长江中下游护岸工程65年

(长江水利委员会, 湖北 武汉 430010)

特 稿

长江中下游护岸工程65年

长江水利委员会

(长江水利委员会,湖北武汉430010)

长江中下游干流河道河岸大部分为典型二元结构，在水沙条件与河床边界相互作用下，河岸经常发生崩塌。岸线崩退改变了河道的平面形态，引起上下游河势发生调整，给防洪安全和两岸经济发展带来不利影响。新中国成立后，为保障河势稳定和防洪安全，国家及各级政府持续开展了以护岸工程为主的河道治理工作。介绍了新中国成立以来长江中下游护岸工程实施情况、护岸工程技术发展、主要经验及关于今后河道整治的建议。

护岸工程；河道整治；崩岸；长江中下游

长江是我国第一、世界第三大河。长江中下游干流河道上起宜昌，下迄长江河口原50号灯标，全长1 893 km，流经湖北、湖南、江西、安徽、江苏和上海等省(直辖市)。长江中下游沿江地区经济发达、人口密集、城镇化水平高，水资源丰沛，是长江流域的精华地带，地区经济增长速度快，对长江流域和全国的带动作用明显，在我国经济发展中占有极其重要的地位。

长江中下游沿江地区依托黄金水道，区位优势明显，发展潜力巨大，治理好长江中下游干流河道，对促进沿江地区经济社会的快速、健康、可持续发展具有十分重要的意义。新中国成立后，在党中央的关心领导下，长江水利委员会(以下简称长江委)组织力量，会同地方水利部门，开展了长江中下游河道治理工作，兴建了规模宏大的护岸工程，保护岸线长约 1 500 km，占总岸线长(约4 000 km)的37%，占崩岸总长(长约1 800 km)的84%。经过60余年不懈努力，完成了荆江、武汉、南京等重点河段河道整治工程及大量的中下游护岸工程、长江口海塘工程。目前，长江中下游两岸基本稳定，取得了良好的社会、经济和环境效益。

以下概要介绍新中国成立以来长江中下游护岸工程实施情况、护岸工程技术发展、主要工程经验及今后河道整治的几点意见。

1 护岸工程实施概况

长江中下游干流河道河岸为典型二元结构，在一定水流泥沙条件与河床边界的相互作用下，河岸经常发生崩塌。岸线崩退改变了河道的平面形态，引起上下游河势发生调整，给防洪安全和两岸经济发展带来不利影响。新中国成立前，中下游河道仅在上荆江、武汉、江阴以下零星分布有护岸工程，河道基本处于自然状态，主流摆动频繁，江岸崩塌十分剧烈，两岸近4 000 km岸线，崩岸总长约占1/3。

新中国成立后，为了保障河势稳定和防洪安全，国家及各级政府不断地开展了以护岸工程为主的河道治理工作。20世纪50～60年代对重点堤防和重要城市江岸的岸坡实施了防护[1]。60～70年代，在下荆江实施了裁弯工程，兴建了武汉、南京等重点河段河势控制工程，对部分趋于萎缩的支汊( 如安庆河段的官洲西江、扁担洲右夹江、玉板洲夹江，铜陵河段的太阳洲、太白洲水域，南京河段的兴隆洲左汊)进行了封堵。20世纪80～90年代中期，开展了界牌、马鞍山、南京、镇杨等河段的系统治理。据不完全统计，至1998年前，长江中下游累计完成抛石量6 687万m3，沉排410万m2，累计完成护岸长度1 189 km。

1998年长江发生流域性洪水后，中央有关部门和全国各地按照党中央和国务院的统一部署，掀起了大规模防洪工程建设的新高潮。1999～2003年，长江委组织实施了长江重要堤防隐蔽工程，对直接危及重要堤防崩岸段和少数河势变化剧烈的河段进行了治理，工程涵盖湖北、湖南、安徽、江西四省所辖范围内的长江干堤及汉江遥堤、赣江赣抚大堤等2 000余km堤防，累计护岸总长436 km，完成抛石方2 215万m3，混凝土铰链沉排100万m2。

