基于PDCA模式的长江镇扬河段江岸监测机制研究

2011-05-03张增发杭建国

陕西水利 2011年2期

窦臻张增发杭建国

（江苏省镇江市长江河道管理处江苏镇江 212003）

长江崩岸突发性强、危害严重。国内有关崩岸的研究[1-6]较多，但目前其机理尚不十分清楚。为避免崩岸发生和减轻灾害损失，唯有加强监测、及早预报，以采取针对性的预防措施。长江江岸监测主要包括岸坡变形、地下水渗流、江岸水下地形监测等。囿于条件，各地最多采用、最易实施也相对重要的为江岸水下地形监测。长江江岸水下地形监测主要通过当年与历史测图比较，分析和及时掌握河床变化动态，结合水情等其它条件预测崩岸发生可能性。

1 基本情况

1.1 河段基本情况

长江镇扬河段上起三江口，下迄五峰山，长73.3km，自上而下由仪征水道、世业洲汊道、六圩弯道、和畅洲汊道及大港水道组成（见图1）。因其平面形态复杂、河床演变剧烈，被《长江流域综合利用规划》列为长江中下游十四个重点治理河段之一。为稳定河势、防洪保安，镇江市自20世纪80年代起陆续实施了镇扬河段一、二期整治工程，取得了一定效果。

1.2 监测基本情况

长江镇扬河段重点工段（镇江市）自上游向下游主要包括仪征水道内的句容桥头农场段，世业洲汊道内的洲头左缘、左汊进口段、先锋段、洲尾段、下新滩抢险段、右缘西南角、龙门口上下段，和畅洲汊道内的沙头河口、和畅洲头、和畅洲北缘和西缘、孟家港上下段、潜坝工程区域等共16个工段（见表1），工段总长37.8 km、监测总面积约19.5km2。

2 江岸监测机制模式

PDCA模式（质量环）是管理学中的一个通用模型（见图2），最早于1930年由休哈特（Walter A.Shewhart）构想，后于 1950年被质量管理专家戴明（Edwards Deming）再度挖掘出来广泛宣传和运用于持续改善产品质量的过程中。

依据《长江中下游护岸工程技术要求（试行）》规定，已建护岸运行管理中应于每年汛前、汛中、汛后实施监测。经费不足地区其监测频次和监测工段覆盖面较难达到要求，镇江市在面临经费不足问题时经多年实践逐渐形成了一套监测工作机制，主要包括监测计划的确定、执行、测图分析检查、发现问题的处理，其循环模式如图3。

3 江岸监测机制

3.1 监测分析计划(Plan)

表1 长江镇扬河段（镇江市）重点监测工段统计表

长江镇扬河段监测工段主要为已建护岸工段、崩岸后应急抢险工段、处于快速发展汊道中的未护重要岸段等。监测分析计划主要解决在全部工段中当年监测哪些工段问题，如何尽量保证计划制定的科学性、合理性与经费的使用效益，主要涉及计划拟定考虑的因素、计划质量的流程控制、内容的确定等。

3.1.1 计划拟定考虑的因素

在对各个工段近期情况比较熟悉的基础上，一般近期变化较大、堤外滩窄、岸坡较陡、土质较差、易发崩岸的岸段为纳入计划的首要考虑因素，此外根据监测经费按照轻重缓急原则和长江水情、岸段监测周期等综合确定年度计划。

3.1.2 计划质量的流程控制

计划确定流程主要包括拟定上报、集中讨论、决策审批三道程序，涉及长江河道管理处、市水利局两个层面。管理处的工作为计划的草拟、讨论、上报，首先由业务科室在当年监测分析任务完成后草拟下一年度监测计划，提交分管主任初审，然后经主任组织讨论完善后确定计划并上报。市水利局规建处初审计划后，计为不合理则要求管理处修改，反之则报分管局长组织市防汛防旱办公室、市局工管处等单位和部门讨论，规建处根据会商意见将计划调整后向局长汇报，最终批准下发。

3.1.3 计划内容的确定

计划内容主要包括工段名称、监测时间和范围等。监测时间主要是安排在汛前还是汛后监测，一般尽量安排在汛后监测，基于与以往监测时点一致、便于分析考虑，也可安排在汛前。

监测岸段长度的确定主要考虑近年河床岸坡变化情况及监测岸段长度与历史测图范围的匹配。近年河床岸坡变化明显工段必须要监测，应纳入监测范围内；同时尽量考虑监测岸段长度与历史测图范围一致，便于资料今后的使用，如套比分析等。监测宽度范围一般自江堤外堤脚至江中深泓，江堤外滩变化不大的可套用历史测图，否则应实测。

