理论教育 目前崩岸与防治研究存在的问题及解决方案

目前崩岸与防治研究存在的问题及解决方案

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:关于河道崩岸与河势控制之间的关系问题是长江中下游河床演变研究中的重要课题,也是长江河道治理中需要得到解决的问题。将长江中下游不同河型的平面变形规律和不同河段的平面形态变化特性研究清楚,实际上就是解决了崩岸与河势控制的关系问题。从以上可知,我们对长江中下游崩岸进行了规模宏大的治理,在实施过程中不断总结经验,在河道平面变形与河势控制的关系方面取得了一定的认识。对崩岸机理与防治措施缺乏综合性的系统研究。

目前崩岸与防治研究存在的问题及解决方案

(1)对河道崩岸与河势控制的关系缺乏深入的研究。

关于河道崩岸与河势控制之间的关系问题是长江中下游河床演变研究中的重要课题,也是长江河道治理中需要得到解决的问题。既然崩岸是河道平面变形的具体体现,那么研究崩岸就不能局部地、孤立地进行,就要在宏观上研究河道的平面变形,进而研究河势控制问题。将长江中下游不同河型的平面变形规律和不同河段的平面形态变化特性研究清楚,实际上就是解决了崩岸与河势控制的关系问题。

以往,在河道平面变形研究方面,依据长江中下游实测的河道观测资料做了许多工作。例如,对下荆江河道历史变迁中平面摆动的调查研究,对自然裁弯后和系统裁弯后的平面变形以及蜿蜒型河段的撇弯和切滩等进行的观测分析研究;城陵矶以下的分汊河道除了河床演变要求的观测外,还围绕重点河段的整治专门进行崩岸观测,如南京河段七坝、梅子洲头、九洑洲、八卦洲头、栖霞龙潭等段的崩岸观测,用来分析河段内各段平面变化相互之间的关系;又如镇扬河段六圩弯道崩岸观测,用于分析崩岸与镇江港淤积的关系。可以说,长江中下游各个河段河床演变中平面变形的分析工作做得较多,对于掌握各河段平面变化的趋势以致如何防护都提供了依据。然而,上述工作仅是对平面变形的描述性分析较多,而从宏观上对平面形态进行河相关系统计分析则较少,以致还不能很好地掌握不同河型的平面形态中各因子之间的几何关系和平面形态相互转化的特征。因此,对长江中下游不同河型的平面变形规律还有待于作深入研究。

在长江中下游半个世纪的河道治理实践中,20世纪70年代中期以前属于护岸建设的初期阶段。在这个期间中,护岸工程的实施有两种情况:一种是考虑河势的控制,如下荆江裁弯引河与下游河段河势衔接的控制,南京河段七坝至梅子洲头至浦口九洑洲段河势控制,马鞍山河段小黄洲头右缘的河势控制等。当时像这样旨在控制河势的护岸工程为数还不很多。另一种是哪里发生崩坍就在哪里进行护岸,而没有从整体上考虑河势的要求,其中有的是为了重要堤防和城镇的防洪安全,当然必须予以保护,但有的则是为了局部利益而带有不同程度的盲目性而实施的护岸工程。当时,由于国家财力有限,只能支持少数重点堤防、城市和重点企业的防护,所以多数护岸段则是由地方财力补助和人民群众“自力更生”修建的。以上两种情形实施的护岸工程,到20世纪70 年代中期,护岸总长就已达到665km,占当时崩岸总长的61%[6]。这样,长江中下游河道的护岸工程就已经具有一定的规模。上述护岸工程的实施,改善了河道两岸的边界条件,增强了河岸的稳定性,在一定程度上维护了现有的河势,对于确保长江中下游两岸防洪安全,促进两岸国民经济的发展具有重要的意义,可以说是治理长江的一个良好开端。

之后,在20世纪80~90年代,人们一方面对中下游河道崩岸继续进行治理;另一方面对一些重点河段实施了河道整治。例如,以巩固系统裁弯成果的下荆江河势控制工程,以解决防洪崩岸与航运之间突出矛盾的界牌河段整治,以解决八卦洲汊道分流稳定为主的南京河段整治,以抑制六圩弯道崩岸及和畅洲汊道向不利方向发展的镇扬河段整治[4]等。1997 年,在《长江中下游干流河道治理规划报告》中,长江委针对中下游14个一类河段、10个二类河段和12个三类河段河势控制的护岸工程均进行了规划[23],又为1998年大洪水后长江中下游护岸工程的加固和新护提供了依据。

从以上可知,我们对长江中下游崩岸进行了规模宏大的治理,在实施过程中不断总结经验,在河道平面变形与河势控制的关系方面取得了一定的认识。因此可以说我们有条件通过工程实践去进一步理性地认识崩岸与河势控制的关系,从而进一步指导崩岸治理与河道整治的实践。

