長江王家洲崩岸治理及護岸效果分析

宋富春

摘要：通過分析長江上下三號河段近期河勢變化趨勢，由于受上游河勢變化影響，王家洲岸坡易發(fā)生崩塌后退，需實施整治工程。為解決王家洲崩岸問題，對崩岸段采取岸坡防護加固措施。工程實施后，結(jié)合新近護岸測圖，對該區(qū)域水文和地質(zhì)進行了研究，分析了河道演變，并采用了平面法、橫斷面法和沖淤分析法，綜合分析王家洲護岸工程實施后的效果。結(jié)果表明護岸工程的實施保障了岸坡的穩(wěn)定，歷經(jīng)多次洪水考驗。實際說明護岸段近岸河床及岸坡相對穩(wěn)定，護岸效果較好，并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，提出后續(xù)建議和保護措施。

關鍵詞：上下三號河段?河勢分析?累積沖淤?崩岸治理?護岸效果

中圖分類號：TV882.2;X171

Analysis?of?Bank?Collapse?Treatment?and?Bank?Protection?Effects?in?Wangjiazhou?of?the?Yangtze?River

SONG?Fuchun

（Anhui?Yangtze?River?Channel?Management?Bureau，?Wuhu，?Anhui?Province，?241000?China）

Abstract：?By?analyzing?the?recent?change?trend?of?river?regime?in?the?upstream?and?downstream?Sanhao?reaches?of?the?Yangtze?River，?it?is?found?that?due?to?the?influence?of?changes?in?upstream?river?regime，?the?bank?slope?of?Wangjiazhou?is?prone?to?collapse?and?retreat，?which?requires?the?implementation?of?rectification?projects.?In?order?to?solve?the?problem?of?bank?collapse?in?Wangjiazhou，?the?protection?and?reinforcement?measures?of?bank?slopes?have?been?taken?for?bank?collapse?reaches.?After?the?implementation?of?the?project，?combined?with?recent?bank?protection?mapping，?the?hydrology?and?geology?of?this?area?are?studied，?the?evolution?of?the?river?channel?is?analyzed，?and?the?plane?method，?cross-sectional?method?and?erosion?and?deposition?analysis?method?are?used?to?comprehensively?analyze?the?effect?of?the?implementation?of?the?bank?protection?project?in?Wangjiazhou.?The?results?indicate?that?the?implementation?of?the?revetment?project?ensures?the?stability?of?bank?slopes，?and?that?they?have?been?tested?by?multiple?floods，?which?actually?shows?that?the?nearshore?riverbed?and?bank?slope?of?revetment?reachs?are?relatively?stable?with?good?revetment?effects.?Combined?with?the?practical?experience?of?the?project，?follow-up?suggestions?and?protection?measures?are?proposed.

Key?Words：?Upstream?and?downstream?Sanhao?reaches;?River?regime?analysis;?Accumulative?erosion?and?deposition;?Bank?collapse?control;?Revetment?effect

1?工程概況

安徽省長江崩岸應急治理工程治理范圍涉及安慶、池州、銅陵、蕪湖、馬鞍山5市，共治理崩岸段24處、護岸總長度43.85?km，主要工程措施為水下拋石、混凝土鉸鏈排護腳和水上塊石、混凝土預制塊護坡。

根據(jù)2015年國家發(fā)展改革委關于安徽省長江崩岸應急治理工程的批復，工程任務為：在充分發(fā)揮現(xiàn)有工程的基礎上，通過采取工程措施，使長江干流安徽段岸線基本穩(wěn)定，保證長江堤防的防洪安全，河勢得到有效控制，初步解決長江安徽段崩岸治理問題，為沿江地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全提供有效保障[1]。

