竇 臻 張?jiān)霭l(fā) 杭建國(guó)
(江蘇省鎮(zhèn)江市長(zhǎng)江河道管理處 江蘇 鎮(zhèn)江 212003)
長(zhǎng)江崩岸突發(fā)性強(qiáng)、危害嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)有關(guān)崩岸的研究[1-6]較多,但目前其機(jī)理尚不十分清楚。為避免崩岸發(fā)生和減輕災(zāi)害損失,唯有加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、及早預(yù)報(bào),以采取針對(duì)性的預(yù)防措施。長(zhǎng)江江岸監(jiān)測(cè)主要包括岸坡變形、地下水滲流、江岸水下地形監(jiān)測(cè)等。囿于條件,各地最多采用、最易實(shí)施也相對(duì)重要的為江岸水下地形監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)江江岸水下地形監(jiān)測(cè)主要通過(guò)當(dāng)年與歷史測(cè)圖比較,分析和及時(shí)掌握河床變化動(dòng)態(tài),結(jié)合水情等其它條件預(yù)測(cè)崩岸發(fā)生可能性。
長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段上起三江口,下迄五峰山,長(zhǎng)73.3km,自上而下由儀征水道、世業(yè)洲汊道、六圩彎道、和暢洲汊道及大港水道組成(見(jiàn)圖1)。因其平面形態(tài)復(fù)雜、河床演變劇烈,被《長(zhǎng)江流域綜合利用規(guī)劃》列為長(zhǎng)江中下游十四個(gè)重點(diǎn)治理河段之一。為穩(wěn)定河勢(shì)、防洪保安,鎮(zhèn)江市自20世紀(jì)80年代起陸續(xù)實(shí)施了鎮(zhèn)揚(yáng)河段一、二期整治工程,取得了一定效果。
長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段重點(diǎn)工段(鎮(zhèn)江市)自上游向下游主要包括儀征水道內(nèi)的句容橋頭農(nóng)場(chǎng)段,世業(yè)洲汊道內(nèi)的洲頭左緣、左汊進(jìn)口段、先鋒段、洲尾段、下新灘搶險(xiǎn)段、右緣西南角、龍門(mén)口上下段,和暢洲汊道內(nèi)的沙頭河口、和暢洲頭、和暢洲北緣和西緣、孟家港上下段、潛壩工程區(qū)域等共16個(gè)工段(見(jiàn)表1),工段總長(zhǎng)37.8 km、監(jiān)測(cè)總面積約19.5km2。
PDCA模式(質(zhì)量環(huán))是管理學(xué)中的一個(gè)通用模型(見(jiàn)圖2),最早于1930年由休哈特(Walter A.Shewhart)構(gòu)想,后于 1950年被質(zhì)量管理專(zhuān)家戴明(Edwards Deming)再度挖掘出來(lái)廣泛宣傳和運(yùn)用于持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中。
依據(jù)《長(zhǎng)江中下游護(hù)岸工程技術(shù)要求(試行)》規(guī)定,已建護(hù)岸運(yùn)行管理中應(yīng)于每年汛前、汛中、汛后實(shí)施監(jiān)測(cè)。經(jīng)費(fèi)不足地區(qū)其監(jiān)測(cè)頻次和監(jiān)測(cè)工段覆蓋面較難達(dá)到要求,鎮(zhèn)江市在面臨經(jīng)費(fèi)不足問(wèn)題時(shí)經(jīng)多年實(shí)踐逐漸形成了一套監(jiān)測(cè)工作機(jī)制,主要包括監(jiān)測(cè)計(jì)劃的確定、執(zhí)行、測(cè)圖分析檢查、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的處理,其循環(huán)模式如圖3。
表1 長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段(鎮(zhèn)江市)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)工段統(tǒng)計(jì)表
