弯曲河道桥区河段航道整治研究

在弯曲河道建设桥梁后,由于桥区河段水流与桥轴线法线夹角、航线流速较大、通航净宽不足等原因,常导致船舶撞击桥墩等海损事故的发生,同时由于弯道的演变也会对桥区航道维护产生不利的影响;研究此类桥梁碍航问题具有重要的工程现实意义。结合工程实际,研究了弯曲河道桥区河段桥梁碍航成因,提出了整治方法与整治措施,可供类似工程参考。     

浅议弯曲河段桥区航道整治措施

水上运输具有运量大、成本低和能耗小的优点,然而桥梁的不断兴建,对船舶航行造成一定的影响,特别是处于弯曲河段内的桥区航道,由于桥区河段水流与桥轴线法线夹角、航线流速较大、通航净宽不足等原因,常导致船舶撞击桥墩等海损事故的发生,同时由于弯道的演变也会对桥区航道维护产生不利的影响;研究此类桥梁碍航问题具有重要的工程现实意义。本文结合工程实际,研究弯曲河道桥区河段桥梁碍航成因,提出整治方法与整治措施,可供类似工程参考。     

黄河多泥沙桥区河段航道整治技术

黄河银川段为典型的游荡性平原河流，河床质为细沙，易冲易淤。涉水设施易引起沙质河床泥沙运动规律改变、河床地形发生不可预测的冲淤演变，水流流态紊乱，不利于船舶通过桥区河段，碍航滩险增多，整治难度加大。通过河床演变分析，借助数值模拟技术分析各代表流量下多泥沙桥区河段的水流流态和夹角、涉水建筑阻水率等参数，研究桥区河段的航道整治技术，兼顾对行洪影响，固化航槽，寻求航道整治和行洪等的平衡。结果表明，该航道整治技术使航道整治、行洪与桥梁建设相结合，既可以满足航道通航条件，也可以满足行洪要求，有利于船舶通航和桥梁建设。     

松花江牤牛哨滩河段航道整治方案比选*

牤牛哨滩是松花江中游主要的碍航浅滩,该滩段河道水浅槽窄、滩口流急并伴随横流等碍航水流,严重影响船舶通航以及生态旅游航道的建设。针对此问题,采用二维水流数值模拟方法对牤牛哨滩河段的碍航水流特性进行研究,对比分析3种航道整治方案的效果。结果表明,采用复式断面航槽疏浚及生态闸坝建造的方案后,该滩段通航水深大于1.78 m,枯水期平均比降仅为0.29‰,平均消滩水力指标远小于2.06,流态良好,满足航道治理要求。研究成果可为该类滩险的航道整治方案选择提供科学依据。     

安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩航道整治研究

针对安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩段的河道特点,分析了柏果滩至雁子石滩河段在上下游枢纽运行前后的水文变化。采用定床水流河工物理模型的研究手段,研究了不受枢纽调节影响的天然状态水流特点和碍航因素。依据枯水期浅滩局部通航水深不足、水面比降较大等碍航因素,结合回水变动区航道整治原则,确定了相应的整治方案。通过一系列优化措施,使河段航道通航水流条件达到了Ⅵ级航道通航标准。     

剑潭—横沥河段航道升级措施及模型试验

剑潭—横沥河段航道扩能工程河势弯曲、宽窄相间、滩多水浅、上下相连、输沙能力有限、人为采沙活动严重,工程整体性高且与河段联动效应强。根据滩险碍航特征和整体优化的原则,提出"疏浚为主、整疏结合、控制河势、稳定航槽"的整治原则,认为航槽应沿河道深泓布置,挖槽纵向采用变底坡设计,横向采用梯形断面或复式断面形式。应完善整治建筑物布置,适当束窄整治线宽度,并充分利用已有丁坝,新建丁坝和加长旧坝。开展定床物理模型试验与水流泥沙动床物理模型试验,分析改造后航道沿程水位、比降、流速的变化,明确航道泥沙的冲淤量,研究改造措施的合理性。结果表明,整治后航道沿程水位与比降下降,航道流速增加,年均淤积量为3.98万m3,改造措施合理可行。     