2003年三峡水库蓄水运用以后，长江中下游干流河道崩岸的强度与频率明显大于水库蓄水运用前，为保障防洪安全，维护河势稳定，开展了部分河段河势控制应急工程建设，至2010年完成治理长度约200 km。2011年后，在《三峡后续工作总体规划》指导下，对“清水下泄”影响较明显的宜昌至城陵矶河段的重点崩岸段河势控制工程以及目前受其影响逐渐显现的城陵矶至湖口河段部分重点岸段进行守护；在172项重大水利工程中对湖口以下重点河段河道崩岸进行治理，目前已完成和正在实施的护岸工程长度超过300 km。此外，为充分发挥长江中下游“黄金水道”的航运功能，自20世纪90年代以来，交通运输部持续开展了长江中下游航道整治工作，重点守护碍航水道崩岸段及洲滩，明显改善了航道条件，提高了航道标准。

据统计，水利部1998年批复的《长江中下游干流河道治理规划报告》中安排的近期河势控制工程已基本完成，长江中下游河势得到一定程度的控制，岸线已基本稳定，增强了防洪能力，改善了航道条件，基本满足沿江社会经济发展的需求，规划确定的近期治理目标基本实现。

2 护岸工程技术发展

长江中下游河道演变的主要形式是平面变形，由此而带来对防洪与河势的影响，不仅直接威胁堤防工程的安全，也影响沿江各涉水工程设施安全和正常运行，造成制约两岸经济发展的一系列问题，使得研究导致河道平面变形的崩岸机理及护岸工程技术成为研究长江中下游河道整治的主要问题。长江委和中下游各省十分重视崩岸成因和护岸工程技术方面的研究与经验总结。21世纪初，长江委联合中下游各省有关部门和科研单位、高等院校，采取河道观测、调查研究、理论分析、试验研究和经验总结相结合的技术路线，对长江河道平面变形、崩岸机理以及护岸工程技术进行全面、深入研究，对新材料护岸效果进行试验研究，取得了丰硕成果。

长江中下游护岸工程技术的研究源于工程实践提出的问题和要求，其发展贯穿于长江中下游河道60多年的治河实践中[2-3]。20世纪50～60年代初，首次开展了护岸块石移动规律的水槽试验，根据试验成果和资料分析，对荆江大堤护岸工程形式及加固进行了研究；60年代中期，对在无为大堤等重要堤防和南京等城市已经实施的沉排进行了稳定性分析，根据导致沉排破坏主要因素提出加固意见；60～70年代，进一步对平顺护岸的块石移动规律开展室内水槽实验，并对相对稳定坡度和施工方法作了研究，取得的研究成果已应用于护岸工程设计及工程实践；70～80年代，为了总结实践经验，对长江中下游护岸工程效果、险情、结构设计指标进行了广泛而深入的调查研究，在室内弯道水槽中开展了对丁坝、矶头和平顺护岸3种形式护岸效果对比试验和不同护岸形式的水流和冲刷试验，提出了平顺、矶头和丁坝等护岸形式的适用条件，并对软体排和塑料土枕、铰链混凝土排、小颗粒块石等新材料新技术进行试验研究；80年代初，就长江中下游广泛采用的抛石工程，初步制定了护岸规划、设计和施工等有关规定，分别使用浅地层剖面仪和水声探测仪对荆江大堤护岸进行探测，并取得了水下块石分布资料；80年代中期至90年代初，根据柴排运用多年后的工程效果问题，对柴排破坏过程和护岸持久性进行试验研究，此外还开展了塑料编织布护岸工程现场试验；90年代中期，在分析研究和全面总结的基础上制定了长江中下游护岸工程技术要求和护岸测量技术规定等规范性文件；21世纪初，在长江重要堤防隐蔽工程及河势控制应急工程建设中，选择局部岸段开展了新材料、新技术护岸试验研究，如石首北门口沉放钢丝网石笼，岳阳、九江河段局部实施了四面六边透水框架促淤工程，铜陵河段试验段采用固化沙、预制混凝土植生块、串联式混凝土预制块、工字形混凝土预制块等结构型式护坡，护脚选取压布抛石、模袋砂、改进型混凝土铰链排、模袋混凝土等；期间，采取现场调研、原型实测资料分析、室内水槽和概化模型试验与理论分析相结合方法对不均匀块石守护、小颗粒块石守护、混凝土铰链排、模袋混凝土、土工织物砂枕袋、四面六边透水体及软体排等护岸工程新材料的破坏机理、适用条件和守护效果等进行了较系统的研究，取得了新的研究成果和进展。21世纪中期，随着生态优先、绿色发展的河道治理理念进一步深入，在护岸工程实践中大力提倡采用生态护岸技术。目前护坡主要采用型式有钢丝网石垫、联锁式护坡砖、自嵌式挡土墙等，护底以系接压载软体排(D型软体排、CSB软体排和系沙袋软体排)、联锁块软体排为主，辅以钩连透水体护滩，抛石(石笼)、抛砂枕等镇脚等。总之，建国60多年来，护岸工程研究方兴未艾，在河道治理中得到持续发展，护岸工程技术水平得以不断提高。

