徐 悅 廖小紅 黎昔春

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

1 概述

洞庭湖南匯湘水、資水、沅水、澧水四水，北納長江松滋口、太平口、藕池口、調(diào)弦口四口水系，東有汩羅江、新墻河等河流入，河流總長1 505 km。洞庭湖區(qū)水系圖見圖1。

由于部分河段彎曲多、寬窄變化大，水流條件差異較大，致使堤腳迎流當(dāng)沖、崩岸嚴(yán)重，危及堤防安全。歷史上解決這些問題一般采用建設(shè)磯頭的方式，據(jù)洞庭湖二期治理開始前的1992年資料統(tǒng)計，湖南省洞庭湖區(qū)共有磯頭934處、占用岸線長度142.145 km，其中分布較多的河流有藕池河578處、湘水116處、澧水和南洞庭湖各52處。由于磯頭建設(shè)各自為政，缺乏規(guī)劃，造成局部河段水流形態(tài)更加紊亂，加劇河道淘刷，河勢不穩(wěn)定，結(jié)果得不償失。

磯頭作為一種河道整治建筑物，主要通過改變水流形態(tài)調(diào)整、穩(wěn)定河槽，以滿足防洪、航運(yùn)、引水等要求。按照磯頭對水流的影響程度，可分為長磯頭和短磯頭兩種。

磯頭長度 L＞1/3×B×cosα，能將主流挑向?qū)Π兜拇夘^，稱為長磯頭；

磯頭長度 L＜1/3×B×cosα，只能引起局部水流橫向縮窄而不影響對岸的磯頭，稱為短磯頭。

圖1 洞庭湖區(qū)水系圖

式中B——穩(wěn)定河寬；

ɑ——磯頭軸線與水流方向的夾角。

分析研究產(chǎn)生上述情況的原因，主要是由于大家對磯頭挑流的原理缺乏科學(xué)認(rèn)識，其實(shí)磯頭建成后，看似把河道主流挑流到對岸，保護(hù)了本岸，其實(shí)只把主流的表面水流挑到對岸順勢而下，而忽視了主流下的潛流受到對岸的抵觸后，反射直逼磯頭本岸下游方向淘空河岸，形成新的崩塌現(xiàn)象。此時，再新設(shè)的磯頭護(hù)岸，如此周而復(fù)始地增加河道磯頭，使得河道水流產(chǎn)生環(huán)流，螺旋式地在河槽內(nèi)翻滾下泄，后果十分嚴(yán)重。磯頭的存在既減少河道過流斷面，影響河道行洪，又進(jìn)一步使水流流態(tài)混亂，加劇河岸沖刷，危及堤防安全。在原國家計劃委員會批復(fù)的《湖南省洞庭湖區(qū)1994-2000年防洪治澇規(guī)劃 (近期治理第二期工程)》和《洞庭湖區(qū)綜合治理近期規(guī)劃》的河道整治項(xiàng)目中，均有拆除磯頭的工程規(guī)劃。（如圖2所示）。

圖2 磯頭的類型

2 磯頭拆除后的護(hù)坡護(hù)岸形式

按上述標(biāo)準(zhǔn)判斷，藕池河有117處、草尾河有18處磯頭為長磯頭，在1996年開始實(shí)施的洞庭湖二期治理3個單項(xiàng)工程中采取磯頭拆除改護(hù)坡方式進(jìn)行治理，并率先在湖南省河道治理中引進(jìn)了雷諾護(hù)墊。兩河磯頭拆除改護(hù)坡的形式主要有兩種。

（1）對于河岸邊坡較陡或有釘螺分布的河段，拆除磯頭后采用光面護(hù)砌。治理方案為：疏挖清除磯頭土石方至設(shè)計枯水位，在設(shè)計枯水位（多年平均最低水位）加0.5 m以下部分采用拋石護(hù)腳，設(shè)計枯水位加0.5 m以上至河灘（或堤腳）采用混凝土或漿砌石護(hù)坡，護(hù)坡坡比為1∶2.5。本護(hù)坡護(hù)岸形式為洞庭湖區(qū)傳統(tǒng)的形式，在洞庭湖區(qū)得到廣泛地應(yīng)用，施工方便、簡單，地方施工人員施工經(jīng)驗(yàn)豐富。采用本形式的草尾河典型磯頭拆除改護(hù)坡設(shè)計見圖3。

（2）對于河岸邊坡較緩且沒有釘螺分布的河段，拆除磯頭后采用拋石護(hù)腳結(jié)合雷諾護(hù)墊護(hù)砌。治理方案為：疏挖清除磯頭土石方至設(shè)計枯水位，在設(shè)計枯水位（多年平均最低水位）加0.5 m以下部分采用拋石護(hù)腳，設(shè)計枯水位加0.5 m以上至河灘 （或堤腳）采用雷諾護(hù)墊。雷諾護(hù)墊作為一種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，其結(jié)構(gòu)具有整體性、柔性等諸多優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于防止堤坡、岸坡坡面沖刷和河（渠）床底、坡腳等淘刷防護(hù)。采用本形式的草尾河典型磯頭拆除改護(hù)坡設(shè)計見圖4。

