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。     

枢纽下游近坝段不同类型河段的再造床过程及其对航道条件的影响

枢纽蓄水运用改变了坝下河段的水沙条件,其中径流过程的变化,改变了不同流量级水流的水动力条件和造床能力,输沙量的改变.是引发坝下游河床调整的关键.根据三峡和丹江口下游近坝河段实测资料,分析了相对窄深.低水分汊、两岸约束很强,以及低水分汊、两岸约束很弱等3种类型河段在蓄水以后冲淤调整特点,在此基础上分析了其冲淤变化对航道条件的影响.结果表明:当河段相对窄深时,河段冲刷主要为下切;当河段为相对宽浅的低水分汊河段且河岸约束较强时,蓄水以后的冲淤变化主要体现为江心洲潍的冲淤调整、汊道深泓高程差的冲淤调整,并引起主支汊分流比的调整:当河段为较为宽浅的低水分汊河段且河岸约束相对较弱时,则冲刷调整不仅限于分流比的调整,甚至会导致大的分汊格局的调整.无论如何调整,都有可能引起新的航道问题.     

深水大流速条件下和畅洲水道潜锁坝损毁特征分析

航道整治工程中常使用潜锁坝来调节汊道分流比，一般由坝体和护底余排两部分组成，由于潜锁坝横跨深水大流速的汊道，对水流的调整作用明显，易引起河床局部剧烈冲刷，河床变化反作用于建筑物结构，导致局部变形甚至损毁。本文选取和畅洲水道左汊的两座潜锁坝为典型案例，采用实测资料结合水流模拟分析的方法，研究了建筑物实施后的效果以及建筑物发生变形的部位和局部损毁情况，探讨局部损毁的特征和原因。结果表明：坝体基本完整，变形主要发生在护底的余排边缘，排体损毁部位与建筑物附近冲刷较为剧烈的位置相对应，损毁原因主要有洪水期河道深槽主流冲刷、坝体变坡区下游水流紊乱淘刷和特殊水文年长时间洪水作用加速排体损毁3个方面。     

长江南京以下12.5 m深水航道治理工程落成洲河段整治效果

长江南京以下12.5 m 深水航道二期工程在落成洲河段采用潜堤、丁坝和护底带等航道整治工程,以防止右汊进一步冲刷发展,增强左汊浅段动力,改善航道条件。为论证落成洲河段整治工程实施后的整治效果,基于实测地形、水文资料,系统对比落成洲河段整治工程实施前后滩槽演变、汊道分流分沙比调整、固滩效果、航道条件改善等。结果表明,工程实施后,落成洲洲头及丁坝掩护区淤积明显,洲头冲刷后退的态势得到有效遏制,左汊分流比增加约4%,丁坝挑流区流速增加0.2 m/s左右,航道水深由10.5 m提升至12.5 m,整治建筑物总体实现整治意图,但须关注三益桥边滩淤长对深水航道的影响。     

三峡水库运行后长江中下游分汊河段航道治理

三峡水库蓄水运行后,长江中下游分汊河段出现冲淤不平衡,汊道分流关系显著调整,从而导致航道浅滩碍航特性存在差异。在长江中下游分汊河段河床演变、浅滩碍航特性等研究基础上,探讨分汊河段航道治理思路,主要结论为：1)分汊河道浅滩段以冲刷为主,逐渐显现洲滩冲刷萎缩、滩槽形态不利调整等特征;2)分汊段的洪水主流汊道分流比减小,顺直分汊与弯曲分汊的洪水分流比下降幅度小于中枯水时期,而鹅头形分汊河型洪水分流比降幅大于中枯水;3)三峡水库蓄水后通航主汊道对分流的控制力度减弱,进口处出现交错或散乱的不良浅滩形态,航道条件趋于恶化而浅滩出浅碍航;4)分汊河段治理可采取分步控制,实施洲滩控导、边心滩塑造或支汊调控技术等整治措施,达到维持或提高航道尺度的目的。     

长江镇扬河段河势变化对航道条件的影响

在分析长江下游镇扬河段河势变化特点及其对航道条件影响的基础上,提出了该河段航道治理的思路.镇扬河段河势变化主要体现在汊道分流比调整和局部深泓主流变化,对该河段航道条件产生了显著的不利影响.针对这些变化特点,提出了航道整治思路:结合水利部门河势控制工程,加强影响航道条件有的重要洲滩及岸线的控制,稳定滩槽格局、适当控制或调整汊道分流格局,维持目前相对有利的航道条件;对局部可能出浅的河段,采取必要的工程措施适当束窄浅区段河道,增大航槽内冲刷能力,提高航道尺度.     

