(長江瀘州航道局,四川 瀘州 646008)
斗笠子灘位于川江上游,距宜昌811.0 km,是長江渝敘段(重慶至宜賓)著名的枯水急流險灘,也是渝敘段航道中曾唯一配有絞灘設(shè)施的枯水急流灘段,被人們稱之為“灘王”。右岸廟角磧磧翅與左岸金堆子相對,在當(dāng)?shù)厮?.5 m以下成灘,水位越低,水流越急。由斗笠子信號臺進行通行控制,指揮船舶單向通行。該灘情況復(fù)雜[1-2],1987~1988年曾對該灘進行過整治,整治方案為:疏浚廟角磧左側(cè),以增大枯水期急流灘口的泄水面積;在左岸兔腦殼上游建鎖壩1座,壩長240 m,其作用是堵塞漏浩,加強中水對廟角磧疏浚區(qū)的沖刷;在兔腦殼石梁尾部建順壩1座,壩長320 m,以平順?biāo)?,減弱沙波運動,使灘口左側(cè)不至產(chǎn)生卵石包淤積,有利于灘勢的改善。整治后灘口比降由4.87‰下降為2.67‰,主航槽最大流速由4.23 m/s降低為3.76 m/s,航道調(diào)順,水埂、泡漩消失,比降趨于平緩,流速、比降均能滿足船舶自行上灘,1988年絞灘站也隨之撤除。
在經(jīng)歷2個水文年后至1990年,廟角磧磧翅逐漸淤積,原來的的疏浚區(qū)域又基本回淤到疏浚前的狀態(tài),水流條件惡化,1991年再次對廟角磧磧翅進行疏浚。1996年又一次對廟角磧磧翅進行了疏浚,疏浚后航行條件得以改善。但2003年的測圖發(fā)現(xiàn),疏浚區(qū)又基本回淤到原狀態(tài),廟角磧磧翅又產(chǎn)生淤積,水流流速增大,船舶上灘困難。斗笠子灘流速大的問題沒有得到根本解決。
該灘不存在水深、航寬不夠的問題,主要礙航特征是水流急,流態(tài)亂,船舶打灘極其困難。灘口最大流速達4.11 m/s,部分船舶上灘極為困難,或根本就打不上灘,需借助他船助拖才能上灘。對于下行船舶,過灘時由于河中水亂流急,操作困難,稍有不慎,靠左極易在金堆子觸礁,靠右則極易在廟角磧擦淺,給船舶安全航行帶來極大的危險。
從河勢上看,廟角磧河段較為順直,處在兩彎曲河段間的過渡段,廟角磧磧壩為中、洪水期泥砂卵石落淤的區(qū)域。
順直段的廟角磧呈洪淤枯沖的趨勢。當(dāng)廟角磧開始露出水面時,磧邊流速變緩,淤積卵石不能全部沖走,在廟角磧腦下側(cè)形成水下磧翅。在磧翅以外的主航槽中,有潛伏的零亂礁石群,使得河床斷面沿程變化較大,水流流態(tài)紊亂。枯水期,由于右側(cè)廟角磧和左岸兔腦殼石梁相對峙,形成卡口,過水?dāng)嗝婷娣e減小,水流不能拓寬,束水挑流,導(dǎo)致主航道中的流速、比降增大,形成急流灘舌。加上河床的不規(guī)則,出現(xiàn)水埂,還伴有泡漩、橫流等不良流態(tài)。當(dāng)水位降到設(shè)計水位以上1.5 m左右時成灘,水位越枯,灘勢越?jīng)啊?987年整治前,船舶須借助絞灘設(shè)施方能上灘。
對于本灘較復(fù)雜的成灘原因,進行了大量的前期研究工作并委托重慶交通大學(xué)進行河工模型試驗[3]和船模試驗,進行了多組整治方案對比和優(yōu)化。
第一類是以挖深廟角磧磧翅為主,便利船舶利用右岸的緩流航道自航上灘,同時考慮了配合封堵或挖深右岸小浩,以及拆除部分左岸順壩等方案。
第二類是以炸低灘段主河槽河底高程為主,同時配合其他整治措施。如挖深右岸小浩以減少主槽流量;建鎖壩堵塞右岸小浩以增大主槽流量,以及拆除部分左岸兔腦殼順壩或移動順壩等。
2.2.1 調(diào)整左岸兔兒梁順壩
從壩根至壩頭1/3處將壩向左旋轉(zhuǎn)7°,即壩頭左移25 m,壩長200 m。拆壩后的河床高程消炸至設(shè)計水位下4 m。其作用是適當(dāng)打開對峙卡口,減緩水流流速,同時規(guī)順?biāo)?,避免灘口有卵石波運動,改善流態(tài)。