圖3 草尾河典型磯頭拆除改護(hù)坡設(shè)計圖（混凝土或漿砌石護(hù)坡）

圖4 草尾河典型磯頭拆除改護(hù)坡設(shè)計圖（雷諾護(hù)墊護(hù)坡）

3 實(shí)施效果

洞庭湖區(qū)磯頭拆除改護(hù)坡工程的實(shí)施產(chǎn)生了良好的效果。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和工程實(shí)施前后水文資料對比分析，工程效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）洞庭湖二期治理項(xiàng)目實(shí)施前，草尾河、注滋口河沿河兩岸磯頭建設(shè)和河道崩岸形成惡性循環(huán)，磯頭越建越多，致使河道水流流態(tài)紊亂。磯頭拆除改護(hù)坡后，河道更加順直，水流條件明顯改善，原來出現(xiàn)崩岸的現(xiàn)象得到了有效的控制。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，草尾河磯頭拆除改護(hù)坡后，河道岸線順直，水流流態(tài)明顯改善，局部河段回流漩渦大大減少，河道崩岸現(xiàn)象明顯減少，河勢控制和防洪保安效益明顯。

（2）洞庭湖二期治理項(xiàng)目實(shí)施前，草尾河、注滋口河沿河兩岸磯頭阻水嚴(yán)重，草尾河、注滋口磯頭拆除改護(hù)坡后，行洪條件順暢，過流面積增加，使兩河道同流量下水位降低、同水位下流量加大。據(jù)實(shí)測水文資料分析，在藕池東支管家鋪站流量3 500 m3/s條件下，注滋口水位降低（0.05～0.11）m、北景港水位降低（0.16～0.33）m、江波渡水位降低（0.25～0.49m）、管家鋪水位降低（0.20～0.41）m；在草尾河草尾站流量3 000 m3/s條件下，黃茅洲水位降低（0.06～0.11）m、草尾水位降低（0.09～0.20）m。上述水位的降低雖然是磯頭拆除、河道沖刷和岸坡整治、河道疏浚等多方面因素綜合影響的結(jié)果，但磯頭拆除產(chǎn)生了重要的影響。水位降低效果明顯，減輕了沿河及相鄰地區(qū)的防洪負(fù)擔(dān)。

（3）草尾河、注滋口個別磯頭拆除改護(hù)坡后磯頭下游崩岸仍然發(fā)生（如草尾河草尾鎮(zhèn)河段右岸的原48號磯頭），嚴(yán)重危及大堤的防洪保安。究其原因，是因?yàn)楸竞佣螢檎钍胶硬?，基于施工條件的考慮，原設(shè)計和施工時只清除了設(shè)計枯水位以上的土石方，設(shè)計枯水位以下的只進(jìn)行了拋石護(hù)腳，深水區(qū)的水流流態(tài)基本沒有改變，致使原磯頭下游繼續(xù)沖刷，從而引起垮坡、崩岸等。該險情在共雙茶垸堤防加固項(xiàng)目中得到了處理，具體措施為拋石護(hù)腳等。

4 結(jié)論與建議

由于歷史的原因，洞庭湖區(qū)采用的主要河勢控制工程為磯頭。最多時期湖南省洞庭湖區(qū)共有磯頭934處，主要分布在藕池河、湘水、澧水和南洞庭湖（草尾河）。按照磯頭對水流的影響程度分為長磯頭和短磯頭兩種，其中長磯頭約占1/3左右。由于長磯頭侵占河道過洪斷面以及對水流流態(tài)的調(diào)節(jié)作用，致使洞庭湖區(qū)河流崩岸現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁。為了改善河道的行洪條件，保證洞庭湖區(qū)堤防的安全，對長磯頭進(jìn)行拆除是非常必要的。

洞庭湖區(qū)長磯頭拆除改護(hù)坡工程與堤防工程關(guān)系密切，大多為堤防工程建設(shè)的重要組成部分，所以其工程布置必須與堤防工程的布置有機(jī)結(jié)合。主要工程布置形式為：設(shè)計枯水位加0.5 m以上的土石方進(jìn)行清除并護(hù)坡，護(hù)坡形式為漿砌石、混凝土和雷諾護(hù)墊，設(shè)計枯水位加0.5 m以下采用拋石護(hù)腳。

長磯頭拆除改護(hù)坡工程的實(shí)施，能改善河道的水流流態(tài)、擴(kuò)大河道的行洪斷面，從而能加大河道的行洪能力、減少崩岸現(xiàn)象的發(fā)生，為洞庭湖區(qū)的防洪保安起到了不可或缺的作用。由于長磯頭水下部分清除不徹底，長磯頭下游沖刷和崩岸現(xiàn)象仍時有發(fā)生，危及局部堤段的防洪保安。

目前洞庭湖區(qū)已經(jīng)實(shí)施長磯頭拆除改護(hù)坡的項(xiàng)目主要集中在南洞庭湖的草尾河和藕池河?xùn)|支注滋口河，而已列入《湖南省洞庭湖區(qū)1994-2000年防洪治澇規(guī)劃（近期治理第二期工程）》和《洞庭湖區(qū)綜合治理近期規(guī)劃》的同類項(xiàng)目大多沒有實(shí)施。建議在總結(jié)已實(shí)施長磯頭拆除改護(hù)坡經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加快規(guī)劃項(xiàng)目的前期工作，以利規(guī)劃項(xiàng)目的盡快實(shí)施、盡早收益。

[1]湖南省水利水電勘測設(shè)計院,湖南省洞庭湖水利工程管理局.湖南省洞庭湖區(qū)1994-2000年防洪治澇規(guī)劃[R].1993.

[2]黃昌林.洞庭湖防洪治澇方略與實(shí)踐[M].長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2016.

[3]湖南省水利水電勘測設(shè)計院.南洞庭湖洪道近期整治工程初步設(shè)計[R].1997.

[4]湖南省水利水電勘測設(shè)計院.藕池河系洪道近期整治工程初步設(shè)計[R].1997.

[5]林繼鏞.水工建筑物（第5版）[M].北京：中國水利水電出版社，2009.