APP下载

长江中下游护岸工程段崩岸原因分析
——以彭兴洲—江心洲段为例

2017-04-12高清洋程小兵李晓星王晓旭

水道港口 2017年1期
关键词:江心洲右移岸坡

高清洋,杨 阳,程小兵,李晓星,王晓旭

(1.长沙理工大学水利工程学院,长沙410114;2.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456)

长江中下游护岸工程段崩岸原因分析
——以彭兴洲—江心洲段为例

高清洋1,杨 阳2,程小兵2,李晓星2,王晓旭1

(1.长沙理工大学水利工程学院,长沙410114;2.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456)

长江中下游河道中护岸工程段崩岸频发,带来了严重的工程失效问题,在很大程度上影响着长江沿岸防洪抗汛、稳定航道等功能,这一问题亟待解决。为探究长江中下游护岸工程段崩岸的主要原因,以彭兴洲—江心洲护岸段崩岸为例,基于现场调研资料,对可能导致其崩岸的各个因素展开理论分析,分析认为深泓贴岸淘刷加剧、岸坡土质抗冲性较差是造成该工程段崩岸的主要原因,故而提出以“扩大守护范围,稳固护岸岸脚,平顺岸线”为后续护岸工程加固的原则。

崩岸;护岸工程;彭兴洲—江心洲;长江中下游;原因分析

崩岸是指河岸岸坡受水流冲刷横向崩退的物理过程。长期以来,崩岸问题一直频现于长江中下游河道,且多发生在一些河势稳定性较差的分汊汇流段(如沙市段、盐观段、七弓岭段和江乌段),弯道段(如石首河湾和监利河湾)以及部分顺直过渡段(如城陵矶段和九江段)[1]。此类崩岸河段往往存在一个共性特征,即河势处于不断调整的过程中,而河岸剧烈的横向蚀退即是对这一过程的集中响应。自三峡工程运行以来,库区清水下泄,河势不断调整,崩岸趋向频繁化。

治理崩岸问题主要采用护岸工程,抑制河岸横向变形,达到稳定河势的目的。自1998年以来国家加大了长江中下游河道护岸工程的建设力度。据不完全统计,2003~2006年(三峡蓄水运行初期)长江中下游干流河道年均崩岸80次,年均崩岸总长达77.7 km,至2007~2013年时,年均崩岸次数和年均崩岸总长仅分别为48次和30.1 km[2],在频次和规模上均有大幅减小,这说明护岸工程的实施确能较好地保护岸坡,提高河岸稳定性,很大程度上起到防治崩岸的作用。

新近发现,在岸坡稳定状况理应较好的已护岸河段依然产生了崩岸,例如2006年长江中游石首河湾的向家洲护岸段、2010年监利河段的团结闸护岸段以及2011年长江下游江乌河段的江心洲护岸段等,如图1所示,这一情形严重影响了工程预期的守护效果。长江沿岸的护岸工程带兼具防洪抗汛、稳定航道等重要作用,因此认识和解决护岸工程段的崩岸问题迫在眉睫。本文以长江下游彭兴洲-江心洲护岸段近年来发生的崩岸问题为例展开分析,探讨引发护岸段崩岸的主要原因,可为长江中下游其他类似河段的护岸工程设计和维护提供参考和借鉴。

图1 长江中下游河道部分护岸段崩岸图Fig.1 Bank collapse of channel revetments in the middle and lower reaches of the Yangtze River

1 长江中下游河道崩岸特性及影响因素

自上世纪90年代以来,仅长江中下游河道的崩岸就多达数百起,崩岸段长达1 520 km,占两岸岸线总长的35.7%[2]。按照平面形态划分,一般崩岸的类型主要分为窝崩、条崩和洗崩。其中窝崩呈圆弧状,破坏规模较大,条崩呈条带状,规模次于窝崩,这两者占长江中下游河道崩岸总数的90%以上,而洗崩一般呈台阶状,且规模较小,频率较低[3]。