1.1工程設計概況

王家洲護岸工程是安徽省長江崩岸應急治理工程第二批施工Ⅰ標，護岸對應同馬大堤樁號K39+430～K42+430，總長3?000?m，分為水上護坡和水下護腳。

1.1.1水上護坡

水上護坡：對應同馬大堤樁號K39+430～K39+830，總長400?m，采用干砌砼預制塊護坡型式。護坡自8.3?m高程護至12.0?m高程，護坡底部設漿砌石腳槽，腳槽外側(cè)設接坡石與水下拋石護腳連接。

1.1.2水下護腳

水下護腳：對應同馬大堤樁號K39+430～K42+430，總長3?000?m，采用水下拋石護腳型式，拋石護腳自7.0?m高程向深泓側(cè)拋寬40～70?m。

其中K39+430～K39+830段拋石長400?m，寬50?m，均厚1.5?m，拋石深泓側(cè)設20?m3/m防沖備填石；K39+830～K40+610段拋石長780?m，寬40?m，均厚1.0?m；K40+610～K41+850段拋石長1?240?m，寬70?m，均厚1.0?m；K41+850～K42+430段拋石長580?m，寬60?m，均厚1.0?m。

1.2工程實施概況

本工程2015年10月20日開工，2016年11月15日完工。其中，水下拋石護腳自2015年11月13日開工至2016年4月24日完工，水上護坡自2016年2月27日開工至2016年11月13日完工。

王家洲標段堤防外灘狹窄，工程實施前工程上段岸坡為土質(zhì)岸坎，局部岸坎崩塌，崩岸進一步發(fā)展危及堤防防洪安全[2]。工程實施后現(xiàn)場照片如圖1所示。

2河勢分析

2.1河道概況

上下三號河段上起江西龍?zhí)渡?，下迄安徽小孤山，屬于首尾束窄、中間展寬的順直微彎分汊型河道。全河道長度約為31?km，進口河寬約1.53?km，出口受小孤山與彭郎磯對峙節(jié)點的控制，江面寬僅0.68?km，中間展寬段寬約4.9?km。河段江中分汊段內(nèi)依次順列有上三號洲和下三號洲，依次將河道分成三汊，即左汊、中汊和右汊，其中主流在中汊。目前，上三號洲左汊在枯水期基本已斷流，2021年5月中汊分流比為85.8%。長江水自八里江口進入本河段后，水流靠近右岸下行，在下三號洲頭分流為左、右汊，下三號洲左汊是主流，頂沖左岸王家洲，水流對王家洲段沖刷力度較大，部分岸坡沖刷后退形成了崩岸。王家洲護岸位于下三號洲左汊，該段主流貼岸，灘槽高差大，岸坡較陡，為歷史上有名的險工險段，近年來下三號洲左汊分流比變化較大，加之三峽清水下泄，護岸范圍內(nèi)岸坡相對穩(wěn)定，但護岸范圍外深槽沖刷下切。王家洲段護岸距離同馬大堤堤腳最近僅44?m，崩岸段影響上下三號河勢穩(wěn)定和同馬大堤堤防防洪安全，直接威脅轄區(qū)內(nèi)人民生命財產(chǎn)安全，因此，實施王家洲崩岸應急治理工程意義重大。

2.2水文、地質(zhì)特征

2010年12月上三號洲左汊斷流，下三號洲左右汊分流比分別為95%和5%，2017年10月下三號洲左右汊分流比分別為86.1%和13.9%，2021年5月下三號洲左右汊分流比分別為85.8%和14.2%。

王家洲護岸段地形屬于丘陵平原區(qū)，主要由粉土和粉質(zhì)黏土組成[3]。根據(jù)物理力學、沉積年代和成因類型性質(zhì)，土層的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及其分布自上而下為：第一層灰黃色雜（沖）填土，第二層灰色粉砂，第三層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，第四層灰色粉砂。

