专利名称：滩岸崩塌治理法的制作方法
技术领域：
本发明为滩岸崩塌治理法。所属技术领域为河道工程防护。目前常应用于河道工程防护技术有如下几个方面(一)沉船、木框装石，其方式是用船装石和泥或木框装石，沉入需要栏档的深槽里，以阻截水流的冲刷。(二)木排挑溜，丁坝挑流和软体排，其主要方式是木排、块石、混凝土预制块，聚乙希编织布堆砌和编排成坝体，从侧面拦挡水流，兼有导流作用，以保护所需保护岸边。(三)平抛块石，其方式是根据水下地形，采用不同的抛石厚度和防崩宽度和厚度进行抛石。
上述诸多工程防护技术，对于不同的防护项目发挥了不同的作用。例如对滩岸洗塌，河床转角扫射型刷塌，其防护效果显著，对崩塌有一定的抑制作用，但往往难以经受时间的考验，如江都等县的块石丁坝群，建坝不几年就坍塌，失去了挡挑水流的功能，另外，丁坝建成后，现实中还存在着技术上的后遗症，如侧向涡流，在这几种治理崩塌方法中，集中表现为“耗资巨大，收益短浅”。(具体情况扬州市水利局一份护岸材料)所以，滩岸崩塌在河道工程防护上渐有“天敌”之称。本发明的“崩塌治理法”，一反上述防护技术上挡拦护截的被动方式，摆脱治表不治根的倾向，以较小的经济投资。取得可靠而持久的工程防护效益，这次研究崩塌治理是从江岸崩塌开始的。江岸崩塌，俗称“塌江”，从若干次的塌江事实中，我们直观的看到塌江有这样几个特征来的突然，来的猛烈，跳着塌，而且一次性很强，现在我们先从现象人手，探其内在规律，然后再寻找可靠准确的治理方案。
所谓“一次性”就是某日某时，“塌江”在某地某点发生，它不会随着时间的连续而不断的漫延扩展，时间的连续，应认为超过一个潮位周期，若在潮位周期内，这不作为其时间上的连续，具体的说“塌江”的“一次性”在时间上非连续的时限，规定在两个高潮时刻之间，就是指每次“塌江”其塌江的时间一般不会超过一个潮位周期。即高潮过后，退潮时江潮水流流速加快，达到冲刷流速时，便对河床产生冲刷，冲刷到水压力难于抵挡主动土压力的水平位移，就发生“塌江”，下一个高潮来到时，流速渐慢，冲刷能力减弱，直至停止冲刷，停止坍塌。
对“塌江”“一次性”特征的界定，是揭示塌江成因的序幕，为慎重起见，现从以下几个方面进行分析。
“塌江”在我县永安洲的乡北沙村有着悠久的历史。据该村的老支书陈加龙反映，北沙村的土地，从他懂事起塌去约有3000亩之多，塌江的次数较大规模的约有三十余次，大多数的塌江是塌后发现的，一般的是发现某处塌江后，以后基本没有扩展和连续塌，即最先看到塌坍的范围和面积有多大，日后仍然是那个样，永安洲乡的老水利干部王裕强和老水利工程员唐彭林，他们分析近期塌江的情况都有样的看法。一般地，同一地点不会连续塌坍，即使象今年同兴队塌江的地方，也还是四年前在这个老地方塌过一次，所以，由历史的直观综合告诉我们，“塌江”具有一次性特征。
当然，直观的综合不能取代精确的测量和细致的观察，那么，现在列举塌江时有人亲眼目睹的三次塌江。一是永安盘头电镀厂塌江。88年9月22日下午3时许，盘头十二队郭中友的爱人在劳动中到芦滩里解手时，听到江滩里有“拍拍”的响声，这是芦苇根断裂的声音，她不知何故就急忙跑上来喊人，当人们赶到堤上观看时，崩塌已经开始了，半间屋一块的土块连续的垂直下沉，至七时全部停止，共塌了近四个小时。塌坍后，我们经过长期观察，坍塌的形状，大小几乎没有什么变化。二是口岸杨湾坍江。