长江韦源口河段团林崩岸险情抢护及治理措施

GXF360 2017-11-04

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长江韦源口河段团林崩岸险情抢护及治理措施

张慧1，李会云1，林木松1，许全喜2

(1.长江科学院河流研究所，湖北武汉 430010； 2.长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010)

摘要：2016年汛期长江发生大洪水，长江中游韦源口河段左岸黄冈长江干堤茅山堤团林段发生崩岸险情，经现场紧急抢险，情况得到有效控制。对险情发生的原因进行了分析，介绍了具体的抢险措施，并就此次险情的后续整治和韦源口其他相关河段河道治理措施进行了研究。针对茅山堤团林段的河势情况，提出了今后该河段治理时，应开展水文、水下地形测验，对岸坡的稳定性进行评价，必要时对险情段抛石加固和对上、下游受回流影响段进行新护，适当平整险情附近段岸线，严禁崩岸附近河段非法采砂；对其他河段现有护岸工程进行加固和延护，稳定现有河势和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道条件等治理措施。其成果可供规划设计单位或管理部门参考。

关键词：河道崩岸；险情抢护；治理措施；团林段；韦源口河段；长江中游

1 团林崩岸险情抢护

1.1 险情概况

2016年7月22日约06：00，湖北省黄冈长江干堤茅山堤团林段(148+850～148+950)堤外距堤脚约20 m处有白杨树倒伏，发生了水下崩岸险情。据现场目测，崩岸呈弧形，长约100 m，宽约20 m，距堤脚最近距离约20 m。

团林崩岸险段位于长江中游韦源口河段进口段左岸。韦源口河段河道宽度1 000～2 200 m，险情所在河道宽约1 200 m，出险时滩面水深约0.5～4.5 m。崩岸处黄冈长江干堤茅山堤为3级堤防，崩岸若继续发展，势必会影响长江干堤保护区内约10万人、1万hm2耕地的防洪安全。

1.2 险情抢护

7月22日约09：00，国家防总、省市专家和县水利局技术人员现场紧急会商，迅速提出抢险方案：为全力应对湍急水流，采用抛石固脚护岸措施进行处理，先在外围按长100 m、宽5 m、深3 m锁口，再抛填崩窝球面，总计需要1.5万m3石料。其中，袋装碎石5 000 m3，堤外抛填；船抛块石10 000 m3，外围锁口处直接倾倒。

按照抢险方案，运输车有序驶进码头，卸料、装船、撤离，水利专家登船指挥，18条机驳船有秩序运转，水上浮吊针对性抛料投石。至23日11：00，完成水下抛石1.6万m3，其中块石1.1万m3，在崩窝口最外侧(距堤脚50 m)处形成一道宽约8 m、高约7～8 m的石坝，锁住崩窝口，崩窝处江水回流速度明显下降，有效抵挡了江流回水冲刷和进一步崩窝。为巩固抢险成果，根据专家组意见，继续抛填块石和碎石3 000 m3，填堵崩窝口新筑石坝后存在长约40 m、宽约25 m、深约9～10 m的低洼区域，至23日18：30，崩窝险情处置完毕。由于抢险及时，抢护措施得当，崩岸险情得到控制，有效保障了堤防保护区的防洪安全。

1.3 险情发生原因分析

团林岸崩岸险情发生原因初步分析如下。

(1) 地质条件。崩岸段岸坡上部为沙壤土，中下部为粉质壤土、粉质黏土及黏土，与沙壤土及粉细砂呈互层或夹层透镜状，岸坡抗冲能力弱，易发生崩岸险情。

(2) 弯道水流作用。受右岸西塞山挑流作用的影响，主流由右岸向左岸过渡(图1～2)，弯道水流作用明显，在崩岸所在区域形成回流区，流态紊乱，水流淘刷作用较强，易导致岸坡崩塌。

图1 崩岸出险段附近深泓线平面变化

图2 崩岸出险段附近河床断面变化

(3) 平面形态变化。从2012年12月至2014年卫星照片来看，近年来崩岸段附近滩唇平面形态变化较大，呈犬牙状，导致水流更加紊乱，边坡淘刷严重，岸坡变陡，易失稳。

