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【摘要】荆江大堤护岸工程历史悠久,对保护堤防防洪安全,控制河势变化起到重大作用。本文从荆江大堤重点护岸险工险段近岸坡脚前沿冲淤变化、典型断面岸坡坡比变化,矶头冲刷坑平面及最深点冲深变化进行了分析统计,全面介绍了荆江大堤护岸重点险工险段的近岸河床变化情况,为荆江大堤护岸加固提供了依据。
【关键词】护岸工程;近岸河床;变化分析;荆江大堤
1.荆江大堤护岸工程简述
流贴岸,岸堤相依相连,监利河湾主泓走右槽,左槽乌龟洲淤积严重,荆江大堤堤外有滩且近岸处于淤积状态。汛期堤外江水高出堤内地面10~15米,形势险峻,护岸工程一旦失事,将直接或间接危及荆江大堤的安全。
沙市河湾早在1465年开始兴建护岸工程,到1788年基本上形成了早期的沙市河弯段护岸工程体系;20世纪50年代以来,对早期的沙市河弯段护岸工程进行了改造与加固,并且上下延伸;到目前为止,沙市河弯段护岸工程桩号范围760+200~741+559。郝穴河湾是长江历史上著名的险情多发地段,堤外无滩或窄滩;到目前为止,郝穴河弯段护岸工程总长达22km,桩号范围722+450~700+500。
2.荆江大堤重点险工险段近岸河床变化
2.1沙市河湾
沙市河湾段荆江大堤重点险工险段有谷码头至观音矶段(754+600~760+600)、木沉渊至盐卡段(745+000~751+000)等段。
2.1.1谷码头至观音矶段
从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是冲刷,水下坡脚前沿平均冲刷幅度5.20m;冲刷幅度较大的区段主要集中在桩号759+500~755+200段,冲刷幅度较大的部位主要在水下坡脚附近。
观音矶至谷码头段水下边坡平均坡比在1:3.0~1:5.0范围内变动,由于护岸工程对水下岸坡的保护作用,同一地段不同的水文年间水下边坡变化幅度较小;坡脚内坡总的情况呈冲刷变陡的趋势。谷码头~观音矶段典型横断面冲淤变化详见图1。
在该岸段内有观音矶等著名矶头。观音矶矶头冲刷坑的冲淤变化与三八滩分汊段的河势变化密切相关。一般来说,汛期观音矶地段主流趋中外移、三八滩分汊段左汊道的弯道顶冲点下移,并在观音矶地段近岸河床形成一个较大的回流区,有利于观音矶矶头冲刷坑的泥沙落淤;在中、枯水位时期,观音矶地段主流内移,三八滩分汊段左汊道的弯道顶冲点上提至观音矶地段,有利于观音矶矶头冲刷坑的冲刷。因此,观音矶矶头冲刷坑在同一水文年内的不同水文期呈冲淤交替变化特点,汛期基本呈淤积变化、汛后中枯水期基本呈冲刷变化。观音矶矶头冲刷坑比较图详见图2。
2.1.2盐卡~木沉渊段
从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度2.13m;淤积厚度较大的区段主要集中在桩号748+000~745+000段,冲刷区段主要集中在桩号751+000~749+850、749+850~748+000段,水下坡脚前沿分别平均冲刷深度2.93m、3.83m。
根据近年地形测绘资料分析:盐卡至木沉渊段水下边坡平均坡比在1:2.2~1:4.7范围内变动,由于751+000~748+000段近岸河床在此期间有较大幅度冲刷,使得同一地段不同的水文年间坡脚内坡变陡。盐卡至木沉渊段典型横断面冲淤变化详见图3。
2.2郝穴河湾
郝穴河段荆江大堤重点险工险段主要有灵官庙至冲和观(722+000~711+000)、郝穴(706+000~711+000)等岸段。
2.2.1灵官庙至冲和观段
灵官庙至冲和观段是长江历史上著名的险情多发地段,堤外窄滩或无滩。从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是上段(722+000~720+800)严重淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度9.61m;中、下段(720+800~711+000)冲刷,水下坡脚前沿平均冲刷幅度0.05~1.98m;冲刷幅度较大的区段主要集中在桩号718+100~714+800段,该段水下坡脚前沿平均冲刷幅度2.35m;冲刷幅度较大的部位主要在水下坡脚附近。
灵官庙至冲和观段水下边坡平均坡比值在1:2.8~1:4.4范围内变动;2007年以来,桩号722+000~720+800段水下边坡总的情况是变缓;桩号720+800~712+900段水下边坡变化较小;桩号712+900~711+000段水下边坡变陡。典型横断面冲淤变化详见图4。
2.2.2郝穴段
