覃仁
同济大学 200092；桂林航道管理局 541002
摘要：一些航道的浅滩疏浚以后，其挖槽往往不能保持稳定，而遭回淤，这样就必须进行经常性的、大量重复的维修性疏浚工程。比较有效的方法是整治与疏浚相结合，利用整治建筑物固定由疏浚获得的足够水深的河段。本文通过现场调研、测量、资料收集整理分析，并结合旅游船舶主要尺度、航道尺度及螺蛳岩滩航道演变发展趋势，充分考虑漓江自然景观，确定现阶段航道整治方案，提升目前漓江旅游航道航行条件。
关键词：螺蛳岩滩航道；演变；整治；维护
Abstract: After dredging of some navigable channels, the dredging often fails to maintain stability, and the dredging is repeated, so it is necessary to carry out regular and repetitive maintenance dredging works. The more effective method is the combination of remediation and dredging, which can be used to fix the river with sufficient water depth obtained by dredging. This article through the field research, measurement, data collection, and connecting with the main dimensions of tourism, channel dimensions and Spiral Shell rocky beach channel evolution trend, fully considering the Lijiang River, the natural landscape, determine the waterway regulation project at present stage, improving the tourism channel navigation conditions of the Lijiang River.
Keywords: Spiral Shell rocky beach channel; Evolution; Regulation; maintenance
1 引言
天然河流的自然情况往往不能满足航行的要求，许多中小型河流在天然的情况下，只能季节性通航，甚至不能通航，即便有些大河在天然情况下能够通航，但也受到一定的限制。河流不利于通航的自然现象表现为：流速太大、水流紊乱、水浅、水面太窄和弯曲半径太小等方面。因此，要使天然河流满足航运要求，必须进行整治，以改善航行条件。航道工程是指以延长通航里程，提高航道标准，改善通航条件和保障航道畅通为目的的疏浚、整治、渠化、运河、航标、清障等工程措施的总称。实践表明，若专靠整治，则所需工程费用很大，而且若处置不当，反而不利于航行；若专靠疏浚，回淤问题不能解决，须进行经常性的维修。
2 漓江螺蛳岩滩航道概况
桂林漓江是全国著名旅游航道，漓江在1989年实施的全线航道整治工程后，航道设计尺度为0.75m×15m×150m（航深×航宽×弯曲半径，下同），航道等级为Ⅶ级，但由于枯水期缺水严重，难以达到设计尺度，航道维护工程量很大。为保证漓江旅游航道的畅通，桂林航道管理局每年投入大量的人力物力对航道进行疏浚维护，疏浚设备长期驻守，即便如此，枯水期漓江个别碍航浅滩航道维护尺度仅为0.6m×8m×100m，最小水深0.4～0.5m，远低于设计尺度标准。
螺蛳岩滩位于漓江航道中段，为漓江航道重要滩险，滩右侧为一较高大中洲，左侧为较低边滩，枯水期裸露，汛期一部分淹没，滩长约1730米，落差2.06m，主要集中在上段及下段，水面比降1.21‰，局部比降达5.61‰。
