)200 m。拆壩后的河床高程消炸至設(shè)計(jì)水位下4 m。其作用是適當(dāng)打開對(duì)峙卡口，減緩水流流速，同時(shí)規(guī)順?biāo)鳎苊鉃┛谟新咽ㄟ\(yùn)動(dòng)，改善流態(tài)。

2.2.2 疏炸

在灘口處先將河床基巖上的卵石覆蓋層進(jìn)行疏浚，然后進(jìn)行河床炸礁，炸礁高程為設(shè)計(jì)水位下5 m。炸礁邊緣與周圍地形平順連接。另對(duì)灘口下游180 m處的突出暗礁(其上基本無(wú)覆蓋層)部分進(jìn)行炸礁，炸礁底高為設(shè)計(jì)水位下4 m。炸礁邊緣與周圍地形平順連接。通過(guò)河床炸礁，灘口下段的河床高程相對(duì)于灘口上段的河床抬高1 m，降低了河床縱比降，擴(kuò)大了卡口的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，減小灘口流速，同時(shí)炸除河床底部起伏不平的暗礁后，能消除水埂、泡游水等不良流態(tài)。

2.2.3 修建島尾順壩

在右岸廟角磧磧尾筑島尾順壩1座，壩頂高程為設(shè)計(jì)水位以上2 m，壩長(zhǎng)153 m。其作用是壅高灘口水面，減緩水面比降，同時(shí)減小流速。

3 整治后斗笠子灘險(xiǎn)變化情況

05～06屆枯期，對(duì)該灘進(jìn)行工程整治：調(diào)整兔兒梁順壩，從壩根至壩頭1/3處將壩向左旋轉(zhuǎn)7°；疏浚河床基巖上的卵石覆蓋層，進(jìn)行河床炸礁；在廟角磧尾建一島尾順壩。

整治后，擴(kuò)大了河床過(guò)流斷面，特別是島尾順壩的作用，抬高灘口壅水，減緩水面比降，水流流速得到大大緩解，水埂、泡水消失。從2005～2006屆枯期末以及整個(gè)2006～2007屆枯期來(lái)看，絕大多數(shù)重載船舶都能自行上灘，航運(yùn)企業(yè)、營(yíng)運(yùn)船舶反映良好，斗笠子枯水急流灘的急流流態(tài)得到根本性的改變。

在本次實(shí)施的瀘渝段航道建設(shè)工程中，炸礁、疏浚、整治建筑物合理結(jié)合，是川江航道史上急流灘整治成功的典范，更是廣大航道工作者心血的結(jié)晶。

4 必須堅(jiān)持整治與航道養(yǎng)護(hù)相結(jié)合

1) 川江航道的整治必須建立在足夠的科學(xué)分析、論證的基礎(chǔ)之上。斗笠子急流灘，1987～1988年較系統(tǒng)的整治，整治方案在理論上是合理的，但有其局限性；1991年、1996年的整治只是單純的疏浚措施。第四次整治，在吸取前面經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，收集了大量的基礎(chǔ)資料，進(jìn)行了河工模型試驗(yàn)和船模試驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)到炸礁、疏浚是拓寬加深航槽最直接、最有效的工程措施，但單純的疏浚措施不易保持挖槽的穩(wěn)定，一般需輔以整治建筑物。進(jìn)行多組整治方案的研究比較后確定的整治方案更合理、更科學(xué)。

2) 加強(qiáng)整治建筑物的維護(hù)管理。在山區(qū)航道治理方面，整治建筑物在規(guī)順?biāo)鳌⑹ド?、穩(wěn)定航槽、改善水流結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著積極的作用[5]。由于這些整治建筑物大都處在磧壩、灘段處，水流急，流態(tài)壞，漂浮物多，破壞力大，壩體長(zhǎng)時(shí)間受到水流的沖蝕作用，出現(xiàn)一些局部水毀是難免的，問(wèn)題在于要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)修復(fù)，這是管理工作的關(guān)鍵。

(1) 加強(qiáng)航道維護(hù)專業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)，優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)，提高維護(hù)人員的技術(shù)水平。加強(qiáng)航道行政管理，向沿江百姓廣泛宣傳保護(hù)航道、保護(hù)整治建筑物的法律法規(guī)，禁止一切破壞整治建筑物的人為活動(dòng)。

(2) 加大航道養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)及科研經(jīng)費(fèi)的投入。擺脫航道整治建筑物水毀的困擾，提高現(xiàn)有整治建筑物抗水毀能力，重要的是增加航道養(yǎng)護(hù)和水毀防治工程經(jīng)費(fèi)的投入。為此，增加現(xiàn)有航道養(yǎng)護(hù)費(fèi)、水毀搶修費(fèi)、工程恢復(fù)費(fèi)的投入，方能有效保證整治建筑物抗水毀的能力，保持整治建筑物的穩(wěn)定性，長(zhǎng)久發(fā)揮整治建筑物的作用。同時(shí)，應(yīng)增加科技經(jīng)費(fèi)投入，依靠科技進(jìn)步，走科技防毀之路。