89年8月15日下午6时有弄网捕的人亲眼看到塌江，他说“下午我来看网，看到鱼网被一股从江上斜过来的水冲倒，我就想去拉，但水很快，接着听到塌江土块的落水的响声。”当晚十时，我们赶到杨湾时，已停止塌江一个多小时，整个塌江时间只有两个多小时，日后我们去杨湾看时，坍塌的情况基本没有变化。三是今年的永安北沙六0八外圩塌江，也是搞渔网的发现的，渔民每天要到网上收鱼补网，于7月5日白天去收鱼补网时，鱼网不见了，知道这里发生了塌江，鱼网已塌到江里了，后来仍没有看到在这个老地点继续塌坍。这三次塌江实例中的三个人，是三个义务观察员和证人。现实证明塌江具有“一次性”的特征。
我在永安的挂职工作中，防汛也是我的工作之一。每天来潮，我都得上江堤参加防汛，每次到最高潮时，江水流速极慢，没有流速仪，不知最慢的速度是多少。久而久知我想出一个土办法，在江水表面的漂浮物中，选取一个一定长度的漂浮物为观察标识，这天早上是东风，而且很小，加上堤上的树和芦苇的阻挡，风力基本上对漂浮物无影响，然后目估漂浮物的长度，取钢笔的笔头为瞄准器，观察漂浮物通过笔头的时间，取得一个最高潮时的最大概流速为0.015米/秒，当然，这是很不精确的，但它能反映出一个基本问题，最高潮时刻，是潮水过程中的最慢的一个时刻，这个最慢流速，似乎要让奔流不息的长江休息一下，小憩的长江水可近似地认为象湖水一样平静，湖中从没出现过塌坍事件，那么休息了的长江水也会中止塌坍。为此我们就可以这样认为，周期性流速，是至使“塌江”“一次性”特征的一个本质因素。
我们知道水流要把一个地点上的江滩在短时间内冲掉几十亩，可算是一件“伟大”工程，就拿这次7月5日北沙六0八外圩的“塌江”来说，一塌就是40000平方米，达六十亩，平均冲刷深度为10米，冲走的土方量达40万方，这相当于7000人挑一个月或40台泥浆泵工作一个月的中型土方工程。一潮周期整算12小时，减去一个高潮时间，作4小时，如果高潮一过，就开始崩塌，那么8个小时便冲掉40万方土，每小时冲5万方土，这需要多么巨大的水流能量啊！那么，这么巨大的水流能量是如何产生的呢？有一点可以凭常识断定，这个巨大的能量的水流在8小时内是一直目标所塌的地点、定向的连续冲刷的，否时，即使高达100米水柱高的压力水流，如一路从口岸乡线状扫描到蒋华乡，它只能冲一条细细的带，不可能冲掉六十亩的一大块，这里，我们发现一个苗头，肯定有一个固定的边界条件在稳定着冲刷水流的流向。这个固定的边界条件是什么呢？这使我们自然想到江底地貌，也就是说，必定具备一定的水下地形，才能产生这个大流量，高流速的定向水流。
那我们就来观察水下形图吧，翻开同兴“塌江段”江测图(见附图
二)在杂乱无章的水下等深线间，我们将发现所塌地点的上游300米处，有一个水槽，再看今春塌前所测的水下地形图(见附图一)，那个水槽很规则地呈现上游。水槽头部，底部真高-19.6米，顶面真高-17.8米，测槽深为1.8米，水槽呈喇叭状，上游大(尾部大)下游小(头部小)头部较为尖拨，尖头直指这次所在塌的地点。这个水槽是不是产生大流量高流速定向水流的边界条件呢？现在，我们不能单单怀疑水槽是“塌江”的唯一因素，如若水槽是唯一因素，就得天天塌江，因为水槽一形成后便天天存在。一定还有致使塌江的其它因素存在，而且与水槽联合作用和发生联系。与水槽发生关系的，只有水流，那么我们就转向江里的流水吧。