崩岸是一个复杂的物理问题,涉及到水流、土体、泥沙等多重要素。我国长江中下游河道的崩岸研究起步较早,成果较多[4-5],现阶段认为水流动力条件、河岸边界的不平顺[5]、土体结构和抗冲性能[6-7]、动水压力[7-8]、渗流[4-5,9]等均会对崩岸产生影响,然而由于崩岸构成要素的复杂性,现有成果尚不能完全解释其内在机理。

研究表明,天然河段崩岸产生的原因主要分为自然因素和人为因素[5],自然因素中包括水流动力条件、岸坡土体条件、河床边界条件、渗流及波浪等[10],人为因素主要有不合理的采砂和坡顶加载等。在长江中下游的绝大部分河道中,采砂行为控制较为合理,坡顶维护较好,这两者对河段崩岸的影响较小,因此一般情况下,主要考虑自然因素对长江中下游河道崩岸的影响。

护岸工程段崩岸与天然河段崩岸在影响因素上存在异同:首先,护岸工程带铺设于岸坡表面,在一定程度上减弱了水流直接的淘刷作用以及波浪对水面附近土体侵蚀剥落的影响,但也不能完全排除水流动力条件与波浪这两个因素对护岸段崩岸的影响;其次岸坡土体条件(包括土体结构和抗冲性)是既定的客观情况,不会因为表面护岸工程的实施而有所变化,故仍需考虑岸坡土体条件的影响;部分工程段铺设护岸结构前会采取削坡和平顺岸线的措施,但一般情况下河岸边界无法做到绝对的平顺,由于边界的不平顺引发二次流很可能会触发崩岸,因此这一因素不应被忽略;此外,土体内部渗流对岸坡的影响持续存在,同样需加以考虑。总结来看,可能导致护岸工程段崩岸的影响因素囊括了所有天然河段崩岸的影响因素,除此之外,还应当额外考虑护岸工程结构强度及沉降的影响。综上所述,影响护岸工程段崩岸的因素主要有以下8点:

(1)水流动力条件冲刷;(2)土质抗冲性较差;(3)重力稳定性较差;(4)河岸边界不平顺;(5)渗流影响;(6)江河波浪、船行波影响;(7)护岸工程结构偏弱;(8)沉降影响。

现阶段,有关护岸工程段崩岸的研究较少,对于此类崩岸的具体成因也并未明了。上述8点基本囊括了一般情况下护岸段崩岸的所有可能因素,可逐一分析,甄选出影响较大的因素,排除影响较小的因素,便可初步得到导致护岸段崩岸的主要原因。

2 彭兴洲—江心洲河段自然条件概况

2.1 河道概况

彭兴洲—江心洲护岸工程段位于长江下游安徽省马鞍山市境内的江心洲河段(图2),河段上起东西梁山,下至人头矶,全长约24 km。河段平面两头窄、中间宽,呈顺直分汊状。两洲以岔河相隔将河道分为左、右两汊,左汊为主汊(江心洲水道),外形顺直,长约25 km,宽约2 km,有牛屯河、太阳河等支流汇入。左汊内主流摆动,两侧滩槽交替变化。右汊为支汊(太平府水道),中部弯曲,长约26.8 km,宽约0.6 km,有姑溪河、锁溪河支流汇入。

2.2 来水来沙及潮汐概况

大通水文站位于彭兴洲—江心洲河段上游186 km,大通站以下至彭兴洲—江心洲河段较大的入江支流有安徽的青弋江、水阳江、裕溪河,但入汇量较小,故大通站的实测资料可基本代表彭兴洲—江心洲河段的水沙特征。据大通站1952年~2013年的流量及泥沙统计资料显示,彭兴洲—江心洲河段的洪枯流量和输沙量年际间分布极不平衡,年内汛期的来水来沙量则较为集中。