3 护岸工程主要经验

60多年来，长江中下游实施了规模宏大的护岸工程，在防洪护堤、控制河势及稳定岸线等方面发挥重要作用。为了系统总结各时期护岸工程的经验，长江委自20世纪70年代以来主持召开了5次护岸工程经验交流会，交流研讨了各阶段长江护岸工程规划设计、分析研究、科学试验、施工管理和工程效果及河道治理的成果和经验，相继出版了论文集，对促进长江中下游护岸工程建设的发展和河道整治工作起着积极推动作用。经过几十年的研究及工程实践，取得了以下主要经验。

3.1 必须依据河势控制规划开展河道治理工作

长江中下游河道治理的关键在于控制河势，河势控制是河道整治的首要目标。长江中下游干流河势控制不仅事关长江中下游防洪安全布局，而且与中下游沿江地区现有重要国民经济设施的安全运行和经济社会的可持续发展休戚相关，中下游河道治理工作必须在河势控制规划的指导下进行，它是制定河道整治方案、确定整治工程措施的基础和主要依据。60余年来，在长江流域综合规划、长江干流河道治理规划指导下，长江中下游有计划地开展以护岸工程为主体的河势控制工程，取得了显著效果，目前中下游总体河势基本稳定。

3.2 充分认识护岸工程在河道治理中的作用

护岸工程是河道整治的基础，是防洪工程体系的组成部分。经过多年护岸工程实践，长江中下游河道崩岸得到了有效控制，河道平面形态基本稳定，基本消除以往因崩岸引起堤防大幅度退挽局面；沿江涉水安全的岸线趋于稳定；一些河势调整较大的重点河段及重点分汊河段通过关键节点岸线守护、江心洲护岸和堵汊，河势得到控制；依赖于实施河势稳定工程作为整治基础的航道工程，改善和提高了航道条件[4]。实践业已证明，长江中下游护岸工程在防洪护堤、稳定岸线、控制河势、保护沿江两岸人民生命财产的安全和保证涉水工程的安全与正常运行等方面发挥了重要作用，以护岸工程为主的中下游河道治理基本上达到近期整治目标，为沿江地区经济社会可持续发展创造了良好条件。

3.3 关于护岸工程设计几个主要问题

(1) 工程布置及型式。护岸工程布置是关系到护岸工程整体布局和成败的关键性问题，必须合理确定护岸工程的治导线和防护范围，否则达不到预期效果。如护岸工程守护长度不足，护岸段上下游发生崩塌，严重的甚至造成“抄后路”，破坏已有工程的安全。护岸工程实施时机也是工程成败的重要因素，必须服从河段河势控制规划，当岸线达到规划治导线时实施守护为好，过早或过迟守护都可能引起河势不顺，护岸工程本身也不易稳定。

(2) 工程设计。护岸工程设计防护标准不能太低，否则难以达到稳定，后期需不断加固，以至于累计抛护工程量很大，而险情仍不断发生。如武汉龙王庙险工段1998年大水前累计断面抛石达1 000 m3，1998年汛期仍出现较大险情，这与首次守护的标准较低有直接关系。