经过调查渔民以及在船上的现场观测，它们给我的印象上一致的在长江里，同一断面，同一高度的同一时刻上的不同位置的流速、流向均不相同，这就告诉我们，整个长江水是由不同流态、不同流速，不同流向的多支水流组成的水域，水槽现实地与这些水流接触和作用，因为总会有水流在水槽里面或旁边流动着。
长江里水流很多，我们先假设有两支水流与水槽接触。现在，我们将两支水流放进水槽里流动，看它们怎样变化，因为一支水流只有一个主流和一个流向，两支水流就有两个流向即两支水流流向不一致，这异向水流流动时必然会交合，两支水流交合后的流态，根据它们各自三要素的组合关系。有九个组合，而每个组合的两项都是变数(流向、流速、流量都是不可确定的)。可以说有任意种可能组合，如果再加上水槽两边边缘的角度大小，深度等各个参数参加组合。就有无穷种可能流态，由此可见，多支水流在水槽里流动，无规律可寻。
看来，我们只有将长江里诸多水流中的某一支水流放到水槽里流动，再看它如何变化，为了认真起见，我们将某一支水流的三要素(流向、流速、流量)分别与水槽考察。
先将水槽与流向考察。水流的流向即为主流的指向，而水槽也有其特定的方位，水槽的中心轴的方位就是它的指向，两个指向的结合会形成两种组合，异向和同向。我们先谈异向，所谓异向就是水流方向交叉的流过水槽的中心轴，与其夹成一夹角，现在让一支异向水流从水槽尾部进入槽身。由于呈一夹角，水流将流及水槽的下边缘，此时，水流务必分成两股小分流一分流沿着水槽下边缘的里壁顺流而下，一分流滑过水槽下边缘的顶面，按原流向运动，流出槽外的分流与我们讨论无关，槽里的分流在顺流而下时，因为不能独占整个水槽，即水槽里定有其它流向的水流并存，这样，水槽里就有了两个异向的水流，两个异向水流在水槽里无规律可寻，上面已经过讨论，故水槽与一支异向水流就可排除它们联合作用的可能。
再谈同向水流，即某支水流的主流流向与水槽中心轴线重叠或吻合。现在有一支水流的主流沿中心轴流动。由水槽尾部流进，这时我们要清楚地看到这支水流的主流都置身在水槽里，该水流的深度一定大于水槽的深度，则水槽顶面层以上的水，因不受任何压缩仍然按原方向流动。而水槽里的水却受到水槽两侧土壁的压缩，同一水流由于受到压缩与不压缩的不同作用，必然使原流沿着水槽的顶层而分离，分离的形式表现在速度上，流向仍然一致，只是水槽里的分流流速加快了。为什么？现在我们单拿水槽时的水来考察吧。我们完全可以将水槽作为一个封闭的管道来分析，其理由水槽的两侧加底部，都是土壁，这是当然的封闭面。但顶面层是水，形似开口，实为封闭，因为水槽的顶面层有较大的水压力覆盖在上面，我们再翻开同兴水下地形图，水槽两侧的顶面真高-17.8米，冲刷塌江时，潮位水面我们取高、低潮的平均水位约真高3.5米，也就是说，平均压力为21.3吨/米，这么大的水压力覆盖在水槽上，足以形成一个难以穿越的壁垒，整个水道便是一个理想的封闭水道，则便将水槽作为封闭管道来分析。当水流在封闭管道里流动时由于水流的运动是连续的，又是不可压缩的，则水流的连续性原理告诉我们在同一段时间内，流经任意一断面的水体体积与流经另一段面的水体体积相等。又由于水槽成喇叭状，上游大(尾部大)下游小(头部小)水量不变，而断面随着水流向下游的流动越流越小，此时水流必须服从水量的平衡，只有在水流断面越流越小时，其流速越流越快，才能达到水量平衡，其水流加速多少倍数，则是水槽尾部断面面积与头部断面面积之比值。如果尾部断面面积是头部断面面积的十倍，则流速便加快十倍。当然，水流与土壁还存在着磨察，水的粘滞性也在水槽面层上，由于流速不一致有阻滞作用，存在一定的能量损失，但不会损失很多，这要具体计算。总而言之同向水流流经水槽后，流速加快了，其实质是一个“加速度”过程，加快了水流便获得了冲刷的能量，为了区别其它一般水槽，我们将这个上游大，下游小能使水流产生加速而能够射出高强水流的水槽叫做“射水槽”。