该滩分上、中、下滩段，中上段河床主要为卵石覆盖层，中下段的上段为石质河床、下段为卵石覆盖层。整条滩险进口及出口的右边滩存在较为严重的冲刷，经比对2004年与2016年航道测量图，滩尾段航道已向右侧偏移近20米（详见图1、图2），航道碍航特征主要表现为航道浅、窄、弯、急、流态差。下滩段枯水期礁石处水深不足（0.6m），航道弯曲半径变小（m），纵向（2.5m/s）及横向（1.0m/s）流速大。
图1 2004年航道测量图 图2 2016年航道测量图
3 漓江螺蛳岩滩航道的演变与发展
3.1 历年航道整治及维护
1989至1990年对漓江进行了一次较全面的航道整治，航道设计流量为30m3/s，设计尺度为0.75m×15m×150m（水深×航宽×弯曲半径），对该滩整治的主要工程是航道疏浚及滩尾修筑丁坝，整治后航道航行条件得到有效改善；在1989年漓江航道整治前对该滩进行过水工模型研究，为之后的漓江航道全线整治提供了有力依据；
1994年在该滩上段右侧修筑短丁坝群，有效改善了水流条件；
多年来，因滩尾河床演变，河床下挫，中下段石质河床裸露，2004年对该滩下段进行了零星炸礁；之后再没有进行过整治，只是每年对该滩进行航道维护疏浚，维护尺度为0.75m×15m×150m。较枯水位（低于设计水位）时维护尺度为0.75m×10m×150m。
2010年天科所对漓江进行了专题研究，2013年由南科院牵头共由四家单位开展了“漓江航道潜能开发与应急维护技术研究”中五个专题研究。
3.2 螺狮岩滩河床演变分析
螺狮岩滩位于虞山大桥下游66.0km，滩长1730m，平均比降为1.21‰，最大比降为5.61‰，上、中段为卵石急流浅滩，滩长水急航道弯曲，下段为石质河床，出口段为砂卵石河床。螺狮岩滩平均比降随流量的变化见图3，由图可见，枯水期时，该滩平均比降为1.78‰，中、洪水期，平均比降随着流量的增加逐渐减缓，最小平均比降为0. 24‰。
根据该滩2004年和2016年两次地形资料对比分析，以及现场调研、测量、资料收集整理分析，该滩经过十几年的河床演变，滩尾左侧边滩逐年向右侧延伸，水流经中下段后直冲滩尾右岸边滩，右岸边滩河床质为粒径较细卵石，粒径1-6cm，极易遭水流冲刷，致使右侧边滩逐年受洪水冲刷向右侧偏移，被冲刷下移的砂卵石受下游出口丁坝的顶托而淤积于滩尾坝头，枯水期密集的游船航行进一步加剧了的弯曲段右侧边滩冲刷以及滩尾淤积，导致滩尾航道弯曲半径由原来的180m变为100m，严重碍航。
图3 螺狮岩滩平均比降流量变化图
4 漓江螺蛳岩滩航道整治与维护措施
漓江属于桂江的中上段，为山区性河流，滩多水浅，弯曲、狭窄、暗礁林立、卵石流砂易于积堆、航槽容易变迁，河床深浅不一，滩上水流湍急，洪水季节还有泡漩水的冲击和威胁，船舶航行难度较大，时有触礁、沉船的事故发生。
目前对山区河流滩险的通航水流条件与航道整治技术的研究工作开展较早，整治险滩的主要措施有：清除礁石、拓宽航槽；固定航槽位置、改善流态；扩大曲率半径、削弱扫弯水；开辟新槽、放弃老槽；调整岸线、避开滑梁水。扫弯险滩整治的主要方法有：放弃弯槽，另辟新槽；碳头筑坝，调顺水流；炸礁切嘴，拓宽航道。
当前沙卵石滩的整治措施有：疏浚航槽；利用整治建筑物刷深航槽；消灭倒套、固定边滩；保护凹岸、固定弯道顶点；固定江心洲、改善通航汉流；消除枯水位奎水影响。卵石急险滩的整治方法主要有：切除啧坝凸咀、增大曲率半径；顺坝封弯，调整流向；边滩开槽，新辟航线；丁坝封汉，冲深新槽。
在漓江补水一期工程中，航道整治工程以疏浚为主，按设计航道尺度浚深拓宽，辅以导治筑坝稳定航槽，航道定线侧重于现行航道的改善，少量滩险进行局部改道，航道整治工程竣工后达到了设计预期效果。航道采取的治理措施：①补水和壅水（补充枯水期流量，扩宽枯水期水面）；②整治束狭河道、疏浚河床；③选择适合漓江航道的船型；④改进漓江旅游方式；⑤堵塞汊流；⑥疏浚河道；⑦两岸危岸的护岸工程。
