长江扬中河段指南村窝崩应急治理及效果分析

2017年11月,长江扬中河段指南村岸段发生窝崩险情,致使江堤和民房崩塌,危及人民生命财产安全。针对崩岸发生地段子堤应急抢筑、干堤复建和窝塘治理、护岸等治理原则、治理措施等进行介绍。运用实测资料对治理效果进行研究分析,为类似窝崩的抢护治理提供指导。     

长江南京河段护岸工程实施效果浅析

新中国成立以来,长江南京段经过多次大规模河道整治,整理成本不断增大,环境污染日益严重,需要研究并使用更科学合理的整治方式。结合该河段护岸工程现状,对八卦洲洲头塌方段、三江口窝崩治理效果进行分析。根据实测水下地形资料,分析比较了实施护岸工程前后河床地形及剖面变化情况,结果表明,在南京河段水沙条件下,结合四面六边体框架群的护岸型式,抛石对窝崩治理的促淤、减速、稳定作用明显。     

长江九江河段河床演变与崩岸问题研究

河岸由于水流的侵蚀可引起崩岸，而防止崩岸的主要方法是护坡。崩岸的治理应该首先明确侵蚀的部位和机制。本文从机理上对崩岸进行了分析，把崩岸分为四种形式；窝崩，溜崩，条崩和洗崩。对九江江新洲河段河床演变与发展趋势进行了分析，并认为江新洲洲头左缘等处受水流顶冲，岸线崩塌。建议尽快对河段冲刷较大的部位，岸线进行护岸加固。     

河岸窝崩机理的探讨

通过分析窝崩发生的特点,本文给出了窝崩发生的边界条件、水流条件和触发因素的具体内涵。边界条件包括岸滩结构的不连续性、岸滩抗冲能力差等,是发生窝崩的必要条件和内因;水流条件是指局部强烈的紊动结构(环流、斜流、横流)、深泓靠岸、洪水涨落等,是窝崩发生的重要条件;水压力的突变、突加荷载、地震等是窝崩发生的激发条件。窝崩发生的原因主要是岸滩剧烈淘刷或岸滩土体的承载能力减小或消失;按窝崩成因,可分为淘刷窝崩和液化窝崩。     

基于父子型窝塘地形变化探讨窝崩机理

窝崩涉及水与土的交互作用,因其发展速度快,且位于水下难以观测,故其发展过程和运移规律很难掌握,对窝崩的成因机理也存在不同观点。选择长江下游和畅洲左汊洲头进口侧2012年发生的窝崩（子窝崩）作为研究对象,此窝崩是在原已发生窝崩（父窝崩）的窝塘湾腰上的继发性窝崩,比较了父窝塘及口门附近长江深槽窝崩前4年的地形变化,发现窝崩口门外长江地形呈淤积状态,这与已往认为窝崩是由深槽冲蚀引起的概念不相符。父窝塘上湾腰地形2010年11月至2012年2月间淤积,2012年2月至2012年10月窝崩前无地形资料比较,根据水文资料分析,推测为冲刷,说明在较浅槽一个水文年内的河床冲刷可引发窝崩。子窝崩发生前后,父窝塘下部区域地形变化不大,说明窝崩产生的泥沙在近底层向较低处输移,对周边相对较高河床地形影响不大。     

河道崩岸治理方法及典型实例分析

结合长江河道崩岸岸段治理现状．对抛石、四面六边体框架群、混凝土铰链排、柴排等护岸结构形式进行适应性分析,并结合典型窝崩岸段治理实例,对护岸效果进行分析,结果表明,在南京河段水沙条件下,抛石结合四面六边体框架群的护岸形式对窝崩治理的促淤、减速、稳定作用明显。     

窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究

河堤窝崩发生后,首先需要确定的是抢护治理方案,减缓窝塘流速,遏制窝塘进一步发展。在诸多抢护治理方案中,树头石方案具有较好的减速促淤效果,但树头高度和抛投间距在以往的设计中都是依经验确定,缺乏理论基础和试验依据。通过制作长江扬中河段指南村窝崩模型,在窝崩口门附近流速模拟相似的基础上,对窝塘内同一高度3种间距的树头石排列型式和同一间距3种高度的树头石进行了试验,用三点法测量了窝塘内12个点的流速、流向。试验结果表明:窝塘内表层流速受惯性影响较大,底层流速受地形影响较大;窝塘内布置不同高度和不同间距的树头石时,平均流速随树头石高度的增加而减小,随树头石间距的减小而减小,窝内流速的减小,意味着泥沙淤积强度的增大;另一方面,树头石高度的增大和间距的减小,都会增加工程的投资成本,研究认为在相对树高为0.15、间距为6 m×6 m时综合效果较佳。     