再将“射水槽”与流速考察。通过上面同向水流的考察，使我们从另一个侧面知道这样一个道理即使有同向水流经加速倍数较大的“射水槽”如果水流不具备一定的初速度，仍然难以加速成为冲刷水流的。设现在一个水流在进入射水槽尾部时，初速度为0.001米/秒。即使加速倍数为200，射出的流速也只有0.2米/秒，这样的流速是没有冲刷能力的。所以，同向水流还必须具备一定的初速度。
还要将“射水槽”与流量考察。当水流的流速确定后，流量的变化就是水流断面的变化。为了能将流量与水槽讨论。我们舍去水流断面中的深度，单将水流宽度与其考察，那么，水流宽度与“射水槽”宽度相结合，无非出现三种情况，即水流宽度大于、等于、小于“射水槽”的尾部宽度。先谈水流的宽度大于“射水槽”尾部的宽度。由于是同向水流，则水流的主流中心与“射水槽”中轴重叠。其主流在水槽里里流动，水流两旁的边际水流被“射水槽”的两壁对称的切去，所以，切后不会影响主流在水槽里的流向，仍然保持与水槽中心轴吻合，这时，我们就可以视着水槽里面只有一个同向水流，由上面的同向水流分析可知，同向水流在“射水槽”里获得了加速过程，冲刷产生了。对于水流宽度等于射水槽尾部宽部的同样由上面的同向水流分析，可以成为冲刷水流。至于水流宽度小于“射水槽”尾部宽度的，也可由前面的两支异向水流分析得知，由于它不能独占水槽，因此不能产生冲刷水流。
由上面初步分析可知，致使塌江的是水槽及与其”同向，等宽和一定初流速的水流，为了证明上述致使“塌江”四因素的正确性，我们必须再回到实际中去检验。
首先，我们可以从“塌江”的塌坍形状来证明“射水槽”射水功能的存在，我们仍然以同兴为例，这里可以找到二个证据一是射流轨迹的残痕存在，同兴塌区的上游，有一个射入口，留下一条深深的沟槽，伸向塌区中心，这射入口就是“射水槽”射水时留下的轨迹。二是射流扩散的大小与射距长度成正比，同兴塌区距“射水槽”前沿只有300米左右，射距短，射流扩散小，故冲刷成一条5米宽40米长的长沟槽，又由于射距短，临近两旁的水流对射流干扰小，故冲刷成长沟槽的中心线与“射水槽”的中轴线基本在一条直线上。
“射水槽”射水功能旁证以后，其它的三个因素是属于水流的，又由于长江里的水流的三因素是不断变化的，不但它的流向流速不断变化，而且由于长江里的水流始终在不断分化和集合本质上是一种复杂的混合流。因此，水槽要得到水流在流向、流速、水流宽度上的合作是很难得的。事实上，正是由于水流与“射水槽在”同上、等宽、初速度”上的非一致性，才形成了“塌江”的“一次性”特征，所谓“塌江”就是由于在“射水槽”这个先决条件下，与水流的三因素的偶然统一的突发事件。“塌江”的四因素都是四个不断运动着的变素，这四个动态因素的难以统一，便使“塌江”强烈地表现着它的“一次性”特征。