由于桂林漓江是国家重点保护的旅游航道，生态环境方面要越来越受到重视，而且漓江旅游的发展要求漓江航道全年不能断航，所以进行大规模的整治因为会影响旅游，而且对环境和生态系统造成的影响不是短暂能够及时修复的，只能通过小范围的整治和疏浚来进行。因此，要从以下几个方面来进行航道整治与维护措施：一是要进行疏浚维护要根据漓江的水情特点选择合适的疏浚时机，当床沙质组成较细，所需冲刷流速小于船舶航行的允许流速时，可筑坝冲刷浅区加深航深，以整治为主，必要时辅以疏浚；反之则以疏浚为主，开挖航槽达到设计尺度要求，一般挖槽需辅以筑坝防淤。即可以提前进行维护，又可以保证维护得及时有效；二是要选择合适的疏浚机具，因为漓江航道枯水期航道狭窄，滩上水深很浅，而且船舶航行密度大，只能选择占用航道范围小、机动灵活的疏浚机具来进行疏浚维护，比如挖掘机；三是选择合适的开挖方式，可采取横向疏浚方式进行航道维护疏浚，即通过运载船将挖掘机运抵需要疏浚的浅滩，在特枯水位时如挖掘机运载船无法航行，可采用平板车运输，将挖掘机置于浅滩左右任意一边的边滩或稍浅的水中，即不占用航道，又可保证疏浚工作正常开展，挖掘机在边滩上顺水流方向行驶，疏浚从航道中间开挖，横向边滩方向收斗，所挖废方均匀抛撒与边滩外，最后再以同样的方式进行航道另一边的疏浚。
5 漓江螺蛳岩滩航道整治方案设计与对比分析
根据螺狮岩滩实际情况，结合旅游船舶主要尺度、航道尺度及螺蛳岩滩航道演变发展趋势，充分考虑漓江自然景观，提出两个现阶段航道整治方案。
5.1 漓江螺蛳岩滩航道整治的方案一
螺狮岩滩处于漓江游船往来繁忙区段，游船航行密度大，结合该滩险实际情况，充分考虑河床演变趋势、施工难易程度、施工对游船影响、施工时间及投资大小等方面，提出航道整治方案一：在现状右岸边滩基础上修建卵石石笼顺坝以稳固现边岸，顺坝上段端部与原护岸连接，下段端部与滩尾丁坝头相接，弯曲段确保弯曲半径不小于130m（详见下图4）；同时对该段航道进行疏浚，在弯曲段确保航道弯曲半径不小于150m，航道右边线与弯曲段间可进行适当回填，进一步改善弯曲段水流流态，有利于船舶航行，有效保护顺坝，避免与船尾相碰撞。
图4 方案一
5.2 漓江螺蛳岩滩航道整治的方案二
将现航道改回原航道位置，并在右侧修建卵石石笼顺坝，顺坝上段端部与原护岸连接，下段端部与滩尾丁坝头相接，弯曲段确保弯曲半径达到180m（详见下图5），同时对该段航道左侧进行疏浚，疏浚废方可进行顺坝右侧回填。
图5 方案二
5.3 方案对比
螺狮岩滩为漓江航道的重点滩险，对该滩险的整治方法需要不断摸索，采取航道整治方案一工程量少，投资少，施工容易，不影响船舶日常航行，采取循序渐进的方式将右侧湾曲段半径逐年扩大，以进一步掌握滩险整治方法。采取航道整治方案二，工程量大，投资大，施工难度大，投入的设备及人力多，施工期间需断航，将严重影响桂林旅游业，对于整治方案二还需进一步进行科学论证。
通过以上对比，故采用方案一作为该滩当前航道整治方案。
结论
桂林漓江旅游通航问题早在20世纪80年代初已开始研究。漓江的桂林至阳朔段是一条供旅客观赏风景的旅游航道，其整治要求及方案不同于传统的航道整治，它整治的首要要求是考虑为旅游服务，解决通航的方案应不影响景观及观赏。加强研究上游典型水文站流量与下游浅滩实际水深之间的关系，从而使增加上游来水量以能保证滩上水深足够为根本目的，如此才能保证枯水期船舶安全航行，并为以后上游水库全部投入运行后的调度补水提供参考。
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论文作者:覃仁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/6
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