2.3河道近期演變

下三號洲左汊為主汊，處于不斷變化中；右汊為支汊，隨著洲頭沖刷后退，進流條件改善，深槽有所沖刷發(fā)展。

2.3.1洲灘岸線變化

自八里江口下至上三號洲頭段左岸為寬闊的邊灘，稱為新洲。至2021年5月，新洲洲頭左擺，5?m高程線新洲已和左岸淤連成一片，洲頭右緣沖失約一半，整體呈左擺并岸之勢。右岸龍?zhí)渡健蕉伟毒€沖刷后退，2003—2021年沖淤交替，變化不大。上三號洲頭隨其前沿邊灘逐年淤積而下移，洲頭下移。洲體右緣略有沖刷后退，洲體左緣部分區(qū)域逐漸與左岸連為一體，洲尾變化不大。2015—2021年，下三號洲洲頭沖刷后退450?m，右汊口門入流條件進一步改善。

2.3.2汊道變化

下三號洲左汊左岸為王家洲護岸區(qū)，經(jīng)護岸工程實施后，近期該段岸線相對穩(wěn)定。2010年下三號洲左汊-20?m深槽頭部變化不大，深槽尾部沖刷下移2.2?km，2015年下三號洲左汊下段-20?m深槽沖刷貫通。2015—2021年，下三號洲左汊深槽變化不大。2010—2021年下三號洲右汊隨著洲頭的沖刷后退，進流條件有所改善，零米深槽有所沖刷發(fā)展。

2.3.3深泓線

上段上三號洲尾至王家洲段變化較頻繁，1976—1998年右擺約1?km左右，1998—2007年又左擺約600?m，2007—2010年又左擺約600?m，2010—2015年左擺約100?m。2015—2021年變化不大。王家洲以下深泓線近期略有左擺。

2.3.4斷面變化

王家洲上1976—1998年岸坡左淤右沖，1998—2010年左沖右淤，深槽左移，2010—2015年左側(cè)深槽及右側(cè)岸坡均沖刷發(fā)展。2015—2021年，轉(zhuǎn)為右側(cè)岸坡沖刷，左側(cè)深槽相對穩(wěn)定。王家洲段（下左2斷面）左岸坡1976—1987年淤積，1987—2015年變化不大；右岸坡（下三號洲左緣）1998—2007年總體呈沖刷狀，2007—2010年呈淤積態(tài)勢，2010—2021年呈沖刷態(tài)勢。王家洲下段深槽略有沖刷。

2.3.5分流分沙比變化

從近期分流比情況看，下三號洲左汊分流比由1959年的60.1%迅速增大至2008年元月的98.1%，后又逐漸變小，2017年10月高水期下三號洲左汊分流比為86.1%，下三號洲左汊道處于發(fā)展趨勢，至2021年5月左汊分流比為85.8%，左汊發(fā)展趨于穩(wěn)定。從在同期下三號洲左右汊的分沙比變化情況看，右汊分沙比與分流比相近，近期分流比大于分沙比，這是右汊仍能長期保持一定分流的重要因素[4]。

2.3.6河道演變特點

上三號洲右汊是主汊，下三號洲左汊也是主汊，分流比大小處于動態(tài)變化之中；上下三號河段主流是由上三號洲右汊流入下三號洲左汊，再沖向彭澤彎道。進口段新洲洲體逐年抬高，洲頭左擺并岸，新洲左汊呈淤積之勢。上三號洲左汊隨著新洲左汊的衰退，入流條件惡化，持續(xù)單向淤積，將已徹底消亡。下三號洲右汊入流條件改善，汊道河槽刷深，下三號洲右汊仍將維持一定的分流態(tài)勢。

3護岸區(qū)近岸河床變化分析

采用了6個測次水下地形測圖，測量日期分別為：2015年10月、2016年1月、2016年11月、2017年10月、2018年3月和2018年4月，具體分析護岸區(qū)河床地形的變化情況[5]。