彭兴洲—江心洲河段下距吴淞口400~424 km,处于长江下游感潮河段的上段,全年受潮汐影响,枯水期影响较大,汛期影响较小,但不处于潮流界内,因此影响彭兴洲—江心洲河段的主要动力仍为径流[11]。

2.3 河岸地质及土质概况

彭兴洲—江心洲河段地质构造单元属宁芜断陷盆地中段,亦属宁芜火山盆地的腹部,盆地基地由中、下三叠统的青龙灰岩,上三叠统的黄马青组砂页岩,中、下侏罗统的象山群砂岩组成,上部由燕山期火山岩系组成,地表多发育第四系粘性土、粉细砂及砾卵石土层,厚度较大,一般具有中等透水性,赋存第四系孔隙潜水。

彭兴洲—江心洲护岸工程崩岸段的土体由粉细砂、粉质黏土及细砂等组成,但主要为粉细砂,经地质勘查表明,该段粉细砂的有效粒径d10=0.068 mm,重度γ=19 kN/m3,孔隙比e=0.75,容许承载力fak=100 kpa,粘聚力c=2 kpa,渗透系数k=6×10-3cm/s。

2.4 彭兴洲—江心洲段护岸工程及崩岸概况

彭兴洲—江心洲段护岸工程自2009年10月开工,至2010年1月完成全部水下沉排。护岸结构以枯水平台面层为界,分为水上护坡和水下护脚(含护底)两部分,水上护坡主要以雷诺护坡、干砌石护坡与砼六方块护坡相间守护为主;水下护脚和护底依据各断面水下边坡的情况,从枯水平台开始向深泓方向依次铺设D10型系砼块排至黄海高程-10 m左右(近岸深泓底部高程约为黄海高程-20~-25 m之间),排体横向搭接宽度为5 m,在排体下部边缘10 m范围内加抛1 m厚的备填石镇脚。工程竣工后,岸坡总体守护情况较好,分布连续。

彭兴洲—江心洲护岸工程自2009年11月开工至2012年5月竣工前后累计发生崩岸11次,如表1所示。其中有9次发生于11月至4月,且有4次处于11月,这表明该护岸工程段崩岸主要集中在枯水期,且多处于枯水期初期;从崩岸的类型和规模来看,这11次崩岸中有1次为条崩,规模较小,5次为窝崩,规模自数十米至数百米不等,其余5次崩岸的类型眼下尚无法明确。此外,从图3所示的崩岸位置分布示意图中可见,这11次崩岸均分布于彭兴洲和江心洲间的岔河上、下游的子堤外,即处于A1+500-A2+900段和A3+850-A4+450段,这些区段沉积时间相对较短,结构抗冲性相对较弱。如图4即为#5崩岸的实况图,图中表明崩岸发生期间河段水位低于坡顶平台,且近岸侧的块石护面依然保存较好,但近水侧的护面块体由于崩岸的原因已基本散落,内部的岸坡土体壁面均已裸露,且较为陡耸,存在继续崩退的趋势。

图2 江心洲河段示意图Fig.2 Sketch of Jangxinzhou river reach

表1 彭兴洲和江心洲护岸工程段崩岸汇总表Tab.1 Summary table of the head and left edge of Pengxingzhou-Jiangxinzhou revetment bank collapse