長(zhǎng)江鎮(zhèn)揚(yáng)河段監(jiān)測(cè)工段主要為已建護(hù)岸工段、崩岸后應(yīng)急搶險(xiǎn)工段、處于快速發(fā)展汊道中的未護(hù)重要岸段等。監(jiān)測(cè)分析計(jì)劃主要解決在全部工段中當(dāng)年監(jiān)測(cè)哪些工段問(wèn)題,如何盡量保證計(jì)劃制定的科學(xué)性、合理性與經(jīng)費(fèi)的使用效益,主要涉及計(jì)劃擬定考慮的因素、計(jì)劃質(zhì)量的流程控制、內(nèi)容的確定等。
3.1.1 計(jì)劃擬定考慮的因素
在對(duì)各個(gè)工段近期情況比較熟悉的基礎(chǔ)上,一般近期變化較大、堤外灘窄、岸坡較陡、土質(zhì)較差、易發(fā)崩岸的岸段為納入計(jì)劃的首要考慮因素,此外根據(jù)監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)按照輕重緩急原則和長(zhǎng)江水情、岸段監(jiān)測(cè)周期等綜合確定年度計(jì)劃。
3.1.2 計(jì)劃質(zhì)量的流程控制
計(jì)劃確定流程主要包括擬定上報(bào)、集中討論、決策審批三道程序,涉及長(zhǎng)江河道管理處、市水利局兩個(gè)層面。管理處的工作為計(jì)劃的草擬、討論、上報(bào),首先由業(yè)務(wù)科室在當(dāng)年監(jiān)測(cè)分析任務(wù)完成后草擬下一年度監(jiān)測(cè)計(jì)劃,提交分管主任初審,然后經(jīng)主任組織討論完善后確定計(jì)劃并上報(bào)。市水利局規(guī)建處初審計(jì)劃后,計(jì)為不合理則要求管理處修改,反之則報(bào)分管局長(zhǎng)組織市防汛防旱辦公室、市局工管處等單位和部門(mén)討論,規(guī)建處根據(jù)會(huì)商意見(jiàn)將計(jì)劃調(diào)整后向局長(zhǎng)匯報(bào),最終批準(zhǔn)下發(fā)。
3.1.3 計(jì)劃內(nèi)容的確定
計(jì)劃內(nèi)容主要包括工段名稱(chēng)、監(jiān)測(cè)時(shí)間和范圍等。監(jiān)測(cè)時(shí)間主要是安排在汛前還是汛后監(jiān)測(cè),一般盡量安排在汛后監(jiān)測(cè),基于與以往監(jiān)測(cè)時(shí)點(diǎn)一致、便于分析考慮,也可安排在汛前。
監(jiān)測(cè)岸段長(zhǎng)度的確定主要考慮近年河床岸坡變化情況及監(jiān)測(cè)岸段長(zhǎng)度與歷史測(cè)圖范圍的匹配。近年河床岸坡變化明顯工段必須要監(jiān)測(cè),應(yīng)納入監(jiān)測(cè)范圍內(nèi);同時(shí)盡量考慮監(jiān)測(cè)岸段長(zhǎng)度與歷史測(cè)圖范圍一致,便于資料今后的使用,如套比分析等。監(jiān)測(cè)寬度范圍一般自江堤外堤腳至江中深泓,江堤外灘變化不大的可套用歷史測(cè)圖,否則應(yīng)實(shí)測(cè)。
監(jiān)測(cè)計(jì)劃的執(zhí)行主要指計(jì)劃批準(zhǔn)后如何組織監(jiān)測(cè)和控制監(jiān)測(cè)質(zhì)量。
3.2.1 監(jiān)測(cè)組織實(shí)施
根據(jù)市水利局批準(zhǔn)的年度監(jiān)測(cè)計(jì)劃,管理處組織實(shí)施監(jiān)測(cè),包括委托測(cè)量單位、下發(fā)測(cè)量技術(shù)任務(wù)書(shū)、測(cè)繪質(zhì)量控制、成果的驗(yàn)收與接受。
3.2.1 監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制要點(diǎn)
(1)明確監(jiān)測(cè)技術(shù)要求
除了在委托測(cè)量合同中援引測(cè)量需遵循的基本規(guī)范外,監(jiān)測(cè)技術(shù)任務(wù)書(shū)中還對(duì)監(jiān)測(cè)要求予以明確,包括以斷面起訖坐標(biāo)表示的測(cè)繪范圍、用圖目的、測(cè)圖比例、采用的平面和高程控制系統(tǒng)、測(cè)寬范圍及灘坎測(cè)量要求與測(cè)繪的重點(diǎn)特征、成果提交時(shí)間及形式等。以利測(cè)繪外業(yè)人員了解測(cè)繪用途和重點(diǎn)。
(2)加強(qiáng)外業(yè)質(zhì)量控制
