三峡水库蓄水后关洲水道河床演变特征及航道条件变化

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整。基于关洲水道三峡蓄水后2003—2013年原型观测资料,分析蓄水后该水道河床的冲淤变化情况。结果表明:该水道在三峡蓄水后总体处于冲刷态势,尤以左汊冲刷明显,这对该水道两汊分流产生较大影响,进而影响主航道条件,同时进一步恶化下游芦家河水道进口航道条件。在此基础上,对本水道航道条件变化趋势进行预测,认为目前比较优良的航道条件在自然作用下存在恶化的可能,为本水道航道治理思路的形成和工程设计提供参考。     

枢纽下游河床极限冲刷及水位降落研究进展

天然河流修建枢纽后,上游来沙将在枢纽形成的水库内淤积,出库沙量锐减,下游河道因受枢纽下泄清水的冲刷而发生一系列变化。特别是对于沙质和沙卵石河床,随着下泄清水的冲刷,河床随之出现了相应的再造床过程。枢纽清水下泄引起下游河床下切、水位下降问题是枢纽设计及航道整治中的重点和难点。由于河段来水来沙条件、枢纽调度方式、坝下河床断面型态、河床质组成及覆盖层厚度等不同,坝下形成的冲刷幅度、稳定冲刷层及冲刷范围等各不相同,坝下水位降落幅度也不尽相同,而河床质组成是影响河床极限冲刷的主要因素。文章从不同河床质组成出发,分别对枢纽下游河床极限冲刷以及水位下降研究成果进行了总结,并对各种计算方法进行了简要的评述。     

三峡蓄水后芦家河河段演变分析

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整.基于芦家河河段三峡蓄水后2003-2008年原型观测资料,分析了蓄水后该河段的冲淤变化情况.结果表明该河段在三峡蓄水后总体处于冲刷状态,石泓较之沙泓冲刷严重,碛坝尾部大范围冲刷,这对河段沙石泓分流比产生较大影响,进而影响航道.本河段有些部位抗冲刷能力强,冲刷下切并不明显,这可作为宜昌枯水位在三峡水库蓄水运用后没有大幅度下降的因素之一.     

内河航道整治线宽度研究现状与进展

对内河航道整治线宽度研究现状进行了梳理,认为冲积河流"河相均衡"与输沙平衡相一致的基本原理,在现有研究中,只有文献[10]才得以体现。该研究所得整治线宽度公式计算十分简便,文章将其延伸于包括水库变动回水区在内的任何年内冲淤交替的河段;此外还提出了枢纽下游冲刷性河段整治线宽度确定方法。     

枢纽下游河床清水冲刷粗化研究综述

天然河流修建水库后,下游河道发生的最大变化就是河床冲刷粗化。河床冲刷与粗化的研究在水利、水运、水电工程中有着重大的实际意义,是解决山区及丘陵区水利工程面临的河床冲刷粗化所引起的河床演变的关键问题之一。国内外众多学者专家都对冲刷粗化问题进行过研究,文章意在总结已有枢纽下游河床冲刷粗化的研究成果,包括冲刷与粗化机理、冲刷粗化起动流速计算、粗化输沙率计算、粗化层级配计算、极限冲刷深度计算及冲刷后水位降落计算等。并对现有研究成果进行了简要的述评,为后续对这一问题进行深入研究作出必要的准备。     

三峡水库蓄水后的葛洲坝近坝河段通航管理

水库蓄水后，由于出库推移质数量减少，下泄清水又具有富裕的挟沙能力，过坝后转为对下游河床的强烈冲刷，引起下切变形，使河床断面加大，同流量下水位有不同程度的降低，从而使既有航道、港口、取水等工程设施无法满足设定的使用要求。国内一些水利枢纽，如汉江上的丹江口、闽江水口、赣江万安等，建设中未考虑筑坝蓄水后河床下切变形影响或有考虑但取值不当，水库运用后航运不畅，原本通航河流成为季节性通航甚至航运中断。三峡水库蓄水至死水位饱和前，泥沙下泄数量明显减少，葛洲坝枢纽以下水沙含量将长期处于不饱和状态，对长江中下游河床产生长距离冲刷。枯水期，宜昌至城陵矶河段航运受到不同程度的影响，枝城芦家河航道还将成为新的急流滩，葛洲坝至下游宜昌市镇川门近坝河段将成为长江航运关键性控制河段，由此产生复杂的管理问题。     

三峡蓄水后芦家河水道沙泓进口浅滩演变特征及其对航道条件的影响

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整。基于芦家河水道三峡蓄水后2003—2013年原型观测资料,分析蓄水后该水道沙泓进口浅滩以及航道条件的变化情况,提出进口浅滩发展机理以及对航道条件的影响规律。在此基础上,对进口浅滩和本水道航道条件变化趋势进行预测:认为进口航道条件在自然作用下仍有进一步衰退的可能,为本水道航道治理思路的形成和方案设计提供参考。     

冲刷条件下熊城河段河床演变规律及趋势

随着三峡工程的蓄水运用及其上游向家坝、溪洛渡水库的陆续运用,水库下游河段来沙量大幅减少,清水冲刷严重,河道演变特性发生明显变化,对防洪、航运、岸线利用等方面产生影响。通过分析原型资料,研究冲刷条件下长江荆江熊城(即熊家洲—城陵矶)河段的水沙运动特性与河床演变规律,并在此基础上结合实体模型试验预测三峡水库运用30年后熊城河段的冲淤量、冲淤分布及河势变化。结果表明,熊城河段将持续保持冲刷态势,深槽不断刷深、展宽,不利于航道稳定。     