图3 护岸工程段崩岸位置示意图Fig.3 Location of bank collapse in the revetment area

3 护岸工程段崩岸原因分析

3.1 水流动力条件

就目前的认识而言,水流动力条件是长江中下游河道崩岸中首要的触发因素[6]。因此,若要解释彭兴洲—江心洲护岸工程段崩岸的原因,应首先从水流动力条件的角度入手进行分析。选取江心洲水道2006年~2012年中部分年份的枯水期流速数据进行对比和分析,如图5所示。江心洲水道两岸岸距宽约4 000 m,枯水期时水面宽约1 400 m,选取年内三个连续的流速较大点作为主流,三点的水平位置即为主流范围,三个连续点中的流速最大点代表主流流速,图中反映江心洲水道中的主流位置显著偏向右岸,因此主流的变化在很大程度上可直接影响和反映近岸区水流动力条件的变化。从主流位置的年际变化来看,2006年、2007年与2012年这三年的主流位置变化不大,但仍存在小幅右移,右移幅度在0~10 m,2008年时主流显著右移,幅度超过50 m,这说明近年来江心洲水道中主流呈现整体右移的趋势,对彭兴洲—江心洲岸坡的冲刷加剧;从年际间的主流流速来看,2006年主流流速约为0.67 m/s,2007年时增至0.77 m/s,2008年时降至0.69 m/s,2012年时又回升至0.80 m/s,可见近年来江心洲水道的主流流速虽有涨有落,但总体趋向增大,因此近岸区的水流动力作用也相应增大。此外图6显示2006年~2008年期间,江心洲水道中距左岸岸距约3 200 m位置时水流流速急剧降至0.1~0.2 m/s,而2012年时,此处水流的流速并未急剧下降,而是高达0.43 m/s,这可能是由于2008年与2012年之间曾发生过一次或多次崩岸,以致崩塌后岸坡整体变缓,岸坡地形高程降低,近岸区同一水平位置处的水深相应增大,水流流速也有了显著提升,这一情形势必加剧对右岸彭兴洲—江心洲岸坡的冲刷,为下一次崩岸的产生营造条件。上述情形均表明彭兴洲—江心洲河段的主流位置存在贴岸趋势,且主流流速趋于增大,近岸区的水流动力作用整体趋于增强,对岸坡的冲刷作用加剧。

近岸区水流动力作用的增强,并不意味着岸坡一定会产生崩岸这类剧烈的调整模式,也可能是以一种缓和渐进的方式调整至较缓的稳定坡度。这一过程中水流与岸坡土体相互影响和制约,极为复杂,然而透过地形的变化趋势便可直观反映两者相互响应的结果和规律。对比2006年3月和2012年3月这两年的地形资料,若假设2006年3月时水下各段地形的水平位置均为0 m,则以A2+060断面为界,可绘制出2012年3月时该断面以上及以下河段的水下等高线、深槽线和深泓的右移变化图(图6),如下所示。

图4 #5崩岸现场Fig.4 Scene of#5 bank collapse

分析上图,可得出以下四点:

(1)以A2+060断面为界线,不论以上还是以下河段,江心洲水道的水下等高线、深槽线和深泓的均向右移动,右移幅度大小不一,平均右移达61 m,可见江心洲水道滩槽冲刷后退的现象较为明显。

(2)由图3可知,彭兴洲—江心洲护岸工程段发生的11次典型崩岸中有8次发生在A2+060断面以下河段,仅有3次发生在A2+060断面以上河段,而图6反映A2+060断面以上河段的水下等高线、深槽线和深泓右移幅度均小于A2+060断面以下河段,后者的平均右移幅度达到了前者的1.85倍,这表明A2+ 060断面以下河段滩槽冲刷后退的现象更为显著,也就是说其水流动力作用更为剧烈,这与A2+060断面以下河段崩岸更为频繁的现象相符。

(3)图6反映水下-10 m至深泓的地形右移幅度变化存在一定规律,即深泓右移幅度>-25 m深槽右移幅度>-20 m深槽右移幅度>-10 m等高线右移幅度,这说明伴随着水深的增加,水下边坡坡度逐渐变陡,岸坡整体的稳定性有所降低,同时河道在向窄、深的方向发展,近岸区的水流动力作用进一步加剧。

图5 2006~2012年部分年份断面流速图Fig.5 Section velocity of part of the years from 2006 to 2012