2006年6月至2013年11月期间,郝穴段近岸河床历年总的情况是淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度1.66m;淤积厚度较大的区段主要集中在桩号711+000~709+950段,淤积量主要发生在2006年6月至2009年11月期间。
郝穴段(桩号711+000~706+000)水下边坡平均坡比值沿程变化幅度较大,具有自上而下逐步变缓的特点;桩号711+000~709+950段1:1.9~1:2.7范围内变动,而桩号708+000~706+000段在1:4.9~1:5.9范围内变动,首尾两段的水下边坡平均坡比值相差较大。典型横断面冲淤变化详见图5。
在该岸段内有铁牛矶等著名矶头。铁牛矶矶头冲刷坑面积和最深点高程变化受大洪峰流量和持续时间长短影响明显,一般来说,铁牛矶矶头冲刷坑汛期冲刷、汛后中枯水期回淤,年内呈冲淤交替变化。三峡工程蓄水运用以来,年际间冲淤变化幅度较大,无明显单向(持续淤积缩小变浅或持续冲深扩大)变化趋势。
3.结语
3、荆江大堤险工险段由于历年守护,水下坡比比较平缓。水下边坡平均坡比观音矶至谷码头段在1:3.0~1:5.0、盐卡至木沉渊段在1:2.2~1:4.7、灵官庙至冲和观段在1:2.8~1:4.4范围内变动,一般认为水下护岸坡比不陡于1:2,水下都是稳定的。
4、上述冲刷幅度较大的岸段水下历史累计石方比较多,水下坡比一般都缓于1:2,目前还比较稳定,但是随着冲刷幅度的加剧,岸坡失稳的几率将不断加大,为了保证荆江大堤的安全,应尽可能对冲刷幅度较大的岸段的护岸工程进行维护加固。
5、三峡工程蓄水运用后,清水下泄对荆江河段冲刷影响是长时期的。目前荆江大堤还没有发生大规模的崩岸情况,主要是由于荆江大堤实施护岸工程遏制了河势的变化,确保了岸线的稳定。加之近年三峡水库的调蓄作用,荆江大堤没有受到中高水位的长期冲刷,但是随着清水下泄对荆江河段的持续冲刷,荆江河段岸坡稳定隐患风险将不断累积,这些隐患风险不同程度地存在于荆江大堤大多数护岸工程段,一旦隐患风险暴发,荆江大堤护岸段出险点将会比较多,进而危及防洪安全。因此应进一步加强对荆江大堤护岸工程进行河道监测分析,为发现岸坡稳定隐患、采取工程治理措施提供技术支撑。
参考文献
[1]《2011年度荆江河道演变监测及分析成果报告》、《2012年度荆江河道演变监测及分析成果报告》、《2013年度荆江河道演变监测及分析成果报告》,荆州市长江勘察设计院、长江水利委员会长江科学院;
[2]《长江河道崩岸与护岸》.余文筹、卢金友著.中国水利水电出版社,2008年3月出版。
【关键词】护岸工程;近岸河床;变化分析;荆江大堤
1.荆江大堤护岸工程简述
流贴岸,岸堤相依相连,监利河湾主泓走右槽,左槽乌龟洲淤积严重,荆江大堤堤外有滩且近岸处于淤积状态。汛期堤外江水高出堤内地面10~15米,形势险峻,护岸工程一旦失事,将直接或间接危及荆江大堤的安全。
沙市河湾早在1465年开始兴建护岸工程,到1788年基本上形成了早期的沙市河弯段护岸工程体系;20世纪50年代以来,对早期的沙市河弯段护岸工程进行了改造与加固,并且上下延伸;到目前为止,沙市河弯段护岸工程桩号范围760+200~741+559。郝穴河湾是长江历史上著名的险情多发地段,堤外无滩或窄滩;到目前为止,郝穴河弯段护岸工程总长达22km,桩号范围722+450~700+500。
2.荆江大堤重点险工险段近岸河床变化
2.1沙市河湾
沙市河湾段荆江大堤重点险工险段有谷码头至观音矶段(754+600~760+600)、木沉渊至盐卡段(745+000~751+000)等段。
2.1.1谷码头至观音矶段
从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是冲刷,水下坡脚前沿平均冲刷幅度5.20m;冲刷幅度较大的区段主要集中在桩号759+500~755+200段,冲刷幅度较大的部位主要在水下坡脚附近。
观音矶至谷码头段水下边坡平均坡比在1:3.0~1:5.0范围内变动,由于护岸工程对水下岸坡的保护作用,同一地段不同的水文年间水下边坡变化幅度较小;坡脚内坡总的情况呈冲刷变陡的趋势。谷码头~观音矶段典型横断面冲淤变化详见图1。
在该岸段内有观音矶等著名矶头。观音矶矶头冲刷坑的冲淤变化与三八滩分汊段的河势变化密切相关。一般来说,汛期观音矶地段主流趋中外移、三八滩分汊段左汊道的弯道顶冲点下移,并在观音矶地段近岸河床形成一个较大的回流区,有利于观音矶矶头冲刷坑的泥沙落淤;在中、枯水位时期,观音矶地段主流内移,三八滩分汊段左汊道的弯道顶冲点上提至观音矶地段,有利于观音矶矶头冲刷坑的冲刷。因此,观音矶矶头冲刷坑在同一水文年内的不同水文期呈冲淤交替变化特点,汛期基本呈淤积变化、汛后中枯水期基本呈冲刷变化。观音矶矶头冲刷坑比较图详见图2。