(4) 水流流速变化。自6月中旬起，河道水位持续上涨，7月1日08：00长江干流黄石站21.93 m，至7日06：00涨至最高25.01 m(超警戒水位0.51 m)，之后维持高水位，22日06：00出险时水位24.46 m。由于河道水位高，岸坡长时间受洪水浸泡，水流流速较大，回流淘刷作用增强，引发岸坡失稳，产生崩岸险情[1]。

2 韦源口河段治理研究

2.1 河道演变分析

韦源口河段上起西塞山，下至猴儿矶，全长约33.3 km(见图3)。河段进口西塞山附近河宽为800 m左右，出口猴儿矶河宽约为920 m。韦源口河段河型较为单一，属典型的微弯分汊型河道。上段西塞山-韦源口为分汊河道，江中有江心洲牯牛洲将河道分为左右汊，其中左汊为主汊，右汊为支汊；中段韦源口-李家洲为河道束窄段，河宽约0.9～1.1 km，水深流急，且河岸稳定；下段李家洲-猴儿矶，河道宽浅，为一分汊河段，江心有蕲州潜洲。河势图见图3。

图3 韦源口河段河势

(1) 深泓线变化。由于两岸山体和众多天然山矶的控制及岸线整治的加固，本河段河势总体较稳定，多年来主流走向稳定少变，岸线相对稳定，河道平面形态摆幅较小。根据1998～2014年韦源口河段深泓线平面变化分析可知，多年来该河段深泓线从右岸西塞山过渡至左岸，顶冲左岸丝茅径至茅家港一带，随后一直贴左岸下行，走牯牛洲的左汊、蕲州的左汊，至蕲州凤凰山附近逐渐向右岸过渡，于黄颡口处贴靠右岸后下行出本河段。近10多年来，该河段深泓线除局部过渡段和展宽段深泓线摆动幅度较大外，其余部位深泓线基本保持相对稳定。韦源口河段深泓纵向变化不大，河道基本处于冲淤平衡状态，年际间尚未出现过单向的冲刷或淤积[2]。

(2) 洲滩变化。韦源口河段的洲滩主要有：团林岸边滩、牯牛沙边滩、牯牛洲、蕲洲。随着上游河势和来水来沙条件的变化，多年来各个洲滩的演变规律为冲淤交替变化，无明显单向变化。其中牯牛沙边滩自西塞山下缘凹槽附近开始，牯牛沙边滩(8 m高程以上)一直延向下游的韦源口，长度约12.5 km；该边滩上段较窄，在二百二附近，边滩最宽；其下边滩宽度逐渐缩窄，至韦源口，牯牛沙边滩消失。牯牛洲基本居江中偏靠右岸，多年来洲体位置变化不大，洲体尾部相对较为稳定少变，洲头则冲淤变化幅度较大，主要表现为频繁的切割与合并、淤长与萎缩[2]。

(3) 深槽变化。韦源口河段的深槽有西塞山深槽、茅山港深槽和蕲州深槽。随着上游河势和来水来沙条件的变化，多年来各个深槽也呈现上提下移和冲淤互现。1998年以来，西塞山深槽(-30.0 m高程线范围)整体有所淤积缩小、变浅。近5 a来，该深槽冲淤变化幅度不大，累积稍有冲深。

(4) 河道演变趋势。韦源口河段两岸节点较多，总体河势稳定，岸线变化较小。变化相对较大的区域位于牯牛洲洲头区域，该处主要表现为洲头上提较为明显；其次就是支流入河口附近区域岸线摆动略大。河道深泓线的横向变化不大，在顺直或窄深处基本保持不变，在弯道段，水流顶冲点随水位上升而下挫。河段内有牯牛洲江心洲、蕲州和潜洲。受水沙作用，牯牛洲历年冲淤交替，由最初的边滩形式演变为现在的江心洲。洲头历年淤积上提，洲尾变化较小，洲滩平面位置较为稳定。