图6 2006年与2012年江心洲部分河段水下等高线、深槽线及深泓右移变化对比图Fig.6 Comparative situation of underwater contour,deep groove and thalweg turning right of Jiangxinzhou channel between 2006 and 2012

(4)图6反映深泓的右移幅度最大,平均达到了125 m,这说明相比于2012年,2006年时深泓距岸相对较远,据此情形,彭兴洲—江心洲护岸工程仅守护至-10 m高程的设计也是合乎情理的。但近年来深泓逐步贴岸,水流动力作用相应增强,对于-10 m以下未守护的坡脚段,其受冲加剧的情况客观存在,而-10 m以上的岸坡段在护岸工程的守护下,稳定性较好,却也一定程度上丧失了缓和渐进调整岸坡角度的能力,因此伴随着深泓的贴岸,岸坡下部坡度逐渐变陡,这无疑为岸坡剧烈的横向调整创造了条件。

自三峡蓄水以来,清水下泄,长江中下游河段的河势相应发生调整,深泓贴岸的状况普遍存在,总结上文来看,彭兴洲—江心洲护岸工程段也同样处于深泓贴岸的水流环境中。当护岸工程开始实施时,岸坡较缓,深泓距岸也相对较远,但伴随着冲刷的发展,深泓向岸贴靠,-10 m以下未守护的坡脚段淘刷剧烈,岸坡变陡,而这恰是彭兴洲—江心洲护岸工程段崩岸频繁化、剧烈化的重要因素。因此,深泓贴岸淘刷加剧应当是彭兴洲—江心洲护岸工程段崩岸的主要原因。

3.2 土质抗冲性

长江中下游河道中的岸坡土体大多可简化为由上部黏土层和下部砂土层构成的二元土层结构,一般上部黏土层抗冲性较强,下部砂土层抗冲性较弱,在一定条件下,下部土体的受冲流失便会引发岸坡的整体失稳而崩塌,因此一般认为土体结构和土质抗冲性[6]是崩岸的主要内因。在彭兴洲—江心洲河段中,岸坡土体主要由粉细砂构成,其二元分层结构并不明显,故本节重点分析该河段粉细砂的土质抗冲性。据《土的工程分类标准》(GB/T 50145-2007),粉细砂的粒径范围为0.005~0.075 mm,美国ASCE工作委员会总结的经验曲线显示该粒径范围内的土体起动流速为0.15~0.40 m/s,沙莫夫的经验公式表明其起动流速约为0.53 m/s[12],夏军强等曾对不同水文时期的荆98断面进行实测,结果表明当近岸水深为6.4~16.8 m,该处非黏性土(粒径>0.005 mm)的起动流速为0.42~0.49 m/s[13],而根据彭兴洲—江心洲河段护岸工程区洪水期的流速实测资料显示,以A3+300断面附近为例,水深10 m左右的近岸流速均超过了1.0 m/s,最大甚至达到了1.7 m/s,该流速值是前人总结的粉细砂起动流速的1.9~6.7倍,这表明彭兴洲—江心洲河段中的粉细砂极易起动,其自身的土质抗冲性较差。此外,图3显示已发生的数次崩岸均处于彭兴洲和江心洲间的岔河上、下游的子堤外,这一区段沉积时间相对较短,土体粘聚性不强,表现为松散颗粒状,加之近年来深泓贴岸的水流环境,近深泓处强劲的水流动力作用更是导致了崩岸段岸坡坡脚的局部冲刷加剧,降低了整体的岸坡稳定性,为崩岸提供了契机。由此可见,土质抗冲性较差也是该段崩岸的主要原因之一。