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.     

清水持续冲刷下黑沙洲水道控导工程效果的差异性分析*

针对三峡水库下泄清水持续冲刷下长江中下游航道演变的新趋势,分析黑沙洲鹅头形弯曲分汊水道整治工程实施后的航道稳定性及其与研究阶段的差异,阐明清水冲刷对弯曲分汊型河道演变航道整治思路的影响。结果表明,在上游来沙量骤减的情况下,清水冲刷增大弯曲分汊河段凸岸一侧汊道的输沙能力,航槽持续冲刷,航深、航宽及分流比增加,属于发展的汊道,因而工程实际效果优于模型试验结果,为后续类似弯曲分汊河段治理积累经验。     

长江中游安庆河段航道整治一期工程效果分析

安庆河段为三汊分流水道,左汊为主航道。近年来中汊发展迅速,威胁到左汊分流,再加上新洲洲体多由细砂组成,极不稳定。新洲洲头的冲刷后退将使左汊进口条件变差,主航道有可能进一步向不利方向变化。本文从工程建设完工之后水道河势、深泓、洲滩、分流比等方面对工程效果和航道条件进行了分析。结论表明,航道整治工程实施以来,航道条件有所改...     

和畅洲水道深水大流速潜堤施工顺序及实施效果

针对长江下游深水大流速条件下航道整治工程施工顺序安排的问题,采用数学模型和河床演变分析相结合的方法,探讨了和畅洲左汊限流潜堤施工顺序安排的原则及工程整治效果。结果表明:和畅洲限流潜堤实施后,左汊分流比减小9%,右汊冲刷发展,航道条件得到明显改善;流场和地形调整基本与预期相符,工程达到了左汊限流、右汊增深的工程整治目标。研究成果可为长江下游航道整治工程施工顺序研究提供参考和借鉴。     

长江南京以下深水航道和畅洲水道整治效果分析

为达成长江口深水航道上延至南京的目标,长江南京以下12.5 m深水航道二期工程和畅洲水道实施航道整治工程,在左汊采用潜堤的结构形式,减小左汊分流比,改善右汊航道水深条件。本文根据和畅洲水道航道整治工程实施后的实测数据,与设计阶段数物模预测结果进行对比分析,综合分析工程前后在滩槽变化、河床容积、流场变化、分流分沙变化等方面的实现情况。结果表明:工程实施以后,左汊潜堤上游侧主要呈淤积状态,潜堤下游侧呈冲刷状态。右汊分流比大幅提高,河槽大面积刷深,航道维护量非常小。工程达到了预期的航道整治目标,工程治理方案合理,航道整治效果显著,可为长江中下游潮汐分汊河段航道整治提供参考。     

和畅洲汊道深水航道整治右汊水动力改善措施分析

在分析长江下游镇扬河段和畅洲水道水沙特性和目前航道条件的基础上,利用最新的实测枯季地形资料,建立和畅洲水道平面二维水流数学模型,计算多种整治思路不同工程措施下,作为通航汊道右汊的水动力因子分流比和流速的增加情况,分析比较各类工程措施的整治效果和利弊,明确应以左汊布置2道潜坝为治理措施研究的主要方向,为12.5 m深水航道建设提供技术依据。     

长江上游水井湾航道整治数值模拟*

水井湾滩段是长江上游弯道分汊河道,具有急、浅、险等多种碍航特性。洪中枯流量的差异引起主支汊分流比与分沙比的变化,河床不稳定。采用数值模拟方法,结合丁顺坝平面初步布置方案,研究丁顺坝坝头不同偏角布置下水井湾航道的通航水流条件及汊道分流比变化规律,对比分析各布置方案的计算结果得到平面布置最优方案。研究表明：通航水流条件与丁顺坝坝头偏角不成正向变动关系,坝头偏角存在合适区间;分汊主河道分流比与流量成反向变动关系,坝头偏角对河道分流比影响较小。研究结果可为同类型河流航道整治方案提供理论依据。     