受河道两岸的山体、矶头等天然节点和护岸工程的控制，韦源口河段总体河势稳定，岸线变化较小。随着上游河势和来水来沙条件的变化，多年来各个洲滩和深槽的演变规律为冲淤交替变化，无明显单向变化。韦源口河段内典型横断面深槽变化基本为冲淤交替，断面形态无明显变化。三峡工程的蓄水运用改变了天然状态下的水沙条件和过程，对下游的河道演变带来一定的影响，但由于本河段受地质和边界条件控制，河岸较稳定，发生两岸展宽和河型转化的可能性比较小，河床变形主要表现为下切和在局部枯水期的横向摆动，总体河势格局不会发生大的变化[2-3]。

2.2 存在的主要问题

(1) 受右岸西塞山挑流作用的影响，团林段弯道水流作用明显，其区域形成的回流区水流淘刷作用较强，易引起岸坡崩塌。

(2) 从本河道河床演变特点和河道治理工程现状可以看出，韦源口河道目前河势较稳定，但对茅山闸附近、西塞堤的道仕袱和扎郜附近等险段迎流顶冲，影响防洪安全；由于部分河段的河势变化及人类活动的影响，使得牯牛洲水道局部水域出现碍航现象[2]。

(3) 韦源口河段两岸山矶较多，河道沿程宽窄相间，河宽1～3 km。狭窄段水流不畅，流态紊乱，对河道的泄洪、航运不利。

(4) 棋盘洲港区和黄桑口港区部分岸线未守护，不利于岸线的有效利用。

2.3 治理目标

近期治理目标为对团林段弯道水流形成的回流区岸段进行防护，避免岸坡崩塌影响长江堤防安全；对位于迎流顶冲段的茅山闸、西塞堤道士袱和扎郜段进行加固守护，稳定现有岸线，确保江堤防洪安全；结合牯牛沙水道航道整治工程，从防洪和改善航运综合考虑，在牯牛洲右汊建促淤潜坝，以达到堵支强干的目的；对棋盘洲港区和黄桑口港区岸线进行新护，达到进一步控制河势、合理利用岸线目的[4-5]。

2.4 治理措施

2.4.1 团林崩岸附近段整治

团林崩岸附近段近年来总体河势基本稳定，但受右岸西塞山挑流作用的影响，主流由右岸向左岸过渡，弯道水流作用明显，在崩岸所在区域形成回流区，出险段岸坡上部较陡，且近年来坡脚处河床冲刷下切，坡度变陡。针对上述特点，崩岸附近段宜采取如下后续整治措施[6-9]。

(1) 对崩岸及附近段进行水文、水下地形测验，查明岸坡的土层结构和物理力学性质，对已抢护段及附近段岸坡的稳定性进行评价，必要时对抢护段进行抛石加固，对其上、下游受回流影响段进行新护。

(2) 鉴于崩岸段附近滩唇平面形态变化较大，呈犬牙状，易导致水流紊乱，宜采取适当措施平整岸线，平顺水流。

(3) 加强河道管理，严禁崩岸附近河段非法采砂。

2.4.2 其他段河道治理

韦源口其他河段的河道整治规划方案为：对现有护岸工程进行加固和延护，稳定现有河势和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道条件。主要措施如下[4]。

(1) 茅山闸等护岸段加固。茅山闸附近、西塞堤的道仕袱和扎郜附近等险段处于迎流顶冲段，其断面总体呈冲刷态势，需进行一般加固守护，守护长度为：茅山闸附近2 km，西塞堤的道仕袱险段0.6 km，黄冈长江干堤永城堤扎郜段附近2 km。

(2) 牯牛洲右汊建促淤潜坝。从防洪和改善航运综合考虑，可结合牯牛沙水道航道整治工程，对牯牛洲右汊建促淤潜坝，以达到堵支强干的目的。规划新建锁坝1条，长度500 m。

(3) 棋盘洲和黄桑口港区岸线守护。从实测水下地形资料分析，棋盘洲和黄桑口港区岸坡总体呈冲刷趋势，不利于岸线的有效利用。从合理利用岸线角度考虑，规划对棋盘洲港区和黄桑口港区岸线进行守护，其中棋盘洲港区新护岸线3 km，黄桑口港区新护岸线1.8 km。