3.3 重力稳定性

彭兴洲—江心洲河段的岸坡土体以粉细砂为主,粘聚性不强,在不考虑土体黏性的情况下,水下岸坡应存在一个休止角,当岸坡角度小于该角度时,仅就重力作用而言该岸坡自身是稳定的,反之当岸坡角度大于该角度时该岸坡不稳定,存在调整至相对更稳定的岸坡角度的趋势。因此,为了解彭兴洲—江心洲护岸工程段岸坡的水下稳定性,分别采用瑞典条分法和直线法对河段中的4个曾发生过崩岸或可能发生崩岸的剖面进行极限平衡稳定计算。结果显示该护岸工程段岸坡重力稳定的安全系数均远远高于1,其中用圆弧法计算的为5.95~9.97,用直线法计算的为1.81~3.65,这一结果表明,仅就重力作用而言,彭兴洲—江心洲河段绝大部分岸坡的重力稳定性较好,因重力失稳引发崩岸的可能性不大。

3.4 边界条件

河岸边界的不平顺极易引发局部二次流,而二次流对岸坡土体的淘刷不容小觑[6],因此在本护岸工程段崩岸影响因素的研究中有必要对河岸边界条件进行分析。图3表明,彭心洲—江心洲左岸岸线边界整体较为平顺,但局部也存在可能影响水流结构的不平顺区域,如主流顶冲段中明显突出于江岸的尖咀或能干扰水流方向的人工建筑区域,在这些不平顺河岸区域的下游,往往产生类似#2、#5和#7的窝崩。由于当前尚无细致的水流数据能够直观反映沿程的水流流态,故而本节从横断面地形剖面的角度来分析边界条件可能对崩岸造成的影响。如图7即为#3、#5崩岸在崩岸前后的地形剖面变化图,图中所绘“护岸工程”仅表示彭兴洲—江心洲段护岸工程的水平位置示意。以该图为例,失稳前岸坡下陡上缓,平均坡度约为1:5.9,排尾附近最陡达1:3.2,该岸坡崩退最为剧烈的位置大体位于原岸坡的0 m等高线处,该处明显上凸,形成尖咀。枯水季时,尖咀地形起着显著的阻流作用,在下游形成竖轴漩涡,据此分析,#5窝崩极有可能是岸边尖咀挑流引起的竖轴漩涡造成的。因此,河岸边界条件的不平顺可能对彭兴洲—江心洲护岸段的部分崩岸存在影响,但影响范围有限。

3.5 渗流

彭兴洲—江心洲河段两岸岸坡的土体以粉细砂为主,表层较为松散,受水位频繁涨落及降水过程的影响较大,岸坡易产生流砂、流土、管涌等问题,在一定程度上降低了岸坡稳定性。但从崩岸后岸线外15 m左右的坡顶均没入水下可见,可见水面以上岸坡的破坏是因为水面以下的岸坡整体失稳崩塌连带产生的,因此渗流对彭兴洲—江心洲护岸工程段崩岸的影响有限。

3.6 江河波浪及船行波

江河波浪及船行波对岸坡的影响时刻存在,但其影响程度及影响范围较小。就目前的认识而言,江河波浪及船行波一般仅会导致规模较小,呈台阶状的洗崩,而不可能引发例如彭兴洲—江心洲河段中崩长达上百米的大型崩岸,因此江河波浪及船行波不可能是引发本段崩岸的原因。

3.7 护岸工程结构

从该护岸工程的验收结果来看,工程总体守护效果较好,分布连续,且排体的设计经过相关部门的反复计算和验证,强度较大,安全性较高,因此护岸工程结构偏弱对本段崩岸的影响不大。

3.8 沉降

根据施工期沉降观测显示,截至2010年11月底所检测到的断面最大沉降仅为0.068 m。从观测结果来看,沉降不会导致护岸排体因局部变形产生的排布和筋条撕裂损坏,同时沉降也不会致使排头抛枕及压载块石的滑落,因此沉降影响并不会导致本护岸段的崩岸。