抽查測(cè)繪外業(yè)是否按規(guī)范操作。如施測(cè)前是否按操作規(guī)程對(duì)多波束測(cè)深系統(tǒng)的連接設(shè)備進(jìn)行安裝檢查并聯(lián)機(jī)測(cè)試,各設(shè)備運(yùn)行是否正常,系統(tǒng)聲吶探頭是否安裝牢固;計(jì)劃測(cè)線(xiàn)的布設(shè)是否合理以有效保證掃測(cè)重復(fù)覆蓋率,確保測(cè)量精度和可靠性;系統(tǒng)安裝參數(shù)是否在符合校準(zhǔn)地形要求的區(qū)域內(nèi)布置測(cè)線(xiàn)并標(biāo)定計(jì)算,以改正聲吶探頭及光纖羅經(jīng)和運(yùn)動(dòng)傳感器的安裝偏差(roll、pitch、yaw)、GPS時(shí)延(latency);GPS衛(wèi)星及數(shù)傳信號(hào)是否良好,多波束聲吶信號(hào)信噪大小及河床掃測(cè)條帶回波信號(hào)呈像情況,測(cè)區(qū)測(cè)點(diǎn)重復(fù)度等;外業(yè)采集數(shù)據(jù)同時(shí)是否按規(guī)范引測(cè)水位并測(cè)量實(shí)時(shí)潮位等。
(3)內(nèi)業(yè)處理質(zhì)量控制
為保證成圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,內(nèi)業(yè)制圖前對(duì)多波束的每個(gè)波束測(cè)量數(shù)據(jù)使用軟件進(jìn)行噪聲信號(hào)的濾波及跳變點(diǎn)剔除,以有效保證測(cè)量成果質(zhì)量。在數(shù)據(jù)經(jīng)各項(xiàng)改正后形成DTM原始水深文件,輸出DTM三維彩色地形圖,并根據(jù)測(cè)圖比例要求,生成1/2000的格網(wǎng)數(shù)據(jù)文件,由格網(wǎng)數(shù)據(jù)文件生成等高線(xiàn)圖及斷面圖(DTM數(shù)據(jù)),最后輸出CAD格式數(shù)據(jù)文件,并與歷史測(cè)圖套比。
(4)測(cè)量成果驗(yàn)收與接受
成果的驗(yàn)收主要檢查測(cè)圖圖面要素、線(xiàn)型標(biāo)注等是否滿(mǎn)足規(guī)范和使用要求,圖式是否符合 《1:500、1:1000、1:2000 地形圖圖式》、《大比例尺地形圖機(jī)助制圖規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》等現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。驗(yàn)收合格后接受成果。
鎮(zhèn)揚(yáng)河段監(jiān)測(cè)分析主要采用斷面地形法,根據(jù)水下地形平面、斷面套比,檢查已建工段最近一年間和竣工以來(lái)河床岸坡變化情況,根據(jù)沖淤變化尺度結(jié)合已建工程資料分析判斷工段穩(wěn)定與否。根據(jù)分析,工段內(nèi)主要變化有三種:一是河床岸坡變化為年際間正常沖淤調(diào)整;二是已建護(hù)岸存在損毀;三是護(hù)岸外側(cè)河床存在較大變化且已影響護(hù)岸安全。變化的形成原因主要有三種:一是受較大來(lái)水較長(zhǎng)歷時(shí)沖刷所致;二是采砂或疏?;蛏舷掠闻d建碼頭等建筑物、堤岸堆載等人類(lèi)活動(dòng)影響;三是前兩種情形綜合作用。
分析時(shí)對(duì)測(cè)圖中沖刷嚴(yán)重、影響工程安全問(wèn)題的部位,應(yīng)復(fù)核原始測(cè)量數(shù)據(jù)及處理過(guò)程,以排除人為錯(cuò)誤,然后進(jìn)行分析計(jì)算,最終報(bào)告經(jīng)分管和主要領(lǐng)導(dǎo)兩審定稿。
針對(duì)分析中發(fā)現(xiàn)的不同問(wèn)題分別提出處理建議。屬河床正常沖淤變化且對(duì)工程無(wú)影響的應(yīng)繼續(xù)監(jiān)測(cè);對(duì)于沖刷嚴(yán)重、岸坡較陡、安全系數(shù)較低、可能隨時(shí)發(fā)生崩岸的岸段,應(yīng)立即上報(bào)主管部門(mén)采取應(yīng)急搶險(xiǎn)措施;存在局部損毀、影響工程完整性和效益發(fā)揮,但尚不十分迫切的岸段,應(yīng)建議列入度汛應(yīng)急項(xiàng)目除險(xiǎn)加固;對(duì)于變化較大岸段,應(yīng)建議對(duì)運(yùn)行多年的工段全面加固或?qū)ξ醋o(hù)岸段立項(xiàng)新建。