“塌江”的另一个次象特征是“跳”着塌，解释“跳”着塌的原由，也是对“塌江”四因素正确性的一个证明，关于“跳”着，也可找到两个原因一是“射水槽”本身日日夜夜在水底经受水流的任意冲刷，这必然对“射水槽”的两边和射嘴均有影响，同时影响着由“射水槽”的两边对称度而确定的中心轴。中心轴一位移，则射出的水流与前次射出的水流就出现一个转角，这个转角的大小，就决定着跳塌距离的大小。二是射水槽射出的强水流在高速流动的过程中，由于其左右两侧存在其它水流，这些水流的流速影响着射流的流动轨迹如若左右两侧的流速快，则对射流作用就大，就有将射流向下游推移的趋势。反之则向上游，又由于这次两射流两侧的流速不会相同，故两次对射流的作用力也不相同，射流也相应的产生位移，射流的一位移就表现着“跳着塌”，两侧水流作用力小就跳向上游。作用力大就跳向下游。
以上分析，大都属于逻辑推理，所以必须对水槽进分水力分析。由于水槽的主体特征是上游断面大，下游断面小，又由于它是躺在具有自然流动着的水域的河底水下。现设没有一支同向水流从水槽上游的大断面流进一定的流量，其未进水槽前，水流在自然状态下的单位功能较小，而一旦流进变截面的水槽后，由于断面逐渐收缩而逐渐加快速度。加大水流的单位功能，获得冲刷能力。现在，我们就采用能量方程(即伯努利方程)来进行水力分析。
为了使水槽能运用伯努利方程，就得使水槽里的水流是恒定流，并通过水槽任一断面的流量不变，为了满足条件，我们从两个方面进行规定首先是使水流流向与水槽轴向一致，且水流的主流中心与水槽的中心轴吻合，这使水流内部没有指向水槽外面的作用力。至次是水槽的结构造型方面的边界条件，不得对流动着的水流产生被动作用力，这就对水槽的结构造型有如下要求水槽诸面平整，槽底纵向坡比为零，槽两侧竖壁等高且垂直于底面，这主要避免水的挑流和上抛。现在我们将一支同向水流放在水槽里流动，水槽有等值的压强覆盖，其它三壁是平整的平面，没有任何可使水流流出的被动作用的外力和内力作用。由此便可认为在这样的水槽里流动的水流是恒定流。因为在短时间内，压强与流速没有变化，两断面间没有能量输入和输出，并且流量沿程不变，条件符合，接着便着手分析基准面迭在水槽底面上。断面1迭取在水槽上游末端的进口边界处，断面2迭取在离断面1为L的距离槽身里，则可列出典型的伯努利方程式Z1+ (P1)/(r) + (a1V2)/(2g) =Z2+ (P2)/(r) + (a2V22)/(2g)由于基准面位于水槽底面且水平，水槽两壁相高，故该水槽里两断面上各点的位置水头相等，即Z＝Z;又由于这两个断面是同一个自由水面下的相邻两个点，水流的内部粘滞力甚微，可忽略不计，故 (P1)/(r) = (P2)/(r) ;则原方程简化为(a1V2)/(2g) = (a2V22)/(2g)再列出水流的连续性方程Q＝W1U1＝W2U2因为水槽的总体特征是上游大下游小，断面1大于断面2，因此不需代人具体数字于上述方程联列求解，即可直观的判定，断面2的单位动能，大于断面1的单位动能，具体地说，水流加快了流速，这证明了水槽具有聚集动能的功能。
为了全面阐明水槽如何稳定有效地聚集水体能量，务必进一步介绍下去。由于水槽是开敞式，虽然有一定的压强履盖在水槽顶面层上，但水槽里的水流还是与水槽外面的水流有联系的。水槽里的水流由于受水槽变截的逐渐收缩而加快流速;而水槽上面的水因没有类似的收缩，故其流速照旧。这样水槽里的水流流速与水槽上面的水流流速因不相同而形成一个流速差，这里务必存在一个交界层，为了形象地说明情况，我们来做这样一个实验现将一块柔软的薄膜水平的履盖在水槽的顶面层上，以这张薄膜代替这个交界层;再将两支测压管分别紧放在这张薄膜的上面和下面。