4 认识和思考

综合表明深泓贴岸淘刷加剧、岸坡土质抗冲较差是造成彭兴洲—江心洲护岸工程段崩岸的主要原因。考虑到该崩岸段的岸坡坡度相对较缓,且护岸工程实施时深泓岸距多在200~300 m,甚至大于300 m,对于此类缓坡的护岸通常也并不守护至深泓。然而伴随着冲刷的发展,深泓向岸贴靠,该护岸工程已无法在当前的水流环境下起到良好的守护效果,其守护范围偏小,大多只守至-10 m高程处,对岸坡稳定性至关重要的-10 m以下坡脚段并未守护,以致排尾以下的坡脚剧烈冲刷,岸坡变陡,稳定性降低,继而整体崩塌。此外,若深泓贴岸的状况持续存在,目前彭兴洲—江心洲护岸工程段的布置可能无法有效地发挥出其守护效果,在该情况下,-10 m以上护岸的设置反而加大了坡面荷载,在某种程度上加剧崩岸的产生。彭兴洲—江心洲段岸坡土质抗冲性较差是其客观本质的体现,很难改变,因此现阶段若要改善该护岸工程段崩岸频发的现状,可以通过增强岸坡的守护条件和限制外部不利条件来减少对岸坡失稳的影响:即尽可能地扩大护岸工程守护的范围,并根据护岸岸脚的冲刷情况,及时地进行镇脚维护,同时平顺河岸岸线,尽量避免近岸区二次流的产生对岸坡边壁的淘刷。因此后续护岸加固的原则可概化为“扩大守护范围,稳固护岸岸脚,平顺岸线”。

自三峡工程运行以来,清水下泄的影响持续,长江中下游河道中与彭兴洲—江心洲段水流环境、土体条件相似的河段普遍存在,这也就意味着未来在已实施或将实施的类似护岸工程段中也同样可能会发生崩岸。因此,本文对于彭兴洲-江心洲护岸工程段崩岸的分析成果,可为其类似河段的护岸工程设计和维护提供参考和借鉴。另外,现有规范是基于已守护状态下的岸坡进行稳定性计算的,并没有考虑可能的坡脚冲刷幅度对岸坡整体稳定性的影响,这是今后护岸工程设计时应予以考虑的。总体来讲,目前有关护岸工程段崩岸的机理认识仍较为浅显,今后可就坡脚处、护岸工程与土体接壤处的水流冲刷破坏过程进行更深入的研究,以便提供更具针对性的护岸技术措施。

[1]许全喜,董炳江,朱玲玲,等.长江中游重点河段崩岸调查与研究[R].武汉:长江水利委员会水文局,2015.

[2]于俊杰,魏乃颐,蒋仁,等.长江(镇江一泰州段)崩岸地质灾害类型、特征及成因机制[J].资源调查与环境,2013,34(2):127-132.YU J J,WEI N Y,JIANG R,et al.Types,characteristics and genetic mechanisms of bank colIapse in the Zhenjiang-Taizhou reach of Yangtze River[J].Resources Survey&Environment,2013,34(2):127-132.

[3]徐永年,梁志勇,王向东,等.长江九江河段河床演变与崩岸问题研究[J].泥沙研究,2001(4):41-46. XU Y N,LIANG Z Y,WANG X D,et al.Anlysis on bank colIapse and river channel changes[J].Journal of Sediment research,2001(4):41-46.

[4]张幸农,蒋传丰,应强,等.江河崩岸问题研究综述[J].水利水电科技进展,2008,28(3):80-84. ZHANG X N,JIANG C F,YING Q,et al.Review of bank collapse in rivers[J].Advances in Science and Technology of Water Resources,2008,28(3):80-84.

[5]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,2008:78-80.

[6]王路军.长江中下游崩岸机理的大型室内试验研究[D].南京:河海大学,2005

[7]王延贵.冲积河流岸滩崩塌机理的理论分析及试验研究[D].北京:中国水利水电科学研究院,2003.