赣江新干枢纽—龙头山枢纽河段Ⅱ级航道整治方案

赣江新干枢纽—龙头山枢纽两坝间长河段虽为龙头山枢纽库区河段,但仍存在较多的通航安全问题,如局部区域水深不足、先期整治建筑物碍航和桥区通航不畅等。针对上述问题,提出了航槽浚深、丁坝拆除、航路调整等整治方案,并采用长河段二维水流数学模型对该河段Ⅱ级航道整治方案进行试验研究。结果表明：整治方案实施后,航道通航水流条件得到了改善,航道尺度均可达到建设标准。具体表现为：设计航道线内水深均能满足最低通航水深3.8 m要求,航道内横流减小,不良流态消失,航路更加顺直等。     

安康枢纽回水变动区航道整治数学模型研究

安康枢纽回水变动区河段的通航水流条件既受上游石泉枢纽日调节影响,又受下游安康枢纽水库调度的影响。河道水流既有山区河流滩险水流特性,又有库区河道水流特点。同时,该河段为连续急流弯道段,研究难度大。文中采用平面二维水流数学模型的技术手段,研究回水变动区河段滩险整治工程方案。针对天然河道边界复杂等特点,研究采用正交贴体网格。在此基础上建立了平面二维水流数学模型。采用有限体积法对平面二维水流控制方程进行了离散。对安康枢纽回水变动区天然情况下的水位、比降及水流流速等进行了验证计算及分析,验证结果表明,所采用的数学模型和计算方法能够准确模拟枢纽回水变动区的水流运动特性。根据河段的河道特性、河床演变特点及碍航特点,提出了航道整治原则。在上述整治原则的基础上,对安康枢纽回水变动区河段滩险整治方案效果进行了计算分析,并提出了能够达到设计航道尺度的整治工程方案。     

黄河上游典型崩岸碍航河段航道整治

针对黄河上游河段堤防或护岸崩塌、后退导致河道放宽、航槽淤积问题,进行了崩岸碍航河段航道整治方案研究。采用二维水流数学模型,计算黄河黑峡滩河段崩岸前后航槽内水动力条件变化,并对不同航道整治方案进行分析。结果表明：1）优良河段因崩岸或采砂等因素导致河床形态突变前航槽内水流条件（流速、流态等）改变,可为航道整治方案实施后航槽内通航水流条件提供重要参考。2）根据工程实施后效果观测,利用整治工程适当调整中、枯水的河宽,使挖槽内流速大小接近崩岸前流速,对维持挖槽稳定十分有效。     

艳洲枢纽下游近坝段航道整治研究

枢纽下游的枯水位下降问题是航道出浅的重要原因,也是影响船闸通航、制约航道等级提升的重要因素。在分析澧水艳洲枢纽下游近坝段碍航特性、枯水位变化及原因的基础上,采用二维平面水流数学模型研究了澧水航道升级整治过程艳洲枢纽下游近坝段的浅滩整治问题,包括工程整治方案、整治效果及对枯水位的影响。结果表明:艳洲枢纽下游近坝段河床比降大、枯水位落差集中,具有明显的"陡坎"及"陡比降"现象,若仅以疏浚方式进行航道整治,则将引起艳洲枢纽船闸下游的枯水位明显下降,在艳洲枢纽船闸改扩建中下游设计最低通航水位的确定应充分考虑枢纽下游高等级航道整治工程的影响。     

黄河中卫段复合型滩险整治技术

对兼具"浅、急、弯、险"特点的黄河宁夏中卫下滩河段的复合型滩险整治技术进行研究。在深入分析滩性的基础上,提出多方案设计,通过物理模型试验优化比选。试验表明:挖槽上段采用复式断面、增加滩险进口段宽度和深度,有利于减小滩段水面比降、减小流速。尽管上段水位降幅较大,给上游河段带来不利影响,但整治效果最佳。工程实施后通航水流条件良好,航道条件得到有效改善,为类似滩险的整治提供参考。     

岷江下游中枯水碍航浅急滩段航道整治方案*

山区冲积性河流滩槽明显,连续弯道间易形成中枯水期碍航的浅、急滩。针对此类滩段整治中简单疏浚可能引起水流归槽而恶化的问题,以岷江新开河滩段Ⅲ级航道工程为例,建立全长约10 km的河工定床模型,对研究河段的河床演变规律与碍航特征、工程前水流特性和航道整治设计方案及优化措施的效果等进行分析,归纳总结出中枯水碍航浅急滩的整治思路和方案。结果表明,方案实施后航道纵向流速在3.5 m/s以下、水面比降小于2.45‰,满足航道治理要求。     