综上所述,研究长江中下游河道平面变形及其与河势控制之间的关系在崩岸机理研究中是一个需要进一步深入研究的问题,无论是在学术上还是对于工程实践都有重要的意义。

(2)对崩岸机理与防治措施缺乏综合性的系统研究。

从以上对国内外研究的综述中可以看出,很多学者一般都是根据自身从事的专业来进行研究的。水文工作者多从来水来沙条件进行分析,并据河道观测资料对崩岸进行定性预测;河流泥沙研究学者主要在河床演变和水流泥沙运动方面进行研究,根据演变趋势在宏观上对崩岸进行预估;地质工作者则着眼于河道边界条件,对制约崩岸的河岸土质结合崩岸进行研究;从事土力学研究的学者则着眼于河岸边坡稳定和渗透稳定的研究;工程技术界致力于防护工程尽可能安全的设计;运行管理部门则更关心防护工程的破坏条件和经济合理的加固。由于缺乏系统的综合性研究,缺乏对来自各方面的因素进行剖析,缺乏对主导因素和次要因素的深切认识,使得我们有时将河道平面变形的崩坍与岸坡稳定的概念等同或混淆起来,以致对具体崩岸的具体成因观点不一。例如,对长江下游九江河段马湖堤、安庆河段六合圩、马鞍山河段恒兴洲、南京河段燕子矶与潜洲、镇扬河段龙门口与西还原、扬中河段嘶马等处发生的“口袋型” 大崩窝的成因,有的认为是水流强烈顶冲,有的认为河岸地质条件抗冲性太差,有的认为是地下水活动,甚至有的认为是沙基液化……众说纷纭,各执一词。较多的同志认为,各种因素都有一定的影响。(www.daowen.com)

的确,长江中下游河道演变十分复杂,影响崩岸的因素很多,往往不会在单一因素下发生崩岸,但我们不能在认识上停留于习惯地说是诸因素共同作用下形成而了事。这就需要我们进行综合研究,深入剖析,找出影响崩岸的主要因素及各因素之间的关系,以便区别崩岸的类型和性质,从而有的放矢地实施整治。

(3)护岸工程技术尚处在经验积累阶段,新材料护岸研究较少。

长江中下游护岸工程技术的发展首先是继承了传统的经验,然后通过在实践中不断地摸索改进,总结出了一些新的经验。

在20世纪50年代,采用传统的护岸经验主要在两个方面。一是在护岸形式上采用矶头或矶头群,认为矶头护岸可充分利用岸边突嘴以节省工程量,在防护加固和抢险时目标明确。因而在50年代之前大多采用矶头护岸。二是护岸材料基本上是抛石或抛枕,可以就地取材,施工简易。另外在50 年代时,还在我国学习前苏联的经验,在中下游多处使用大型柴排。自60 年代开始,长江中下游许多地区通过实践,护岸形式发展为采用平顺护岸,在护岸材料上逐渐放弃了施工难度较大的柴排,而普遍采用抛石。至70~80年代,长江中下游已普遍采用平顺抛石护岸。长江口上海市和江苏省南通市通过实践,采用大间距、长丁坝保滩护岸却十分有效,而且柴排仍用于长丁坝和顺坝的护底和坝头防冲。80年代以后,有的地区开始对矶头进行削矶改造,有的布置在弯道凹岸的丁坝因频频出险而将后续工程改为平顺护岸[6,38~40]

20世纪70~80年代,鉴于长江中下游抛石护岸工程中提出的一系列技术问题,有关单位对平顺抛石护岸的破坏机理、抛石落距和分布以及抛投顺序和抛石船定位等进行了试验,取得了许多定性和一些定量的认识[5]。迄今,平顺抛石护岸仍然是长江中下游主要的护岸形式,已有的经验和研究成果在工程实践中仍具有指导作用。

20世纪80年代以来,长江中下游护岸工程开始采用新材料护岸,如铰链混凝土排、编织物土枕、塑料沉排、模袋混凝土排、四面六边透水框架等,都取得了一定的护岸效果。目前,这些新材料护岸有的因造价较高,有的因施工较为复杂,实施规模均不大;另一方面,对其护岸效果和适用条件尚缺乏深入的分析,缺乏系统的试验研究。

长江中下游护岸通过不断地总结实践经验和试验研究,提高了工程技术水平,编制了一套供设计和施工、管理的技术要求[24],虽然基本满足了工程建设的需要,但总体上还是处于经验积累阶段。护岸工程的关键技术问题还需要作进一步的系统研究,对新材料的运用更应积极提倡,加强研究,使长江中下游护岸工程更为合理、有效,更为经济,也更能符合环境要求。

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