[8]余明辉,邓银玲,白静.影响非黏性岸滩稳定坡度的机理研究[J].水利学报,2010,41(3):356-360. YU M H,DENG Y L,BAI J,et al.Investigation on the mechanism of non-viscous bank stable slope[J].Journal of hydraulic engineering,2010,41(3):356-360.

[9]沈婷,李国英,张幸农.水流冲刷过程中河岸崩塌问题研究[J].岩土力学,2005(Z1):260-263. SHEN T,LI G Y,ZHANG X N.Numerical analysis of bank failure under lateral erosion[J].Rock and Soil Mechanics,2005(Z1):260-263.

[10]姚志雄,周健,吴波.渗流潜蚀作用下堤岸的崩塌机理研究[J].水力发电学报,2015,34(9):52-58. YAO Z X,ZHOU J,WU B.Study on mechanism of riverbank collapse caused by subsoil erosion[J].Journal of hydroelectric power,2015,34(9):52-58.

[11]陆英,平可军,刘万利,等.长江下游江心洲—乌江长河段河床演变宏观分析研究[J].水道港口,2012,33(4):315-320. LU Y,PING K J,LIU W L,et al.Macro analysis on alluvial process from Jiangxinzhou to Wujiang Reach in Yangtze River downstream[J].Journal of Waterway and Harbor,2012,33(4):315-320.

[12]钱宁,万兆惠.泥沙运动力学[M].北京:科学出版社,2003.

[13]夏军强,宗全利,许全喜,等.下荆江二元结构河岸土体特性及崩岸机理[J].水科学进展,2013,24(6):810-820. XIA J Q,ZONG Q L,XU Q X,et al.Soil properties and erosion mechanisms of composite riverbanks in Lower Jingjiang Reach[J].Advances in water science,2013,24(6):810-820.

Cause analysis of revetments collapse in Pengxingzhou-Jiangxinzhou reach of the Yangtze River

GAO Qing-yang1,YANG Yang2,CHENG Xiao-bing2,LI Xiao-xing2,WANG Xiao-xu1
(1.School of Hydraulic Engineering,Changsha University of Science&Technology,Changsha410114,China;2.
Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,Key Laboratory of Engineering Sediment,Ministry of Transport,Tianjin300456,China)

Revetments collapse occurs frequently in the middle and lower reaches of the Yangtze River,which has brought serious engineering failures and adverse influence on the anti flood and channel stability along the Yangtze River.It is urgent to resolve this problem right now.Taking Pengxingzhou-Jiangxinzhou as an example and basing on the data of field investigation,this paper tries to find out the main causes of revetments collapse.After theoretically analyzing the various factors which may lead to revetments collapse,it indicates that the increasing erosion because of the thalweg approaching the shoreline and the poor resistance of soil erosion are main causes of revetments collapse in this section.“Expanding the scope of the guardian,stabilizing the slope toe,and smoothing the shoreline”will be the principle in the subsequent revetment reinforcement.

collapse;revetment;Pengxingzhou-Jiangxinzhou;the middle and lower reaches of the Yangtze River;cause analysis

TV 148;O 242.1

A

1005-8443(2017)01-0038-07

2016-08-24;

2016-10-08

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(TKS140102)

高清洋(1991-),男,浙江绍兴人,硕士研究生,主要研究水力学及河流动力学。

Biography:GAO Qing-yang(1991-),male,master student.

猜你喜欢

江心洲右移岸坡
三峡库区不同蓄水阶段下江心洲的时空演变分析*
长江干流江心洲过去35年面积变化及其特征
嘉陵江中游水电梯级开发对小龙门江心洲的形态演变与影响机制研究
华容道玩法大解密
从江心洲到江“新”洲——“红领巾研学院”课题研究活动
纠错有理,就有礼!
太极拳养生八式(上)
基于沉桩作用下高桩码头岸坡稳定可靠度的研究
城市河道岸坡的生态型修复研究
某小型水库岸坡稳定性综合评判