澜沧江景洪以下贺宽下滩整治方案

基于澜沧江Ⅳ级航道建设工程,以贺宽下滩整治方案为依托,阐述了滩险特性、水文特征和历史整治情况。针对峡谷段滩险航道尺度不足,滩段内流速大、比降陡、流态坏,船舶不能自航上滩的问题,从滩险流速、比降、上滩水力指标等方面对滩险的碍航特性进行研究,采用清礁结合筑坝的思路扩大过水断面、壅高断面水位,减缓流速和比降,解决了滩险航道尺度不足和船舶不能自航上滩的问题。得出在峡谷急流滩险航道整治中采用“上疏下抬”的治理措施,能够解决航道尺度不足和船舶自航上滩困难的碍航问题,为类似滩险的整治提供借鉴。     

嘉陵江河口滩河段整治简介

嘉陵江河口滩河段虽已经多次整治，由于种种原因，未达到预期目的，滩段河槽变迁频繁，水流不畅，碍航严重，１９９０年，对该滩段再次进行测量，设计及施工，由于该次整治考虑了河口滩整个河段，整治措施得当，整治效果令人满意。     

长江中游戴家洲河段天然水流特性试验研究

文章对长江中游戴家洲河段的来水来沙特点进行了分析。通过实体模型试验,对该河段水流动力轴线的位置、戴家洲洲头局部流态、分汇流点的位置以及各级流量下断面平均水深、断面平均流速进行了深入分析,对各级流量下的比降、分流比进行了研究,并对两汊平均流速、平均水深,涨、落水期的水深、流速、比降等进行了比较,以加深对河段水流运动规律的认识,同时为工程方案整治效果的分析比较打下基础。     

长江上游弯曲放宽河段卵石浅险滩航道整治

弯曲放宽河段卵石浅滩是长江上游枯期需重点维护的滩险,以往虽对该类型滩段进行了多次整治,但对其碍航机理的认识仍显不足。通过对以往整治经验和模型试验成果的总结和研究认为,在难以彻底改善弯曲汊道航行条件的情况下,可考虑选择直槽整治的方式,采取基建性疏浚和整治建筑物等综合性的枯水治理措施。针对不同型式挖槽断面的水流结构和典型滩险的直槽方案所做的模型试验表明,＂窄深型＂挖槽断面稳定性相对较好。为满足直槽挖槽的稳定,可采取调整汊道分流比、束窄直槽过水断面等整治措施。     

长江铜锣峡河段炸礁整治数学模型计算及验证

采用平面二维数学模型对铜锣峡炸礁方案进行论证研究。模型对铜锣峡河段的实测水面线和流速分布进行验证,计算结果与天然实测资料较为一致,可正确模拟实际河道的水流运动。方案实施后,铜锣峡河段在设计水位及设计水位以上2 m时航道通航水流条件变化不明显,断面平均水位降低幅度较小,断面平均流速和比降无明显变化,炸礁区域设计水深足够;且铜锣峡河段流态尚好,航槽内左侧流向较方案前更加顺直,流速总体不大。总体来说,炸礁方案实施后航道通航条件较好,炸礁方案可行。     

洞庭湖双向水流浅滩整治原则初步研究

在分析洞庭湖双向水流浅滩演变特点的基础上，提出了双向水流河段浅滩整治的原则，并应用到洞庭湖区白沙至茅草街河段航道整治中。研究表明，综合考虑顺流、逆流水流流态，选择对冲刷最为有利的航槽，采取疏浚和修建整治建筑物相结合的方法，集中汛末水量冲刷主航槽，辅以疏浚挖槽，增加枯期水深，能够取得良好的工程整治效果。     

北江白石窑枢纽坝下航道稳定性初步分析

白石窑枢纽位于北江中游,下游紧邻飞来峡枢纽,且受其回水影响,坝下河段水流条件十分复杂。因此采用河工模型进行研究,且验证满足相似性要求。通过对研究河段进行河床演变分析,根据定床试验结果,从整治线走向与水流动力轴线、航槽轴线与主流夹角、整治前后流速、比降变化及输沙能力等方面初步分析其航道稳定性。基于动床试验得挖槽回淤量分布,提出保持航道稳定的建议。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。