跨河桥梁建设对山区航道河床演变的影响分析

拟建金建铁路斜跨典型山区航道—兰江,必然改变桥位区河流的水动力条件,进而影响选址区河床演变过程。本次研究建立了桥梁选址段二维水沙模型,模拟建桥前后桥位区水动力条件变化,分析水动力变化对河床冲淤演变的影响。结果显示,桥墩建设减小了河道过水断面面积,造成桥位前大面积壅水,流速降低,河道呈现微淤积;桥位处,受桥墩束水作用影响,墩间流速增大,造成墩间河床冲刷,同时墩后尾水区流速变缓,泥沙淤积;桥位下游中间流速有所减小,但由于桥位上游淤积减小了泥沙来源,泥沙补给不足而导致冲刷。由于山区航道泥沙输运以推移质为主,泥沙就近搬运,跨河桥梁建设对河床演变的影响范围不大,冲淤演变相对较小,不影响桥址河段河床整体稳定性。     

姚家船闸下游深开挖航道的稳定性研究

衢江(金华段)航道位于钱塘江中上游,姚家枢纽是衢江(金华段)航运开发项目最下游的一个梯级。为减少支流浸没影响,枢纽坝址上移,导致富春江大坝回水无法与姚家枢纽下游水位相衔接。因此,枢纽下游约7 km航道须通过深度开挖才能满足通航水深要求。为了在山区性河流中维持人工开挖航道的稳定性,采用设置适当高度的挡沙槛来阻挡河床沙进入深开挖航道。本文通过定床和动床物理模型试验,分析船闸下游航道的水流条件、河床变化、挡沙槛挡砂效果等,充分论证航道深开挖方案和挡沙槛的设计方案,从而为减少航道维护量、确保枢纽下游衔接航道的通畅提供参考依据。     

长洲枢纽下游人工节埂防冲措施研究

针对长洲水利枢纽建成后,下游河床冲刷引起的枯水位下降,可能导致枯水期船闸下闸首门槛水深不足的问题,应用二维悬移质泥沙数学模型对枢纽建成后下游河床的冲刷下切及枯水期水位降落情况进行预测,结合当地的河床形态及地质条件,提出在坝下河道布置一系列的护底工程,形成不连续的人工控制节埂的防冲措施,以达到抑制河床冲刷、抬高近坝段枯水水位的目的。研究表明:通过在长洲枢纽下游河道合理布置人工节埂,可以有效地抑制下游河床冲刷,减小坝下枯水水位的下降值。     

三峡水库蓄水后宜都水道演变及航道变化

依据蓄水前后原型观测资料,分析了三峡工程蓄水前后宜都河段——三峡枢纽下游的低水分汊河段的河势和河床冲淤变化情况及其对航道的影响,并对该河段的演变趋势进行了预测。结果表明,来沙量减少使宜都水道冲刷,沙泓上浅区冲刷下切,而下浅区以冲滩为主,石泓深泓冲刷下降,南阳碛冲刷缩小,分流格局有发生变化的趋势。沙泓上浅区航道条件改善,但下浅区航道展宽左摆,发展下去不利于航道维护。     

非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用

通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。     

从丹江口、葛洲坝水库下游河床冲刷看三峡工程下游河床演变对航道的影响

从三峡工程下游宜昌～城陵矾河段的地形、地貌、河型、河床泥沙组成及河岸、河床的抗冲性等方面与丹江口水库下游黄家港至皇庄河段的比较来看有诸多相似之处,因此它们在工程建成后河床的冲刷模式应是相近的.从这一观点出发,根据丹江口水库下游不同河段河床冲刷平均河底高程降低值△h与水位下降值△Z的关系预测三峡工程建成后对宜昌至城陵矶河段航道的影响.     

西江四滩河段近10年河床变形与成因分析*

基于2004—2014年西江四滩河段10年实测地形资料,采用Kring插值方法及数理统计的方法,分析该河段近10年的演变,阐明其冲淤变化特征;分析上游来水沙变化和航道整治工程对河道演变影响。研究表明：2004—2014年,四滩河段河床整体处于冲刷下切态势,2007—2013年是冲刷剧烈期;分析认为,导致2004—2014年河床总体下切的主要原因是建库蓄水拦砂为主因的上游年平均含沙量和年输沙量持续大幅度的减少;长洲枢纽2007年起拦砂泄清及航道整治工程是研究河段整治线范围内河槽2007—2013年冲刷剧烈的主要原因;河床下切导致四滩河段最低通航保证流量下水位下降明显,但航道水深有所增加。     

长江下游典型分汊河段河床演变分析及趋势预测

以多年实测资料为基础,从河段水流动力条件和河床演变分析着手,结合三峡工程的影响,对安庆河段的河势进行研究。该河段河道演变特点为:洪水河势基本稳定;新河口边滩生成后以小幅冲淤变化为主;鹅眉洲与潜洲此消彼长;新中汊的演变与新河口边滩、鹅眉洲和潜洲的变化密切相关。结合航道整治工程的实施,对安庆河段河床演变的趋势进行预测。     

郁江贵港城区河段河道演变分析

郁江的河道演变对河流的堤防安全、河势稳定、防汛抢险等影响重大。以郁江贵港市区河段作为研究对象，通过实测资料，分析了研究河段的历史演变，对24个典型断面的断面特征和河床演变的趋势进行分析。结果表明：研究河段在近30 a河槽变化不大，河势相对较为稳定，河道各个断面有冲有淤且变化幅度较小；在现有水沙条件下，未来河段将呈缓慢淤积的趋势，贵港和桂平航运枢纽对河势及冲淤变化影响不大。