我们会看到两支测压管的水柱高度不同，由于薄膜下的水槽里水流速度快，其测压管水头必定低于薄膜上面的低流速的测压管水头，这两支测压管水头的高差的作用力，将垂直的作用在这张薄膜上，薄膜便有向水槽里面位移的趋势，现在掀掉这块薄膜，让水槽上面的水流层向水槽顶面以下位移，这个位移的高度就是交界层的厚度，无疑这个交界层的流速梯度较大，在这个交界层里，一方面是高流速流场的质点以脉冲的方式，在垂直方向上向低流速的水流释放能量，阻止低流速水层进一步向下位移;一方面低流速水层受高流速水流的拖动提高了原流速度，此时，我们可以看到这个交界层的特殊意义在于“封闭”。具体地说，交界层位于水槽顶面层以下，与其三壁围成一个封闭圈，整个庞大的水槽就构成了一个锥形的封闭管道，这就完成了结构上的封闭;水流由水槽进口流入的能量，除去沿程摩阻损失和交界层的脉动损失外，绝大部分能量仍然封存在水槽里，不与外界交换，这个封闭层的强度，就是水槽上面的压强水头，我们知道，大江大海的水层较深。具有相当大的压强水头压在水槽上面，而水槽里的高速水流在垂直方向的脉动能量是很有限的，根据水力学中介绍，其最大脉动振幅只有流速水头的3.5%，而且一次脉动时间不到0.014秒，所以，这个瞬时的而有限的脉动能量很难完成穿越交界层的运动过程，故此，压强水头对脉动能量具有足够的封闭能力，封闭层的厚度取决于交界层的流速差，流速差取决于原始流速原始流速慢时，封闭层则薄。所以潮水平潮时，其流速较慢，封闭层容易突破，一突破就会产生水能的里外交换，也就停止射流。这是塌江一次性特征的主因。
上面是将一支运动着的同向水流与水槽的水力分析。分析的前提水流与槽都没有异向作用力的存在。另外还有一种相反的情况，也能满足这个前提，当水槽里的水停止运动时，也没有异向作用力存在。现在将这个停止流动的流速为零的水渐渐开始运动。这时水的流动应该认为是同向水流。理由是从停止到运动的过程中，没有异向作用力的介入。从这一点即能说明在江潮高潮时刻的流速越接近为零时，退潮时水槽越有可能射水。这里可使我们回想起，89年9月22日全省多处地区并发塌江，道理这在这里这是由于月球引力的特殊因素使这一天的高潮时刻的流速接近于零。
上面在对水槽的水力分析前，对水槽作了规范化的处理，而现实中的水槽是一个自然状态下的水槽，必然考虑它的复杂性根据我县崩塌记载。每逢发生塌江，过船水位都在真高4.5米以上。这就告诉我们，自然水槽的射水必需具有一定的压强水头，这与我们上面对规格化水槽的水力分析有着本质的区别，因为自然水槽的边界形状，随机性较大，但也有着基本的特点首先是水槽的两侧竖辟不会垂直槽底面，则就会在压强水头不大时，水流因单向收缩而上抛;至次是槽底纵坡并非平坦，特别是拱波的槽底，能使水流产生挑流;再次是水槽头部形状，大都呈现为三角凹锥体，这是一个很好的挑流体，当水流流到这个部位时，如果上面没有足够的压强水头作用其上，则水流就从这里挑流冒涌而上。只有当压强水头大于挑流水头时，水槽才能成为有效的封闭管道。
综合上述分析，射水槽是致使江岸崩塌的决定性因素。然而，射水槽在我县水下地形图上出现的只有永安同兴一次。那么是不是其他崩塌地段的上游就没有射水槽存在呢？回答当然是否定的。因为形成崩塌的定向高速水流的能量，只能来自自然水流中所蕴藏的能量，又因为定向的射流只能产生于固定的边界条件，水域下的固定边界条件只有河床，河床中的水槽是这样一个上游大下游小的比较规则的特殊造形，就当然成为形成定向射流的固定边界条件。就崩塌之事而言，它只能与此事有关联的事物发生作用，这相关联的事物只有水流和河床，别无他物。