自1998年長(zhǎng)江大水以來(lái),鎮(zhèn)江市漸漸形成江岸監(jiān)測(cè)循環(huán)機(jī)制,實(shí)踐表明這種機(jī)制對(duì)保證監(jiān)測(cè)計(jì)劃制定、實(shí)施和測(cè)圖分析質(zhì)量、發(fā)揮監(jiān)測(cè)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)功能等發(fā)揮了有效作用,是科學(xué)合理的工作機(jī)制。2006年以來(lái)對(duì)鎮(zhèn)揚(yáng)河段世業(yè)洲汊道多個(gè)岸段和五條固定斷面實(shí)施了監(jiān)測(cè)和水文測(cè)驗(yàn),監(jiān)測(cè)表明世業(yè)洲左汊近年處于加速發(fā)展?fàn)顟B(tài)、對(duì)現(xiàn)狀河勢(shì)不利。監(jiān)測(cè)成果得到了江蘇省水利廳和鎮(zhèn)江市政府重視,并陸續(xù)報(bào)建實(shí)施了世業(yè)洲頭左緣加固、先鋒段和洲尾段護(hù)岸等總投資7000余萬(wàn)元的應(yīng)急整治工程,對(duì)減緩世業(yè)洲左汊的發(fā)展發(fā)揮了一定作用。
長(zhǎng)江水下河床的動(dòng)態(tài)性決定了長(zhǎng)江整治工程并非一勞永逸,需要運(yùn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù),進(jìn)而也決定了江岸監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)循環(huán)特征,兩者是一致的。
(1)鎮(zhèn)江市的長(zhǎng)江江岸監(jiān)測(cè)機(jī)制基本保證了監(jiān)測(cè)計(jì)劃科學(xué)合理、實(shí)施規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)、分析檢查扎實(shí)到位、問(wèn)題處理及時(shí)可靠,基本形成了一個(gè)科學(xué)有效的動(dòng)態(tài)循環(huán),有效保障了江岸監(jiān)測(cè)效果。
(2)監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量控制貫穿于計(jì)劃的擬定和批準(zhǔn)、組織實(shí)施、分析檢查等整個(gè)機(jī)制的各個(gè)環(huán)節(jié)。質(zhì)量的有效控制既是循環(huán)機(jī)制的作用,也是監(jiān)測(cè)效果的保證。
(3)長(zhǎng)江崩岸影響因素眾多、機(jī)理復(fù)雜,今后的監(jiān)測(cè)分析應(yīng)注重多維度分析指標(biāo)的研究,監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)增加岸坡變形及地下水滲流等觀測(cè)項(xiàng)目,監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)可考慮在基本建設(shè)項(xiàng)目中增列運(yùn)行初期監(jiān)測(cè)費(fèi)等以緩解部分監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)不足問(wèn)題。陜西水利
[1]余文疇.長(zhǎng)江中下游河道崩岸機(jī)理中的河床邊界條件 [J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2008,25(1)∶8-11.
[2]余文疇,岳紅艷.長(zhǎng)江中下游崩岸機(jī)理中的水流泥沙運(yùn)動(dòng)條件 [J].人民長(zhǎng)江,2008,39(3)∶64-66,95.
[3]王媛,李冬田.長(zhǎng)江中下游崩岸分布規(guī)律及窩崩的平面旋渦形成機(jī)制 [J].巖土力學(xué),2008,29(4)∶919-924.
[4]謝月秋,長(zhǎng)江中下游河道崩岸機(jī)理初析及崩岸治理[D].河海大學(xué).2007.
[5]王延貴,匡尚富.河岸窩崩機(jī)理的探討[J].泥沙研究,2006(3)∶27-34.
[6]張幸農(nóng),應(yīng)強(qiáng)等.長(zhǎng)江中下游崩岸險(xiǎn)情類(lèi)型及預(yù)測(cè)預(yù)防[J].水利學(xué)報(bào).2007,(10).