2.2.2 疏炸
在灘口處先將河床基巖上的卵石覆蓋層進行疏浚,然后進行河床炸礁,炸礁高程為設(shè)計水位下5 m。炸礁邊緣與周圍地形平順連接。另對灘口下游180 m處的突出暗礁(其上基本無覆蓋層)部分進行炸礁,炸礁底高為設(shè)計水位下4 m。炸礁邊緣與周圍地形平順連接。通過河床炸礁,灘口下段的河床高程相對于灘口上段的河床抬高1 m,降低了河床縱比降,擴大了卡口的過水?dāng)嗝婷娣e,減小灘口流速,同時炸除河床底部起伏不平的暗礁后,能消除水埂、泡游水等不良流態(tài)。
2.2.3 修建島尾順壩
在右岸廟角磧磧尾筑島尾順壩1座,壩頂高程為設(shè)計水位以上2 m,壩長153 m。其作用是壅高灘口水面,減緩水面比降,同時減小流速。
05~06屆枯期,對該灘進行工程整治:調(diào)整兔兒梁順壩,從壩根至壩頭1/3處將壩向左旋轉(zhuǎn)7°;疏浚河床基巖上的卵石覆蓋層,進行河床炸礁;在廟角磧尾建一島尾順壩。
整治后,擴大了河床過流斷面,特別是島尾順壩的作用,抬高灘口壅水,減緩水面比降,水流流速得到大大緩解,水埂、泡水消失。從2005~2006屆枯期末以及整個2006~2007屆枯期來看,絕大多數(shù)重載船舶都能自行上灘,航運企業(yè)、營運船舶反映良好,斗笠子枯水急流灘的急流流態(tài)得到根本性的改變。
在本次實施的瀘渝段航道建設(shè)工程中,炸礁、疏浚、整治建筑物合理結(jié)合,是川江航道史上急流灘整治成功的典范,更是廣大航道工作者心血的結(jié)晶。
1) 川江航道的整治必須建立在足夠的科學(xué)分析、論證的基礎(chǔ)之上。斗笠子急流灘,1987~1988年較系統(tǒng)的整治,整治方案在理論上是合理的,但有其局限性;1991年、1996年的整治只是單純的疏浚措施。第四次整治,在吸取前面經(jīng)驗、教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,收集了大量的基礎(chǔ)資料,進行了河工模型試驗和船模試驗,充分認識到炸礁、疏浚是拓寬加深航槽最直接、最有效的工程措施,但單純的疏浚措施不易保持挖槽的穩(wěn)定,一般需輔以整治建筑物。進行多組整治方案的研究比較后確定的整治方案更合理、更科學(xué)。
2) 加強整治建筑物的維護管理。在山區(qū)航道治理方面,整治建筑物在規(guī)順?biāo)?、束水攻沙、穩(wěn)定航槽、改善水流結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著積極的作用[5]。由于這些整治建筑物大都處在磧壩、灘段處,水流急,流態(tài)壞,漂浮物多,破壞力大,壩體長時間受到水流的沖蝕作用,出現(xiàn)一些局部水毀是難免的,問題在于要及時發(fā)現(xiàn),及時修復(fù),這是管理工作的關(guān)鍵。
(1) 加強航道維護專業(yè)隊伍的建設(shè),優(yōu)化人才結(jié)構(gòu),提高維護人員的技術(shù)水平。加強航道行政管理,向沿江百姓廣泛宣傳保護航道、保護整治建筑物的法律法規(guī),禁止一切破壞整治建筑物的人為活動。
(2) 加大航道養(yǎng)護經(jīng)費及科研經(jīng)費的投入。擺脫航道整治建筑物水毀的困擾,提高現(xiàn)有整治建筑物抗水毀能力,重要的是增加航道養(yǎng)護和水毀防治工程經(jīng)費的投入。為此,增加現(xiàn)有航道養(yǎng)護費、水毀搶修費、工程恢復(fù)費的投入,方能有效保證整治建筑物抗水毀的能力,保持整治建筑物的穩(wěn)定性,長久發(fā)揮整治建筑物的作用。同時,應(yīng)增加科技經(jīng)費投入,依靠科技進步,走科技防毀之路。