我们总不能把产生崩塌的高速水流的能量想象为来自天上的乌云或地下的岩浆，再把定向射流的边界条件理解为“扒沙鬼”的魔掌。因此，凡是江岸崩塌地段的上游，必有射水槽，这是事物的客观性所决定的。至于说其他崩塌地段的上游水下地形图上没有发现射水槽，那只能是图纸围幅的限制和测量面积的有限所致。我们目前水下地形测量宽度一般为400米左右。那么，其他未出现的水槽就在这400米之外。我们知道，深泓区一般位于水域的中部，而藏于深泓区的射水槽，因为上面有足够大的水深，因而有足够大的压强水头为封闭力;一般的水槽头部的凹曲上的挑流水头不能突破这个封闭层。所以，深泓区上的射水槽射流机遇较浅水区要多。从另一个方面来说，由于其封闭强度大，能够对大流速大能量的水流胜任封闭。故此，深泓区上的射水槽射出的射流强度与能量也是大的。那么，它的有效射程就远，高强度的射流穿越数百米的水层，仍然具有冲刷能力而致使崩塌。
辩证唯物主义告诉我们，每事物都有它的普遍性和特殊性。江岸崩塌的“一次性”特征是它的普遍性。然而也有“非一次性”的特殊性。如江都嘶马于85年7月连续崩塌了三天三夜(72小时)，崩塌面积达300亩之多。象这样连续崩塌的情况，是由以下三个特殊因素形成的一是射水槽的结构很大，不但断面大，而且其断面的收缩率亦较大，具备较强的聚集水流的功能。二是江潮在高潮时刻仍具有一定的流速，没有出现憩流，从而连射数个潮位周期。三是射水槽位于深泓区上。
确定了射水槽是致使江岸崩塌的决定性因素后，我们便能结合水力分析，有的放矢地对射水槽进行治理。
要治理射水槽，就得先要寻找它，发现它。这就要求我们对江底进行测量，特别是经常发生江岸崩塌的地段，每年至少要测量二、三次，分别在汛前、汛中、汛后各测一次。根据上游大，下游小的结构特征，寻找即将形成和已经形成的射水槽。发现了射水槽，便可着手治理。现提出三个治理方案(一)是用高压水泵，通过水枪的高强水流，在射水槽的江外侧的边缘上，由槽里向外进行水力冲挖的开槽或破槽。开槽的意义是破坏水槽的封闭性，分割水流，从而降低流速。
具体做法如下现行泥浆泵配套高压泵的水枪压力为4.3个大气压，为使水枪伸向足够深的江里仍然具有一定的冲挖能力，我们用两台高压泵通过一个“T”形三通钢管，并联到一个水枪上。这样，水枪的枪头压力可达8个大气压，即使伸向30米深的江底，枪头压力仍有5个工程大气压，足以能冲挖江底的土层。将这个水枪安置到一定长度的升降杆上，根据一次冲挖深度的需要，安装一定的角度。操作时，只要直接将升降杆放到江底的水槽里的边缘内，然后启动高压泵，小幅度的慢慢的摆动升降杆，水力破槽工作就开始，然后慢向下游江中方向移动船位，对于水力破槽的条数、宽度、长度等，要看射水槽结构的大小，但有一个要掌握，开槽的分流量最好要与原水槽流量的一半以上，即所冲挖开槽的断面是该开槽处的水槽断面的一半以上，方为安全，破槽的部位最好在水槽下游1/3处。为保险起见，应多切几个开口。如有其他水下挖土机械，如抓斗式，或铰吸式挖泥机船，也能进行开槽。(二)是在射水槽里用块石、混凝土预制块、卵石和其他骨质材料堵塞，具体做法有三个首先用块石堆筑挑流坝，此方案简单、经济、方便、可靠，堆筑挑流坝的位置最佳在水槽下游部分1/3分之一处，因此处水槽断面不大，耗石量也不大，又可避免水槽尾部的侧向受集水流而射流。如果将挑流坝堆筑在水槽上游进口处，不但耗石量大，而且当江潮水流由憩流而增加流速时，水流会因水槽的不规则形状的空间进入或从侧向进入，射水槽亦可能恢复射流功能，一旦射流，就是射流一个潮位周期。