3 结语

(1) 位于长江中游韦源口河段左岸的黄冈长江干堤茅山堤团林段崩岸距堤脚最近距离约20 m，严重影响长江干堤防洪保护区安全。采用先在外围按长100 m、宽5 m、深3 m锁口，再抛填崩窝球面的抛石固脚护岸的抢险措施，经应急抢护，崩岸险情得到有效控制。

(2) 受右岸西塞山挑流作用的影响，主流由右岸向左岸过渡，弯道水流作用明显，在崩岸所在区域形成回流区，水流淘刷作用较强；岸坡抗冲能力弱；近年来滩唇平面形态变化较大，呈犬牙状；河道水位高，水流流速较大，回流淘刷作用增强等是引发岸坡失稳，产生崩岸险情的原因。

(3) 为进一步整治团林段，应对团林崩岸及附近段进行水文、水下地形测验，对岸坡的稳定性进行评价。必要时对抢护段进行抛石加固，对其上、下游受回流影响段进行维护；针对崩岸段附近滩唇平面形态变化较大，呈犬牙状等特点，采取适当措施平整岸线；加强河道管理，严禁崩岸附近河段非法采砂。

(4) 韦源口其他河段的总体河势稳定，岸线变化较小，其河道治理措施为：对现有护岸工程进行加固和延护，稳定现有河势和主流位置，整治牯牛沙水道，改善航道条件。具体为对茅山闸附近、西塞堤的道士袱和扎郜附近等险段处于迎流顶冲段进行加固，对棋盘洲和黄桑口港区岸线进行守护，对牯牛洲右汊建促淤潜坝，以达到堵支强干的目的[4-10]。

参考文献：

[1] 曹广晶，王俊.长江三峡工程水文泥沙观测与研究[M].北京：科学出版社，2015.

[2] 长江科学院.长江宜昌至安庆段航道整治防洪影响专题研究[R].武汉：长江科学院，2015.

[3] 余文畴,卢金友.长江河道演变与治理[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[4] 长江科学院.长江中游韦源口河道治理规划报告[R].武汉：长江科学院，2013.

[5] 长江科学院.长江中下游干流河道治理规划(2016年修订)[R].武汉：长江水利委员会，2016.

[6] 仲琳，臧英平，钱海峰，等.河道崩岸治理方法及典型实例分析[J].中国水利，2011(16):31-33.

[7] 钱结水.河道工程管理中护岸崩塌原因分析与处理[J].中国新技术新产品，2015(5):157.

[8] 关世强，宁世龙.论崩岸险情的判别和抢护[J].建筑与预算，2012(4):55-56.

[9] 胡晓星，王悦.江河崩岸的原因分析及整治措施[J].东北水利水电，2014，32(6)：12-14.

[10] 岳红艳，朱勇辉，张慧，等.长江中游韦源口河段河道治理规划探讨[J].中国水利，2013(10)：22-24.

(编辑：常汉生)

Abstract: Big flood occurred in the Yangtze River basin in 2016 flood season and Tuanlin section of Maoshan levee at Weiyuankou reach, at Huanggang main levee of the Yangtze River, collapsed on left side. This article analyzes the collapse cause, introduces the danger control measures and researches the follow-up reinforcement measures for the collapse section and the harnessing measures for the other related sections of Weiyuankou reach. Given the river regime of Tuanlin section of Maoshan levee, the correlated harnessing measures for the section are put forward, including conducting hydrology and underwater landform survey, assessing the stability of the bank slope, dumping riprap and reinforcing the dangerous section, adopting engineering measures for upstream and downstream back-flow area, properly streamlining the bank line, forbidding illegal sand mining near the dangerous section, reinforcing other existing levee. And then the existing revetment engineerings on other sections are reinforced, including the reinforcement of the existing regime and the mainstream position, Guniusha channel remediation, navigation condition improvement etc. The research results can be referred by planning and designing department or competent authority.

Key words: bank collapse; danger reinforcement; regulation measures; Tuanlin section; Weiyuankou reach middle reach of Yangtze River

Danger control of bank collapse of Tuanlin section at Weiyuankou reach of middle reach of Yangtze River and regulation measures

ZHANG Hui1, LI Huiyun1, LIN Musong1, XU Quanxi2

(1.River Research Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China; 2.Hydrological Bureau, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010, China)