(3) 建立工程技術(shù)檔案。航道主管機構(gòu)應(yīng)就轄區(qū)內(nèi)航道整治建筑物的技術(shù)狀況及其維修工程,建立完整的技術(shù)檔案。整治建筑物的技術(shù)狀況應(yīng)包括:整治建筑物的位置,建設(shè)時間;整治建筑物的結(jié)構(gòu)型式,尺寸、高程;整治建筑物的現(xiàn)有尺寸與工程竣工時的尺寸有何差異;整治建筑物附近河床與水流狀況有無特異變化;整治建筑物的作用與功能能否繼續(xù)發(fā)揮,有無缺陷和隱患等。根據(jù)技術(shù)狀況檢查結(jié)果,按《內(nèi)河航道維護技術(shù)規(guī)范》(JTJ287-2005)的規(guī)定,將轄區(qū)內(nèi)航道整治建筑物的技術(shù)狀況進行合理分類,確定維修工程的輕重緩急,制定維修計劃和修理方案。
3) 樹立“建設(shè)是發(fā)展,養(yǎng)護管理也是發(fā)展”的航道發(fā)展理念,走長江航道可持續(xù)發(fā)展之路。多年的實踐證明,對于長江干線航道的發(fā)展,基本建設(shè)只是一種手段,無論是否實施航道整治工程,航道的養(yǎng)護管理都是一件永恒的工作和經(jīng)常性的工作,航道的暢通在很大程度上要依賴于日常的養(yǎng)護與管理。長江蘭敘段(江津蘭家沱至宜賓合江門簡稱蘭敘段)航道經(jīng)20世紀80~90年代一、二期工程的整治,航道尺度達到Ⅲ級航道標(biāo)準,但由于整治后未能及時地進行日常的航道疏浚 、養(yǎng)護和修復(fù)工作,導(dǎo)致部分整治建筑物損壞、失效,客觀存在整治建筑物失養(yǎng)的問題。致使部分河段淤積,水流條件變壞,航道尺度達不到 Ⅲ級航道標(biāo)準,其教訓(xùn)是深刻的,損失是殘重的。
在本次實施的瀘渝段航道建設(shè)工程中,斗笠子急流灘的整治方案是合理的、科學(xué)的;通過近兩個水文年的觀察以及航運船舶的反映來看,整治效果相當(dāng)明顯,船舶反映良好。但必須看到,對斗笠子這樣的復(fù)雜灘險的日常養(yǎng)護必須跟上,對廟角磧磧翅進行經(jīng)常性的疏浚,對整治建筑物進行日常的觀測養(yǎng)護。否則,將重蹈歷史的覆轍。
過去,長江航道部門從事的僅是航標(biāo)的維護管理,而對于航道的疏浚及整治建筑物的觀測、修復(fù),基本上未涉及。長江航道的職能必須予以轉(zhuǎn)變。對于長江航道的發(fā)展,必須牢固樹立“建設(shè)是發(fā)展,養(yǎng)護管理也是發(fā)展”的航道發(fā)展理念,長江航道必須做大、做強,集航道養(yǎng)護管理、航養(yǎng)費征稽、航道行政執(zhí)法于一體,才有可能實施對長江航道的保護,走長江航道可持續(xù)發(fā)展之路。
[1] 付旭輝,董玉文.長江上游斗笠子灘險河床演變分析[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報,2005(3):142-146.
[2] 蔡汝哲.長江斗笠子、城背嘴河段灘險整治船模通航試驗研究報告[R].重慶:重慶交通學(xué)院西南水科所,2004:42-47.
[3] 楊勝發(fā).長江上游斗笠子灘航道整治定床河工模型試驗研究報告[R].重慶:重慶交通學(xué)院,2003:97-101.
[4] 河海大學(xué),重慶交通學(xué)院.航道整治[M].北京:人民交通出版社,1987.
[5] 曹民雄,蔡國正.山區(qū)河流急流灘險航道整治技術(shù)研究[M].北京:人民交通出版社,2006.