河岸窝崩灾害与治理措施的研究

长江中下游河道大尺度的窝崩 ,常常危及两岸江堤的防洪安全 ,给人民生命财产造成较大的危害。为研究河岸窝崩的治理措施 ,分析了河岸窝崩的特点、危害及成因 ,提出以沉梢坝锁口促淤方案来治理河岸大尺度窝崩是较为有效的措施。     

长江下游扬中环岛崩岸段河势变化及水动力特征分析

为了预防崩岸的发生,对长江下游扬中河段环形岛屿水动力特性及河势变化情况进行了研究。构建了水动力模型并采用非结构网格中心网格有限体积法求解,对河道断面形态及河坡比变化进行了分析。结果表明:沉船对指南村崩窝处水位、流速场影响不大,崩窝外侧深槽区陡然剧烈冲刷下切是崩窝发生的直接诱因。对于太平洲洲头左右缘、小炮沙左汊出口段、落成洲右汊出口段等部位,应预防大流量级下主流对环岛近岸河床的冲刷,以避免导致岸坡失稳,甚至在滩地狭窄区域直接冲垮洲堤;太平洲洲头左右缘及泰洲大桥左汊大桥下游侧近岸沿岸水流长期流速较大,使近岸河床属于易冲区,应采取措施预防冲刷以免造成边坡失稳。     

流滑型窝崩水流运动和地形变化概化模拟试验

针对长江中下游的流滑型窝崩进行了典型窝崩水槽概化模拟试验,分析研究了窝崩形成与发展及窝塘水流运动和地形变化。结果表明,流滑型窝崩主要是由水流冲刷和岸坡上部土体持续崩塌所形成,且发展迅速,发展过程主要有始发期、发展初期、发展中期、发展成熟期和发展稳定期等阶段。随着窝崩的发展,岸坡崩塌、窝塘扩展,窝塘内回流和口门外涡流逐渐下移,窝塘内回流由椭圆形趋向圆形,强度由强变弱,岸坡先整体冲刷后退,之后窝塘由上下扩展逐渐演变为以下半部分拓展为主。     

河岸窝崩灾害与治理措施的研究

长江中下游河道大尺度的窝崩，常常危及两岸江堤的防洪安全，给人们生活财产造成较大的危害。为研究河岸窝崩的治理措施，分析了河岸窝崩的特点、危害及成因、提出以沉梢坝锁口促淤方案来治理河岸大尺度窝崩是较为有效的措施。     

长江大堤窝崩机理与控制措施研究

在归纳总结各种关于江河大堤窝崩成因解释的基础上，对河堤窝崩的机理进行了理论分析，据此此解释了长江马湖堤最近窝崩的形成原因；并根据模型试验和实验应用实践的结果，提出了一种行之有效的治理和预防大堤窝崩的工程措施。     

黄河宁蒙河段河道岸滩特性及入黄泥沙来源初步分析

黄河宁蒙河段是黄河泥沙的主要来源区之一,也是黄河泥沙问题研究的重点河段。综合现有资料及对宁蒙河段现场监测结果,从河道形态、岸滩组成与塌岸现状以及入黄泥沙来源等角度对几个典型河段河道泥沙特性展开研究。研究成果表明,因大部分处于冲积型平原,宁蒙河段岸滩泥沙组成整体变化不大,唯支流入汇口处的岸滩泥沙组成相对复杂且受支流来沙影响大;河道摆动剧烈,塌岸现象频发;同时,沙漠段的风成沙、十大孔兑的支流入汇及以窝崩和条崩为主的塌岸等当地产沙是宁蒙河段泥沙的主要来源。     

沉梢坝在长江崩窝治理中的应用

沉梢坝是长江崩窝治理形式之一,它是由若干树枝梢体在崩窝口门叠加而成的透水坝,是在岸线崩塌形成崩窝以后采用的锁口促淤方法。施工中使用定点变向抛投工艺,形成了一座符合设计要求的透水坝体。经过几个汛期的检验,坝体内崩窝处淤积明显,沉梢坝起到了显著的促淤效果。     