3.2 监测计划执行(Do)

监测计划的执行主要指计划批准后如何组织监测和控制监测质量。

3.2.1 监测组织实施

根据市水利局批准的年度监测计划，管理处组织实施监测，包括委托测量单位、下发测量技术任务书、测绘质量控制、成果的验收与接受。

3.2.1 监测质量控制要点

（1）明确监测技术要求

除了在委托测量合同中援引测量需遵循的基本规范外，监测技术任务书中还对监测要求予以明确，包括以断面起讫坐标表示的测绘范围、用图目的、测图比例、采用的平面和高程控制系统、测宽范围及滩坎测量要求与测绘的重点特征、成果提交时间及形式等。以利测绘外业人员了解测绘用途和重点。

（2）加强外业质量控制

抽查测绘外业是否按规范操作。如施测前是否按操作规程对多波束测深系统的连接设备进行安装检查并联机测试，各设备运行是否正常，系统声呐探头是否安装牢固；计划测线的布设是否合理以有效保证扫测重复覆盖率，确保测量精度和可靠性；系统安装参数是否在符合校准地形要求的区域内布置测线并标定计算，以改正声呐探头及光纤罗经和运动传感器的安装偏差（roll、pitch、yaw）、GPS时延（latency）；GPS卫星及数传信号是否良好，多波束声呐信号信噪大小及河床扫测条带回波信号呈像情况，测区测点重复度等；外业采集数据同时是否按规范引测水位并测量实时潮位等。

（3）内业处理质量控制

为保证成图数据的准确性，内业制图前对多波束的每个波束测量数据使用软件进行噪声信号的滤波及跳变点剔除，以有效保证测量成果质量。在数据经各项改正后形成DTM原始水深文件，输出DTM三维彩色地形图，并根据测图比例要求，生成1/2000的格网数据文件，由格网数据文件生成等高线图及断面图（DTM数据），最后输出CAD格式数据文件,并与历史测图套比。

（4）测量成果验收与接受

成果的验收主要检查测图图面要素、线型标注等是否满足规范和使用要求，图式是否符合《1：500、1：1000、1：2000 地形图图式》、《大比例尺地形图机助制图规范》、《全球定位系统（GPS）测量规范》等现行相关规范要求。验收合格后接受成果。

3.3 测图分析检查(Check)

镇扬河段监测分析主要采用断面地形法，根据水下地形平面、断面套比，检查已建工段最近一年间和竣工以来河床岸坡变化情况，根据冲淤变化尺度结合已建工程资料分析判断工段稳定与否。根据分析，工段内主要变化有三种：一是河床岸坡变化为年际间正常冲淤调整；二是已建护岸存在损毁；三是护岸外侧河床存在较大变化且已影响护岸安全。变化的形成原因主要有三种：一是受较大来水较长历时冲刷所致；二是采砂或疏浚或上下游兴建码头等建筑物、堤岸堆载等人类活动影响；三是前两种情形综合作用。

分析时对测图中冲刷严重、影响工程安全问题的部位，应复核原始测量数据及处理过程，以排除人为错误，然后进行分析计算，最终报告经分管和主要领导两审定稿。

3.4 存在问题处理(Act)

针对分析中发现的不同问题分别提出处理建议。属河床正常冲淤变化且对工程无影响的应继续监测；对于冲刷严重、岸坡较陡、安全系数较低、可能随时发生崩岸的岸段，应立即上报主管部门采取应急抢险措施；存在局部损毁、影响工程完整性和效益发挥，但尚不十分迫切的岸段，应建议列入度汛应急项目除险加固；对于变化较大岸段，应建议对运行多年的工段全面加固或对未护岸段立项新建。

4 实施效果

自1998年长江大水以来，镇江市渐渐形成江岸监测循环机制，实践表明这种机制对保证监测计划制定、实施和测图分析质量、发挥监测的预测预报功能等发挥了有效作用，是科学合理的工作机制。2006年以来对镇扬河段世业洲汊道多个岸段和五条固定断面实施了监测和水文测验，监测表明世业洲左汊近年处于加速发展状态、对现状河势不利。监测成果得到了江苏省水利厅和镇江市政府重视，并陆续报建实施了世业洲头左缘加固、先锋段和洲尾段护岸等总投资7000余万元的应急整治工程，对减缓世业洲左汊的发展发挥了一定作用。

长江水下河床的动态性决定了长江整治工程并非一劳永逸，需要运行监测和维护，进而也决定了江岸监测的动态循环特征，两者是一致的。