(3) 建立工程技術(shù)檔案。航道主管機(jī)構(gòu)應(yīng)就轄區(qū)內(nèi)航道整治建筑物的技術(shù)狀況及其維修工程，建立完整的技術(shù)檔案。整治建筑物的技術(shù)狀況應(yīng)包括：整治建筑物的位置，建設(shè)時(shí)間；整治建筑物的結(jié)構(gòu)型式，尺寸、高程；整治建筑物的現(xiàn)有尺寸與工程竣工時(shí)的尺寸有何差異；整治建筑物附近河床與水流狀況有無(wú)特異變化；整治建筑物的作用與功能能否繼續(xù)發(fā)揮，有無(wú)缺陷和隱患等。根據(jù)技術(shù)狀況檢查結(jié)果，按《內(nèi)河航道維護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ287-2005)的規(guī)定，將轄區(qū)內(nèi)航道整治建筑物的技術(shù)狀況進(jìn)行合理分類，確定維修工程的輕重緩急，制定維修計(jì)劃和修理方案。

3) 樹立“建設(shè)是發(fā)展，養(yǎng)護(hù)管理也是發(fā)展”的航道發(fā)展理念，走長(zhǎng)江航道可持續(xù)發(fā)展之路。多年的實(shí)踐證明，對(duì)于長(zhǎng)江干線航道的發(fā)展，基本建設(shè)只是一種手段，無(wú)論是否實(shí)施航道整治工程，航道的養(yǎng)護(hù)管理都是一件永恒的工作和經(jīng)常性的工作，航道的暢通在很大程度上要依賴于日常的養(yǎng)護(hù)與管理。長(zhǎng)江蘭敘段(江津蘭家沱至宜賓合江門簡(jiǎn)稱蘭敘段)航道經(jīng)20世紀(jì)80～90年代一、二期工程的整治，航道尺度達(dá)到Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，但由于整治后未能及時(shí)地進(jìn)行日常的航道疏浚 、養(yǎng)護(hù)和修復(fù)工作，導(dǎo)致部分整治建筑物損壞、失效，客觀存在整治建筑物失養(yǎng)的問(wèn)題。致使部分河段淤積，水流條件變壞，航道尺度達(dá)不到 Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，其教訓(xùn)是深刻的，損失是殘重的。

5 結(jié)束語(yǔ)

在本次實(shí)施的瀘渝段航道建設(shè)工程中，斗笠子急流灘的整治方案是合理的、科學(xué)的；通過(guò)近兩個(gè)水文年的觀察以及航運(yùn)船舶的反映來(lái)看，整治效果相當(dāng)明顯，船舶反映良好。但必須看到，對(duì)斗笠子這樣的復(fù)雜灘險(xiǎn)的日常養(yǎng)護(hù)必須跟上，對(duì)廟角磧磧翅進(jìn)行經(jīng)常性的疏浚，對(duì)整治建筑物進(jìn)行日常的觀測(cè)養(yǎng)護(hù)。否則，將重蹈歷史的覆轍。

過(guò)去，長(zhǎng)江航道部門從事的僅是航標(biāo)的維護(hù)管理，而對(duì)于航道的疏浚及整治建筑物的觀測(cè)、修復(fù)，基本上未涉及。長(zhǎng)江航道的職能必須予以轉(zhuǎn)變。對(duì)于長(zhǎng)江航道的發(fā)展，必須牢固樹立“建設(shè)是發(fā)展，養(yǎng)護(hù)管理也是發(fā)展”的航道發(fā)展理念，長(zhǎng)江航道必須做大、做強(qiáng)，集航道養(yǎng)護(hù)管理、航養(yǎng)費(fèi)征稽、航道行政執(zhí)法于一體，才有可能實(shí)施對(duì)長(zhǎng)江航道的保護(hù)，走長(zhǎng)江航道可持續(xù)發(fā)展之路。

[1] 付旭輝，董玉文.長(zhǎng)江上游斗笠子灘險(xiǎn)河床演變分析[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(3)：142-146.

[2] 蔡汝哲.長(zhǎng)江斗笠子、城背嘴河段灘險(xiǎn)整治船模通航試驗(yàn)研究報(bào)告[R].重慶：重慶交通學(xué)院西南水科所，2004：42-47.

[3] 楊勝發(fā).長(zhǎng)江上游斗笠子灘航道整治定床河工模型試驗(yàn)研究報(bào)告[R].重慶：重慶交通學(xué)院，2003：97-101.

[4] 河海大學(xué)，重慶交通學(xué)院.航道整治[M].北京：人民交通出版社，1987.

[5] 曹民雄，蔡國(guó)正.山區(qū)河流急流灘險(xiǎn)航道整治技術(shù)研究[M].北京：人民交通出版社，2006.