护坡材料需综合考虑岸坡土体结构、水流顶冲、风浪、破坏变形和环境生态要求等合理选择。水下护脚工程结构根据崩岸强度、河势现状及发展趋势、近岸地形、各种材料结构的适应范围及环保等因素综合确定。在固脚工程设计中，护脚前沿的防冲石和上下游裹头必不可少，抛护工程量及宽度尽可能富裕，以适应河床冲刷调整，保证工程效果。

近年来，随着人们环境保护意识的不断提高，护岸工程设计需考虑将对生态环境的不利影响降低到最小程度。一方面，护岸工程本身应考虑采取一些生态措施，如水上适当采用生态护岸，水下采用有利于生物栖息的多孔隙透结构等；另一方面，在护岸工程布置和工期安排上，需考虑生态的需求，如护岸工程尽可能避开生态核心区，施工期避开鱼类产卵期等。

4 关于今后河道整治几点意见

4.1 加快开展长江中下游崩岸治理工作

党中央、国务院高度重视长江保护和治理，持续开展了堤岸防护、河势控制以及应急抢护等工作，特别是1998年大水后，国家对长江中下游干流堤防和河道进行了大规模治理，有效维护河势和岸线的总体稳定。但是，由于气候变化和三峡及上游干支流水库运用对来水来沙条件的改变，近年来长江中下游干流局部河段河势调整有所加剧，新的崩岸险情频繁发生，不仅威胁着长江中下游防洪、供水、航运安全和河势稳定，也给沿江基础实施布局特别是长江经济带建设带来影响。长江中下游崩岸治理是完善长江防洪减灾综合体系亟待加强的重要环节，是保障长江经济带持续发展、事关全局的基础性工作，因此，加快长江中下游河道崩岸治理是十分重要和紧迫的。

长江中下游崩岸重点治理项目包括《三项后续工作规划的长江中下游重点河段河势及岸坡影响处理项目》以及172项重大水利工程中的湖口以下重点河段河道崩岸治理项目，治理长度约958 km，扣除2016年前已安排经费，总投资约167亿元。力争用3 a左右时间基本完成项目建设任务，使长江中下游干流现有重点崩岸河段得到全面治理，应急防护和安全度汛得到加强，投入保障机制进一步健全，形成河势稳定、堤防稳固、泄洪通畅、通航安全、环境与生态良好的河道。

长江委要切实发挥流域机构的组织协调和技术指导作用，确保各项任务按要求顺利推进。长江中下游沿江各省要高度重视，把加快长江崩岸治理作为“十三五”时期水利建设的一项重要而紧迫任务，落实各省级人民政府主体责任，加强组织实施。按照实施方案要求，细分时间节点安排，及时研究和解决工作中重大问题，精心组织，周密安排，确保项目前期工作有力推进，项目建设顺利实施。

4.2 继续做好河道观测与分析研究工作

河道观测和分析研究是制定、修订河道治理规划和实施治理工程的基础工作。60多年来，长江委和沿江各省十分重视河道观测工作，进行了水道地形、水流泥沙、崩岸以及大型涉河工程专项观测，积累了丰富、全面、系统的资料，为提高河道整治科学研究水平提供了良好条件。同时，开展多学科综合研究，重视科学试验，将河道分析研究工作推向深入。河道整治是一门以泥沙运动和河床演变为基础，综合多学科研究的工程技术学科，在整治规划和设计工作中，必须开展综合性研究。河道分析研究工作实践性很强，影响河床演变因素十分复杂，除了加强河道观测外，还需进行科学试验研究，这对于掌握河道演变规律和确定整治方案具有重要的作用。以往实践表明，基于大量调查分析和试验研究工作的下荆江裁弯观测规划和设计是符合客观规律的，为今后的治理打下了坚实的基础；在长江中游冲淤变化复杂、碍航严重、两岸防洪突出的界牌河段综合治理可行性研究中，进行了多种整治方案比选的河工模型试验研究，提出枯水双槽方案，成功地运用于工程实践中；此外，武汉河段、镇杨、南京河段等重点河段整治以及近期提高中游航道标准的碍航水道航道整治中，均开展专项模型试验研究，为工程方案确定、设计及实施提供技术支撑。今后，河道分析研究工作要坚持和发扬与河道观测紧密结合的优良传统，要以实测资料为重点进行河床演变分析，要积极开展河工模型试验及数学模型计算工作，要继续开展多学科综合研究，进行新水沙条件下河道水流泥沙运动、河道冲淤规律、河型成因、江湖关系及河道整治新技术等重大课题研究。