2.1.2盐卡~木沉渊段
从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度2.13m;淤积厚度较大的区段主要集中在桩号748+000~745+000段,冲刷区段主要集中在桩号751+000~749+850、749+850~748+000段,水下坡脚前沿分别平均冲刷深度2.93m、3.83m。
根据近年地形测绘资料分析:盐卡至木沉渊段水下边坡平均坡比在1:2.2~1:4.7范围内变动,由于751+000~748+000段近岸河床在此期间有较大幅度冲刷,使得同一地段不同的水文年间坡脚内坡变陡。盐卡至木沉渊段典型横断面冲淤变化详见图3。
2.2郝穴河湾
郝穴河段荆江大堤重点险工险段主要有灵官庙至冲和观(722+000~711+000)、郝穴(706+000~711+000)等岸段。
2.2.1灵官庙至冲和观段
灵官庙至冲和观段是长江历史上著名的险情多发地段,堤外窄滩或无滩。从近年监测情况来看,2006年6月到2013年11月期间该段近岸河床历年总的情况是上段(722+000~720+800)严重淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度9.61m;中、下段(720+800~711+000)冲刷,水下坡脚前沿平均冲刷幅度0.05~1.98m;冲刷幅度较大的区段主要集中在桩号718+100~714+800段,该段水下坡脚前沿平均冲刷幅度2.35m;冲刷幅度较大的部位主要在水下坡脚附近。
灵官庙至冲和观段水下边坡平均坡比值在1:2.8~1:4.4范围内变动;2007年以来,桩号722+000~720+800段水下边坡总的情况是变缓;桩号720+800~712+900段水下边坡变化较小;桩号712+900~711+000段水下边坡变陡。典型横断面冲淤变化详见图4。
2.2.2郝穴段
2006年6月至2013年11月期间,郝穴段近岸河床历年总的情况是淤积,水下坡脚前沿平均淤积厚度1.66m;淤积厚度较大的区段主要集中在桩号711+000~709+950段,淤积量主要发生在2006年6月至2009年11月期间。
郝穴段(桩号711+000~706+000)水下边坡平均坡比值沿程变化幅度较大,具有自上而下逐步变缓的特点;桩号711+000~709+950段1:1.9~1:2.7范围内变动,而桩号708+000~706+000段在1:4.9~1:5.9范围内变动,首尾两段的水下边坡平均坡比值相差较大。典型横断面冲淤变化详见图5。
在该岸段内有铁牛矶等著名矶头。铁牛矶矶头冲刷坑面积和最深点高程变化受大洪峰流量和持续时间长短影响明显,一般来说,铁牛矶矶头冲刷坑汛期冲刷、汛后中枯水期回淤,年内呈冲淤交替变化。三峡工程蓄水运用以来,年际间冲淤变化幅度较大,无明显单向(持续淤积缩小变浅或持续冲深扩大)变化趋势。
3.结语
3、荆江大堤险工险段由于历年守护,水下坡比比较平缓。水下边坡平均坡比观音矶至谷码头段在1:3.0~1:5.0、盐卡至木沉渊段在1:2.2~1:4.7、灵官庙至冲和观段在1:2.8~1:4.4范围内变动,一般认为水下护岸坡比不陡于1:2,水下都是稳定的。
4、上述冲刷幅度较大的岸段水下历史累计石方比较多,水下坡比一般都缓于1:2,目前还比较稳定,但是随着冲刷幅度的加剧,岸坡失稳的几率将不断加大,为了保证荆江大堤的安全,应尽可能对冲刷幅度较大的岸段的护岸工程进行维护加固。
5、三峡工程蓄水运用后,清水下泄对荆江河段冲刷影响是长时期的。目前荆江大堤还没有发生大规模的崩岸情况,主要是由于荆江大堤实施护岸工程遏制了河势的变化,确保了岸线的稳定。加之近年三峡水库的调蓄作用,荆江大堤没有受到中高水位的长期冲刷,但是随着清水下泄对荆江河段的持续冲刷,荆江河段岸坡稳定隐患风险将不断累积,这些隐患风险不同程度地存在于荆江大堤大多数护岸工程段,一旦隐患风险暴发,荆江大堤护岸段出险点将会比较多,进而危及防洪安全。因此应进一步加强对荆江大堤护岸工程进行河道监测分析,为发现岸坡稳定隐患、采取工程治理措施提供技术支撑。
参考文献
[1]《2011年度荆江河道演变监测及分析成果报告》、《2012年度荆江河道演变监测及分析成果报告》、《2013年度荆江河道演变监测及分析成果报告》,荆州市长江勘察设计院、长江水利委员会长江科学院;
[2]《长江河道崩岸与护岸》.余文筹、卢金友著.中国水利水电出版社,2008年3月出版。