长江下游和畅洲汊道整治工程研究

长江镇扬河段河势的自然演变、恶化,已威胁防洪安全且制约沿江国民经济发展。河段内以和畅洲汊道变化最为剧烈,洲头崩退、汊道内部崩岸时有发生,导致主支汊易位,河势不稳严重影响“黄金水道”安全畅通。在采取了平顺抛石护岸、窝塘沉梢促淤、砂枕潜坝束流等综合治理工程措施后,得到一定程度改善,和畅洲汊道河势趋于稳定,取得了比较理想的整治效果。整治措施对长江分汊河道治理具有一定启示。     

河岸崩塌类型与崩塌模式的研究

崩岸是河流侧向演变的重要形式,包括滑崩、挫崩、落崩、窝崩等。滑崩一般发生于土质均匀和松散的岸滩,其崩塌过程较长,崩塌破坏面一般为曲面,可采用土力学中的条分法进行分析;挫崩主要发生在具有纵向裂隙的黏性岸滩,其崩塌过程较简单和短暂,崩塌破坏面为平面,可采用崩体力学平衡分析;在黏性岸滩的岸脚遭受水流淘刷,上部块体处于临空状态下发生落崩,崩塌破坏面为平面,其崩塌过程简单和短暂,分为剪切、旋转(倒崩)和拉伸三种落崩模式,落崩仍可按崩体力学平衡法进行分析;对于特定的河岸边界条件,当受到水流的剧烈淘刷或土体失去承载能力时,河岸可能发生窝崩,其崩塌过程连续复杂,可分为淘刷窝崩和液化窝崩。通过引入岸滩边坡形态坡度,分析了边坡形态坡度与稳定性的关系,指出岸滩崩塌坡度大于稳定坡度,岸滩边坡坡度介于崩塌坡度和稳定坡度之间,岸滩处于不稳定状态。     

三江口窝崩及抢护

窝崩是发生在长江中下游极具危险性的崩岸形式,严重时会造成生命及财产的重大损失,因此,有必要对窝崩成因及抢护措施进行研究.根据三江口窝崩前后的河道实测地形资料,分析比较了崩塌前后河床地形及断面变化、崩岸发生的原因,计算了各测次的水下体积,研究了相关抢护措施及效果.分析研究结果表明,窝崩发生后80%以上的崩体均淤积在口门上下约1 km河道内,经过1个月冲刷,约有37%崩体被水流带走.文中介绍的抢护措施及效果可为相似抢护工程提供借鉴参考.     

沉梢坝技术在长江崩窝治理中的应用

沉梢坝是用于长江堤防隐蔽工程崩窝治理的新形式，它由若干树枝梢体在崩窝口叠加成为透水坝，能在岸线崩塌形成崩窝以后锁口促淤。长江重要堤防隐蔽工程安徽马鞍山小黄洲左缘护岸工程和芜裕整治工程均采用了沉梢坝结构形式，工程施工完成后，经过多个汛期的检验，坝体内侧崩窝部位淤积明显．起到了显著的促淤作用。     

窝崩治理新型结构—布帘石的理论分析和试验研究

长江江苏段窝崩大多选用树头石作为窝塘内的促淤结构型式,但树木的砍伐对绿化和生态产生一定的不良影响。提出了一种由浮块、布匹（或土工布）和石块组成的布帘石,该种新型结构在窝塘内可起到阻流和促淤的效果,但目前对此鲜有研究。通过对置于水流中处于平衡状态时的布帘石进行受力分析,建立作用在布帘石微元上各力平衡时的微分方程,进而解得布帘石沿水深方向分布曲线（面）,由试验数据确定相关系数。采用此计算式可以确定布帘石的水平投影长度和浮力,也可解释浮块浮于水面或没入水中、布帘浮于水中或沉入河底等状态的力学机制。基于长江扬中河段指南村窝崩段的局部模型,就窝塘中布帘石、树头石的阻水效果进行了对比试验,结果表明两者阻水效果相当。同时,布帘石的利用可减少对生态的影响。     

长江下游侧滑型窝崩成因及其力学机制

为全面认识长江下游各类窝崩的形成原因和力学机制，以和畅洲头窝崩为例进行全面分析，进而借鉴土力学方面成果，提出相应的失稳模式和估算方法。结果表明：和畅洲头窝崩属于侧滑型窝崩，其成因主要是岸滩土体中存在易液化的粉砂层，当外界出现一定的振动扰动因素，粉砂层液化条件成熟时则成为滑动层，液化层和上覆土层分多次发生大幅度侧向滑移，土体滑出窝塘口门进入河道深槽，随后被河道主流迅速分散搬运至下游。采用数理统计方法，得到土体滑移距离与液化层厚度和滑移层倾角之间幂函数形式的经验公式。研究结果可为长江下游此类窝崩的预警和治理提供参考。