皖江城市带河势变化与崩岸预警关键技术研究(安徽省长江河道管理局、合肥工业大学、南京水利科学研究院)

<正>一、创新成果1、对长江安徽段十三个河段河道演变进行了研究,定量计算2003年～2012年河道冲淤量,分析了长江安徽段河道演变规律和冲淤变化特性。2、建立长江安徽段典型河段水流泥沙数学模型,分析水沙输移特性变化条件下长江安徽段河段水流泥沙运动特性和河床演变特性、洲滩变化趋势。3、在边坡临界滑动场与三维极限平衡理论基础上,研发了崩岸过程数值模拟软件,为崩岸评估与预测提供分析工具。4、分析典型崩岸区近岸河床平面套绘、断面套汇、冲淤情况、近岸坡比变化,研究崩岸区所在河段河势演变趋势和近岸河床变化情况,提出长江安徽段崩岸预警建议。     

官洲河段幸福洲崩岸治理及护岸效果分析

通过分析长江官洲河段近期河势变化趋势,受上游河势变化影响,幸福洲岸坡崩塌后退,需实施整治工程。为解决幸福洲崩岸问题,对崩岸段采取岸坡防护加固措施。工程实施后,结合新近护岸测图分析幸福洲护岸工程实施后的效果,表明护岸工程的实施保障了岸坡的稳定,历经多次洪水考验,护岸段近岸河床及岸坡相对稳定,护岸效果较好。结合工程实践经验,提出后续建议和保护措施。     

荆江河段近岸河床演变规律及崩岸机理

由于受水沙条件变化、河床边界、河势调整和工程建设等因素影响,荆江河段多年来崩岸频繁.根据荆江河段实测原型资料详细分析了险工护岸段近岸河床演变规律,介绍了近期荆江主要崩岸段特点及其分布规律,并对崩岸机理及工程措施进行了初步分析和探讨.崩岸是长江堤防重大隐患之一,找出崩岸的机理,为崩岸的预警预报和整治工程提供较为科学的第一手资料.     

长江芜湖河段大拐崩岸段河道演变分析

文章以芜湖河段大拐崩岸段为研究对象,利用现场调研及多年实测资料对该段河道历史演变、近期演变及近岸局部河床演变特征进行了分析。成果表明:大拐崩岸段经过多年护岸工程的实施,总体岸线保持稳定,但局部河床近岸深槽冲刷下切,岸坡变陡,受水流顶冲易失稳崩塌。     

三峡水库清水下泄对宜昌段岸坡稳定性的影响

通过对比三峡水库蓄水前后长江宜昌河段的泥沙特性和河床侵蚀下切速度的变化特征,说明了三峡水库的清水下泄特征和三峡水库蓄水后清水下泄,且它是近年来宜昌段岸坡崩岸的重要影响因素。分析表明,三峡水库蓄水后的数年内,由于清水下泄,河段发生明显冲刷,宜昌河段内的崩岸频率大大提高,且出现了多处新的崩岸险情,特别是宜昌市点军区艾家河段、猇亭区古老背河段、枝江市白洋河段和宜都市洋溪河段岸坡崩岸比较严重。     

长江南京河段崩岸规律及预警措施

长江南京河段自1998年大水以来崩岸险情发生频次明显增加。河道崩岸的本质原因是深泓逼岸造成岸坡陡于稳定坡度,或岸坡底部被水流掏空导致上部岸坡失稳,使该处岸坡沿接近稳定边坡的滑裂面崩坍,出现崩岸。应从岸坡稳定性和河岸底部水流水沙情况的影响两方面进行研究。在总结崩岸的特征及以往长江河道崩岸研究成果的基础上,进一步研究该河段崩岸发生的宏观规律。在岸坡稳定性判定上,主要研究岸坡坡度和河岸构成;通过多年水下地形监测等资料分析河岸底部水流水沙情况的影响。总结提出南京河段崩岸规律、岸坡失稳坡度、崩岸发生的外部条件及预警方法。     

长江安徽段典型崩岸物理模型研究

崩岸是河道演变的一种自然属性,具有突发性和危害性,社会关注度高,开展崩岸预警工作十分必要。本文基于长江安徽段典型崩岸特点,建立崩岸物理模型,研究崩岸发展过程中的岸坡变形、地下水渗流、孔隙水压力等关键指标变化,为崩岸预警提供新的方法。     

新水沙条件下长江太子矶河段秋江圩崩岸治理及效果分析

为分析研究三峡工程运行后长江下游水沙变化对河道稳定的影响及治理对策,选择长江太子矶河段秋江圩崩岸段,采用水文、地质、地形等资料进行河势演变及岸坡稳定分析,结合崩岸治理措施,通过实测资料评价了工程区河岸稳定性,对比了工程实施前后崩岸预警等级的变化,结果表明:工程实施效果较好,为后续河道治理创造了有利条件.根据河势演变趋势...     