3.1平面變化

（1）5?m等高線：2015年10月—2016年1月略有淤積；2016年1月—2018年4月變化不大，基本穩(wěn)定。（2）0?m等高線：2015年10月—2016年1月略有淤積；2016年1月—2018年4月變化不大，基本穩(wěn)定。（3）-5?m等高線：2015年10月—2016年1月總體小幅淤積，其中40+000以上淤積前移2～5?m，在40+000以下淤積約1?m左右；2016年1月—2018年4月變化不大，基本穩(wěn)定。（4）-10?m等高線：2015年10月—2016年1月總體小幅淤積；2016年1月—2018年4月變化不大，基本穩(wěn)定。（5）-15?m深槽：2015年10月—2016年1月變化不大，2016年1月—2018年4月總體范圍擴大，深槽頭部上延約50?m，深槽貫通并向江中間方向展寬約20～50?m，深槽左緣基本穩(wěn)定。（6）-20?m深槽：2015年10月—2016年1月深槽淤積，范圍有所縮小，2016年1月—2018年4月深槽沖刷范圍擴大，深槽向江中間方向展寬約20～40?m，深槽左緣基本穩(wěn)定。

3.2橫斷面變化

從河道圖中自上而下，依次截取WJZ1～WJZ1515個河道橫斷面，從橫斷面變化圖中可以看出：2015年10月—2017年10月，護岸區(qū)工程范圍內(nèi)近岸岸坡基本保持穩(wěn)定，護岸范圍以外深槽沖刷下切，下切幅度2～6?m；2017年10月—2018年4月，護岸范圍以外深槽有所淤積。

3.3河床沖淤變化分析

根據(jù)2015年10月、2016年1月、2016年11月、2017年10月、2018年3月、2019年4月、2020年4月、2021年4月及2022年5月及2023年5月共10個測次水下地形測圖，分析了護岸區(qū)域施工前后河床沖淤情況[6]，2020年11月—2023年5月分析見表1及圖2。

通過2020年11月—2023年5月水下地形沖淤變化圖可以看出：施工區(qū)域河床整體呈淤積狀態(tài)，最大淤積厚度為5.2?m。其中河床沖刷區(qū)域平均沖刷深度為0.86?m，河床淤積區(qū)域平均淤積厚度為1.58?m，但總體以淤積為主，平均淤積厚度為0.67?m。

4護岸效果分析

對比分析2015年10月至2023年5月10個測次王家洲護岸工程實施前后地形圖，護岸工程段河床有以下變化。

（1）根據(jù)分析工程實施前后地形測圖，經(jīng)過2016年、2020年長江大洪水后，王家洲護岸范圍內(nèi)岸坡小幅淤積，護岸范圍以外深槽范圍擴大，而近岸側(cè)基本保持穩(wěn)定。護岸工程實施后，對控制局部河段河勢與穩(wěn)定岸線發(fā)揮重要作用，基本達到了守護任務要求[7]。

（2）受河勢變化影響，下三號洲左汊分流比發(fā)生變化，護岸范圍以外局部深槽有所沖刷[8]。

（3）護岸工程區(qū)出現(xiàn)明顯的淤積，累積淤積厚度達1.39?m，具體沖淤計算見表2和圖4。

5結(jié)語

（1）王家洲護岸位于下三號洲左汊，該段主流貼岸，灘槽高差大，岸坡較陡，歷史上曾發(fā)生嚴重崩岸，該段歷年來為同馬大堤險工段，經(jīng)多年的護岸工程實施后，該段岸線大部分已基本穩(wěn)定，但因下三號洲左汊分流比逐年增大，過流量增加，該段深槽擴大、向近岸發(fā)展，威脅岸坡穩(wěn)定及堤防安全。

（2）根據(jù)工程實施前后不同測次水下地形對比分析，在清水下泄、主流貼岸沖刷、岸坡地質(zhì)條件較差的情況下，本工程實施后，經(jīng)受住了2016年、2020年大洪水的考驗，對控制局部河段河勢與穩(wěn)定岸線發(fā)揮重要作用，基本達到了守護任務要求。

（3）受河勢變化影響，護岸范圍以外局部深槽有所沖刷。建議定期對護岸工程區(qū)域進行監(jiān)測分析，遇不利情況及時采取工程措施，確保岸坡穩(wěn)定和堤防防洪安全。

參考文獻

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