码头桩群对八卦洲汊道分流比的影响研究*

长江南京八卦洲是典型的鹅头型分汊河道,左汊为支汊,右汊为主汊。近年来,由于洲头冲淤及河流岸线开发利用程度提高等影响,河岸码头兴建数量增大,左汊分流比不断减小,其分流比的减小与码头桩群的阻力影响密切相关。本文利用平面二维水流数学模型计算研究了码头桩群对分流比的累积影响,结果表明:随着码头的不断兴建,汊道的水流阻力增大,左汊分流比减小明显。     

长江中游近坝河段近期演变特点及航道整治方案研究

长江中游宜昌至昌门溪河段紧邻三峡工程、葛洲坝下游,包含关洲、芦家河两个重点碍航水道。本文通过系统分析近坝河段河道冲淤、水位变化,提出近期支汊发展、分汊段漫滩水流范围增大以及来沙粗化是在来沙大幅减小的情况下芦家河水道近期再度出现的淤沙浅滩成因。若任其发展,这一现象短期内仍将进一步发展。针对上述问题,提出了以守护支汊、洲头...     

口岸直水道落成洲守护工程对三益桥浅区段水动力条件的影响

根据口岸直水道落成洲守护工程前后实测水文资料,分析口岸直水道上浅区水动力条件和分流比的变化情况。结果表明,落成洲守护工程实施后,三益桥浅区段主流有向河道中心集中的趋势,有利于主汊内深槽的冲刷和航道条件的改善,但右汊内流速仍有所增加、分流比进一步加大,不利于左汊主航道条件的进一步改善。     

河床边界条件改变对强约束型分汊河道冲刷调整的影响

通过实测资料分析的方法,以宜都河道为例,研究了水库蓄水后强约束型分汉河道的冲刷调整规律.在此基础上,进而通过概化模型试验,研究强约束性分汊河道中,河床边界条件的变化对分汊河道水流运动和冲刷调整规律的影响.研究表明:1)由于水库蓄水后河床发生剧烈的冲刷调整,将导致河道河床边界条件特别是两汊高程差的变化,分流格局随之改变;2)河道边界条件发生变化,水流动力轴线可以由稳定于一汊转化为两汉交替,其冲刷调整形式也从一汉冲刷占优转化为两汊冲刷交替占优;3)分汊河道在水库蓄水初期的剧烈调整过程及其河床边界条件的变化一定程度上影响着分汊河道的发展趋势,要充分认识分汊河道在水库蓄水初期剧烈调整过程中所可能出现的问题,引导其朝好的方向发展.     

基于分流特征的汊道分类及其在东流水道航道治理中的应用研究

汊道分流比的变化特征对分汊河道的演变有着重要影响。文章以东流水道为例,基于汊道分流特征理论,研究不同时间段航道条件的好坏与分流比变化特征之间的关系,并就其在航道整治工程中的应用进行了初步探讨。结果表明:老虎滩北槽为枯水倾向汊道时,航道条件最好;对于洪水倾向汊道,若分流比随流量变化的斜率相对较小,航道条件相对较好,反之,若斜率相对较大,航道条件相对较差;对最新一期整治工程的方案研究显示,整治工程实施后,分流比随流量变化的斜率将会减小,由此可以预期航道条件将会得到一定程度的改善。     

长江下游安庆水道支汊控制方案及效果分析

长江下游安庆水道中汊发展影响到河势及左汊主航道条件的稳定,为此实施了航道整治工程以对安庆中汊进行控制。依据工程前后多年的实测水文、地形资料,并采用河工模型试验研究手段,分析中汊形成及快速发展的原因,并对支汊控制方案进行试验研究,进而提出推荐方案。工程实施以来的效果分析表明,采用护底工程进行支汊控制可以起到有效控制汊道分流、改善航道条件的目的。     

安庆河段航道整治工程数学模型的建立

为研究安庆河段航道整治工程对水流的调整效果,建立了覆盖安庆、太子矶和贵池3个连续的弯曲分汊型水道的平面二维水流数学模型,采用原型观测水文和地形资料对模型参数进行验证,模型计算的汊道分流比、水位和流速与实测值符合较好,表明所建立的模型能够反映安庆河段的水流运动及分布规律,可以进一步用于安庆河段航道整治工程的方案效果研究工作。