长江中游陆溪口-嘉鱼河段河床演变分析

长江中游陆溪口-嘉鱼河段全长约53．5km。通过对这一河段的河床演变分析．认为其总体河势处于相对稳定状态．但局部地段将有所调整．近岸河床将发生冲刷、岸线崩退；未护岸地段可能发生崩岸；主泓逼岸的已护岸工程地段可能发生吊坎、滑坡等现象。建议加紧进行险工段工程加固措施．妥善解决重要堤防隐蔽工程的隐患。     

三峡工程蓄水运用以来荆江河段河岸稳定性初步研究

根据实测资料分析了三峡工程蓄水运用以来荆江河段水沙输移变化,河道冲淤变化以及典型险工段近岸坡度变化等,并在此基础上对其河岸稳定性进行了初步研究,结果表明,三峡水库蓄水运用以来,坝下游河段来沙量大幅度减少,荆江河段普遍发生冲刷,部分地段近岸河床的水下岸坡冲刷变陡,河岸稳定出现了不同程度的隐患,局部河段甚至发生了崩岸险情,已影响防洪安全与河势稳定等;建议加强荆江险工段的监测,对已发生的崩岸险情进行及时治理,对以往护岸工程的薄弱地段或可能发生崩岸险情的地段需及时加固守护;建议加强三峡工程运用后荆江河道演变与治理方面的研究.     

荆江河道险工险段崩岸监测技术与预警方法探讨

近年来,随着长江上游来水来沙条件改变,荆江局部河段河势调整加剧,致使岸坡变陡,崩岸险情时有发生,已严重威胁防洪、航道安全。鉴于此,分析了国内外河道岸坡稳定性预测和崩岸预测研究现状,初步探索了荆江河段崩岸监测技术与预警方法,可为堤防安全、崩岸治理研究和河道管理等提供技术支撑。     

长江中下游岸滩稳定性评价指标体系构建及应用

影响长江中下游岸滩稳定的因素众多,各因素之间相互联系、相互制约,已有研究多在各因素相对孤立的状态下研究其对岸滩稳定性的影响,难以满足综合各因素定量评估岸滩稳定性的需求。结合长江中下游岸滩稳定性主要影响因素,从河岸边界、河流动力、河势、人类活动等层面建立了岸滩稳定性评价指标体系。以扬中河段太平洲环岛为例,利用层次分析法与上述体系构建了岸滩稳定性层次结构模型,通过建立判断矩阵求解指标权重,给出了指标阈值与赋分标准,并对环岛岸滩稳定性进行了赋分评估,验证了列入扬中市崩岸预警段名录的岸段稳定性评估结果的可靠性。结果表明：研究区岸滩以基本稳定为主,占评估河段总长的67%,稳定和较不稳定岸段占33%,无不稳定和极不稳定岸段;非预警岸段最稳定,市辖岸段次之,最不稳定的为省厅重点岸段;非预警岸段中新宁村～华威村一带评价得分较低,建议划入崩岸预警段名录加强监测。评价结果与崩岸预警级别、实际崩岸位置情况较接近,表明指标体系能较好地反映该段岸滩稳定性状况,结合河段特征,经适当修改指标权重与赋分标准后,该指标体系可广泛应用于长江中下游不同河段的岸滩稳定性评价。     

土工织物抛石护脚在河道崩岸加固中的应用

在我国北方平原及低丘河流的中下游河段,随着径流变化及河床演变的推进,河势蜿蜒,常常形成深泓逼岸河段,在水流长期冲刷下,每逢汛期,凹岸岸坡容易出现崩塌现象。在河道整治工程中,应分析崩岸产生的原因,河床演变趋势,现场施工条件等因素,合理选用除险加固措施,对岸坡进行有效控制。 在此结合五大连池市和平水田村北河段左岸除险加固的实例介绍一下土工织物抛石护脚这一常用措施。     