至于挑流坝的具体结构造形，应根据射水槽的大小、流量、流速和水槽上面的压强水头进行具体计算。另外，根据具体情况和条件分别采用块石横坝封槽和阻水墩。块石横坝封槽就是用块石在水槽中下部堆筑石坝，将水槽拦腰截断封死，这是保险度较大的方案。阻水墩也是用块石在水槽中下部堆筑一个块石墩，用石量虽少，但没有充分的保证率，此治理方案的宗旨是破坏射水槽的封闭层，让水槽里的水流能量与外界水流的能量进行交换，使槽中水流的单位动能难以提高。(三)是改造同向水流，采用蚌式导流墩和其他导流板设置在水槽上游进行导流。一般导流设备与原正常水流流向夹角为15-18度，避免角度太大而产生较大的水平推力。而且导流设备设置的关键是不能与水槽轴向一致，所成的夹角越大越好。蚌式导流墩是用混凝筑成的象河蚌一样形状，因为它有两个曲面，是一个很好的流线体，导流效果较好，只要在蚌式的底部预制一个适宜的平面坐墩，利用自重，就能取得一定的稳定。上述导流是对水槽左右方向的水流流向的改造，也要从水槽上下方向上的流向改造。改造上下方向的水流采用挑流墩，即在水槽上游设置挑流墩，将水流上挑。水流上挑，使进入水槽的水流不与槽轴向一致，水流内有与水槽轴向的异向力存在，水槽内外的水能就交换，便能避免第一股射流的出现，至于导流设备的具体结构大小，要根据资料进行水力设计。
本发明创建于江岸崩塌治理，亦能适用于其他动水水域上的突发性崩塌。本治理方法的主要对象是射水槽，至次是同向水流。要对某地段施于治理，首先要进行水下地形测量，根据崩塌的强度不同，分别进行不同范围的测量，但一定要留有余地，扩大测量范围，不能让水槽逃出测图之外。测图搞好后，根据射水槽上游大、下游小的形状特征，查找射水槽。查出后，最佳方案是封槽，至次是开槽，然后是改造同向水流。根据现实情况，进行治理方案选择。在水槽里进行封槽的各种方式的抛石时，其关键是定位、定点、定量，方能保证治理质量。本办法广泛适用于一切动水水域上滩岸崩塌的治理和防护。
权利要求
1.本发明名称为“滩岸崩塌治理法”，所属技术领域为河道工程防护，与现有技术有关的是水下地形测量、水下机械挖土、水力学和抛筑坝体技术等。
2.本治理法的治理对象首先是射水槽，其主体特征是上游断面大，下游断面小。至次是同向水流。其方法有如下三种A、治理方法之一是开槽(破槽)，开槽工具为水力冲挖和其他水下挖土机械。B、治理方法之二是堵槽(封槽)，堵槽有三种方式，挑流坝、横坝、阻水墩。材料为块石、卵石、混凝预制块和其他骨质材料。C、治理方法之三是在射水槽上游，改造同向水流，其方式有蚌式导流墩、挑流墩、导流板。
3.本办法适用于所有动水水域上的滩岸崩塌治理和防护。
全文摘要
滩岸崩塌对于河道工程防护渐有“天敌”之称，以往诸多治理方法限于治表未治根，而耗资巨大，收益短浅。本发明在证明水槽是致使崩塌的决定性因素后，便有的放矢地针对水槽以开槽法、堵槽法和同向水流的治理。采用下水挖土机械进行开槽；采用块石、卵石、混凝预制块等堆筑挑流坝、横坝、阻止水墩进行堵槽；采用导流板、挑流墩和蚌式导流墩改造与水槽一致的同向水流。此方法广泛适用于动水域上的滩岸崩塌的治理和防护。
文档编号E02B3/02GK1046953SQ9010563
公开日1990年11月14日 申请日期1990年4月3日 优先权日1990年4月3日
发明者朱晓华 申请人:朱晓华