4.3 逐步建立崩岸监测预测信息化平台

天然河道断面形态、边界条件及河床河岸组成非常复杂，崩岸的发生是多种因素综合作用的结果，目前对崩岸进行精确的预测仍存在较大困难，需进一步开展并加强长江中下游河道河势变化与崩岸监测，加强高新技术手段在崩岸预测预报中的应用，并通过研究揭示冲刷条件下不同河型崩岸的机理及其发生条件，提出合理的预测预警方法，在现有的长江委“水利一张图”基础上，逐步建立河道崩岸预警系统平台。

4.4 定期开展护岸工程技术经验交流

长江中下游护岸工程是一项规模宏大的治江工程。自20世纪50年代以来，长江委及沿江各省开展了大量的规划设计、观测分析和科学研究工作。为了总结工程实践中长期积累的丰富经验，长江委在20世纪70～90年代，主持召开5次护岸工程经验交流会。会议交流了河道观测、分析研究、科学试验、规划设计、工程技术和河道管理等方面的成果和经验，推动了护岸工程建设的发展和河道整治工作。会议论文集也体现了治理长江集体智慧的结晶，不仅提高了工程技术和学术水平，同时也融合了团结治水的精神。

长江中下游河道整治已经走过65 a光辉历程，护岸工程取得了巨大的成就，工程技术水平明显提高，这是长江中下游沿江各省和长江委共同努力及有关部门大力支持的结果。通过本次会议交流，进一步总结了半个多世纪以来长江治理的经验，以期将长江中下游河道治理工作不断推向新的阶段。今后，定期召开交流会议仍是有益而必要的。

5 结 语

长江是沿江地区人民和社会经济赖以生存和发展的首要条件，随着社会经济快速发展，对长江的依赖愈来愈大。长江中下游历经半个多世纪治理，取得了初步成效，对沿江地区经济社会发展发挥了重要作用。但也必须清醒的认识到，上游来沙减少及三峡等干支流水库的蓄水运用将显著改变来水来沙条件，中下游干流河道面临长时期、长距离、大幅度冲刷的严峻新形势。在长期“清水下泄”作用下，迎流顶冲段岸坡将普遍变陡，崩岸强度将明显加剧，有些河段的河势将发生变化，引起新的崩岸险情和汊道分流格局的变化，对防洪安全、河势稳定、航道通畅、两岸国民经济设施的正常运行带来深远影响。因此，今后长江中下游河道治理的任务仍十分繁重，应以《长江中下游河道治理规划(2016修订)》为指导[5]，按照“因地制宜、因势利导，统筹兼顾、突出重点”，以及“生态优先、绿色发展，远近结合、分期实施”的原则，充分考虑干支流水库蓄水运用对河道冲淤的影响，进一步巩固以往河势控制和崩岸治理成果，加强对新出现的和可能出现的崩岸险情进行治理，避免河势出现重大调整；统筹考虑黄金水道建设及长江经济带主要设施布局对河势稳定和防洪保安的新要求，全面开展长江中下游干流、长江口、其他主要河流及重要中小河流的系统治理，控制有利河势，调整改善不利河势，保障防洪安全，促进航运发展，维护岸线合理利用，为长江流域社会和经济可持续发展提供坚实的保障。

[1] 余文畴, 卢金友. 长江河道崩岸与护岸[M].北京: 中国水利水电出版社, 2008.

[2] 卢金友,张细兵,姚仕明. 人类活动影响下长江中下游江湖治理问题探讨[J].人民长江. 2013,44(10):18-22.

[3] 余文畴. 长江河道认识与实践[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2013.

[4] 卢金友,张细兵,孙贵洲. 长江宜昌至安庆段近期河道演变与黄金水道治理[J]. 人民长江. 2017, 48(5): 1-7.

[5] 长江水利委员会.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.

(编辑：李慧)

2017-09-15

国家重点研发计划水资源高效开发利用重点专项课题资助(2017YFC0405306)

1006-0081(2017)11-0001-05

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