一种基于水-雨-工情的新型堤防崩岸综合监测技术应用及探讨

构建的船载水陆立体测量系统可开展岸坡工情监测,直接面对崩岸,同时对岸坡陆上及水下地形开展监测;构建的崩岸水、雨情自动采集系统实现了水位和雨量测、报、控一体化,能在野外环境中快速开展工作。利用两个系统组成的新型堤防崩岸综合监测技术,在荆江河段典型崩岸段开展基于水-雨-工情的堤防崩岸综合监测技术试验性观测工作,证明该技术能够达到崩岸监测的精度及可靠性要求。     

基于数字孪生技术的长江崩岸预警平台设计

受三峡水库运行影响，长江中下游河床冲刷加剧。为提高长江崩岸监测预警水平，建立了基于数字孪生技术的长江崩岸预警平台，并以长江中游荆江崩岸预警系统为例进行实例分析。提出了三级尺度的数字孪生崩岸数据模型与按时间顺序组织的数据切片模型方案，使崩岸各类数据通过构建统一的数据模型聚焦于崩岸物理实体，结合优化崩岸地形组织的算法与模型，驱动平台可视化、分析、预测等各功能高效实现，使静态的崩岸现象有变化过程的属性，提高了崩岸预测的信息化与智能化程度，有助于实现对长江崩岸险情的深度分析与预警抢险的高效决策。     

长江江湖汇流段河床演变分析

长江、洞庭湖汇流河段位于长江中游,由长江下荆江出口段、洞庭湖出口段及江湖汇流段3段组成.根据实测水文河道资料,结合河段的来水来沙、边界条件及河型等,分析了江湖汇流段的河床演变.结果表明:长江下荆江出口段历年河床演变主要表现为岸线崩退,河道横向位移,实施护岸工程后,目前岸坡崩退得到有效控制;洞庭湖出口段河床历年冲淤变化较小,河势较为稳定;江湖汇流段河床演变主要表现为局部洲滩和深槽的变化,河势变化不大.     

长江荆江段河道崩岸预警系统设计初探

多年来,荆江河段崩岸频繁,给长江保护与治理带来了不利影响,为此开展荆江河段河道崩岸预警十分必要和迫切。结合河道及水文泥沙信息系统开发实践,研究了河道崩岸预警系统的总体框架、系统结构、数据库设计、数据分析处理及入库和功能设计,探讨建立荆江河段河道崩岸预警系统,以提供崩岸数据采集、管理、分析、预警、表现、发布等多元化信息服务,为崩岸预警和应急抢险提供技术支持,从而为荆江河段的科学治理提供决策依据。     

湖北荆南长江干堤加固工程中的崩岸治理研究

在分析湖北荆南长江干堤加固工程所在河段的河床演变特点和崩岸险工段现状的基础上， 对崩岸治理的原则、护岸工程型式和材料等问题进行了分析探讨， 为工程设计提供参考依据， 也可供其他河段的崩岸治理参考。     

安徽省长江崩岸应急治理工程效果分析及建议

为分析安徽省长江崩岸应急治理工程效果,结合实测资料评价了近年长江安徽段崩岸应急治理工程区河岸稳定性;采用水域物探法检测了水下抛石赋存及分布状况;对比了工程实施前后崩岸预警等级的变化情况等。结果表明:安徽省长江崩岸应急治理工程实施效果较好,工程区河岸稳定,有效地减小了崩岸对沿岸人民生命财产安全的威胁,达到了稳定岸线、增强防洪能力等预期目标,为长江安徽段后续河道治理工程实施创造了有利条件。根据河势演变趋势及崩岸对河势稳定和防洪安全的影响,提出了应适时加固冲刷严重的护岸区,加快推进重点河段治理以及开展一般河段治理研究的建议。     

黄河下游典型河段滩岸崩退特性研究

黄河下游局部河段滩岸崩退频繁,严重危害堤防及滩区安全。通过对黄河下游开展现场观测,结合已有断面地形实测数据,描绘滩岸崩退全过程及特点,评估土体特性及近岸水沙条件对崩岸的影响。研究表明：滩岸崩退引起黄河下游河道展宽,且崩岸规模具有时空差异性,2006年和2018年汛期重点河段平滩河宽分别增加了57.03 m和7.83 m,代表性横断面单侧滩岸最大崩退宽度高达207.20 m。黄河下游土体压实程度低,抗冲能力差,加之土体抗剪强度随含水量增大呈反向变化,致使在汛期崩岸频发。“大流量-小含沙量”的水沙组合易于造成崩岸,而在大含沙量下因泥沙在近岸河床淤积而降低了崩岸发生规模。建议对重点区域滩岸进行长期监测,并加强生态友好型护岸系统建设。