长江下游口岸直水道鳗鱼沙浅滩深水航道整治方案初探

鳗鱼沙浅滩位于长江下游口岸直水道,属顺直宽浅水下分汊型沙质浅滩。顺直宽浅的河道属性使鳗鱼沙心滩和 左、右两槽不稳定,年际间滩槽冲淤变化较大,甚至出现滩槽易位的现象,是长江下游深水航道主要的碍航浅滩。基于河 床演变分析和模型试验相结合的方法,分析鳗鱼沙浅滩近期演变特征以及浅滩成因,确立了维持水下分汊的整治思路,提 出江中实施龟背状潜格坝群的整治工程措施,并进行整治工程方案实施前后对比试验,分析研究整治工程方案实施后对航 道条件的改善以及对工程河段河势可能产生的影响。     

长江下游口岸直水道河床演变和碍航成因分析

依据河道实测水文、地形资料对长江下游口岸直水道的河床演变、碍航特性和成因等进行了深入分析,初步提出了本河段航道治理的基本思路。分析表明:口岸直水道河势总体稳定;落成洲左汊主流右摆,洲头及其左缘持续冲刷,枯水河床展宽,浅区过渡段冲刷不力,航道条件向不利方向转化;鳗鱼沙心滩在不同水文年冲淤频繁,但受上游来沙减少的影响,总体上滩体冲刷萎缩,导致右汊航道条件变差,泰州大桥的兴建又使鳗鱼沙河段航道条件更趋复杂。航道治理的基本思路应在稳定落成洲头部和鳗鱼沙心滩的守护工程的基础上,以丁、潜坝配合守护工程适当增加浅区的冲刷能力。     

口岸直水道治理思路和工程布置

口岸直水道是长江南京以下12.5 m深水航道二期工程重点整治河段之一。基于多年实测地形资料对口岸直水道的河床演变趋势等进行了深入分析,形成了口岸直水道12.5 m深水航道治理思路,提出了工程治理方案,并采用非均匀、不平衡输沙平面二维潮流泥沙数学模型对方案效果进行了计算分析。分析计算表明：口岸直水道河势总体稳定;落成洲左汊放宽段存在过渡段浅滩,过渡段浅滩航道条件随水文年过程的不同而存在好坏变化;鳗鱼沙心滩在不同水文年冲淤变化频繁,但受上游来沙大幅减少的影响,冲刷、萎缩是鳗鱼沙沙体变化的主要方向或趋势。该水道航道治理的基本思路应以稳定落成洲头部和鳗鱼沙心滩的守护工程为主,并配合丁、潜坝适当增加浅区的冲刷能力。通过工程措施可以达到12.5 m深水航道治理目标。     

三峡库区变动回水区上段鱼洞水道中堆、窎鱼嘴疏浚方案

三峡水库175 m试验性蓄水以来，在新水沙条件下变动回水区上段局部重点碍航浅滩持续存在卵砾石淤积碍航问题，对库尾河段航道条件产生不利影响，船舶通航安全存在一定隐患。自2020年汛期特大洪水以来，变动回水区上段鱼洞水道中堆、窎鱼嘴浅碛逐年淤长，以该段重点碍航滩险为背景，分析了重点碍航浅滩冲淤特点、碍航成因等，提出了针对性维护疏浚方案，并对疏浚后效果进行分析。从维护性疏浚完工后效果及河段航道条件来看，鱼洞水道中堆、窎鱼嘴重点碍航浅滩河段的航宽、水深、弯曲半径均得到一定改善，航道条件明显好转。     

淮河入汇对口岸直水道深水航道整治效果影响的数值计算

口岸直水道是长江南京以下12.5 m深水航道二期工程重点整治河段之一,该水道上段为多分汊河型,下段为长顺直型,且上段又处于弯道和淮河入汇,河段内滩槽变化剧烈,航道条件影响因素复杂,其中,淮河大流量入汇是落成洲浅滩形成的重要原因。采用数学模型手段计算分析淮河入汇对口岸直水道深水航道整治效果的影响。计算表明：淮河大流量入汇,使淮河入江口以上三益桥边滩、左汊12.5 m设计航槽内淤积幅度和范围均有所增加,受其影响,落成洲左汊设计航槽内不满足12.5 m等深线的最小宽度较不考虑淮河入汇时有所增加,高港边滩设计航槽内浅区不满足12.5 m水深的航道宽度略有减小,鳗鱼沙右槽下段12.5 m设计航槽内不满足12.5 m水深的航道宽度较无淮河影响时略有增加。     

长江中游牯牛沙水道近期演变及6米水深航道条件分析

牯牛沙水道航道碍航主要是由于过渡段河道宽浅,近年来该河段已实施的一期、二期工程促进了牯牛沙边滩的稳定,但由于牯牛沙边滩高程相较优良时期偏低,过渡段浅区形态宽浅,河床冲淤变化较大,对于6m航道水深,过渡段航槽束水能力不足,且受到三峡工程蓄水后汛后退水加快的影响,浅滩航道尺度难以达到6.0m×200m。     

口岸直水道物理模型试验研究*

通过对长江下游口岸直水道碍航特性及河床演变趋势预测分析,提出该水道航道整治思路,并在模型试验基础上提出航道整治工程推荐方案。推荐方案对改善落成洲左汊浅区段及鳗鱼沙河段左右两槽的航道条件效果较好,但经系列年试验后,三益桥边滩及高港边滩设计航道左边线附近航宽略有不足,需要配合一定的疏浚来达到设计航道尺度。     

长江中游牯牛沙水道碍航原因分析

针对牯牛沙水道航道问题,根据近50年河道实测地形资料,分析了牯牛沙水道河床演变特点、碍航特性及浅区成因。结果表明:牯牛沙水道碍航主要是由于过渡段河道宽浅。虽然近年来该河段已实施的一期工程抑制了牯牛沙边滩的冲刷后退,但一期工程高程较低,未改变过渡段宽浅的河道格局,过渡段水流分散,洪枯水流路不一致,一期工程还不能完全有效导引水流冲刷过渡段浅埂,造成过渡段航槽时而出浅;且三峡工程蓄水运用后汛后退水期缩短,浅滩退水冲刷强度减弱,航道条件难以保持稳定的4.5 m水深。     

长江中游牯牛沙水道河床演变及治理措施

牯牛沙水道位于长江中游,由双节点控制下的限制性弯道段和顺直段组成。本水道航道条件曾一直保持良好,然而近年来航道条件出现向不利方向转化的趋势,且时有碍航情况发生。结合牯牛沙水道实测的水沙资料,分析本水道河床演变特点和碍航特性,揭示滩槽演变的影响因素。在此基础上,提出相应的治理措施,可为工程实践提供参考。     

长江上游占碛子河段航道整治模型试验研究

占碛子滩位于长江上游占碛子水道(上游航道里程720.0～713.0km),水道较为弯曲,河道宽窄相间,左岸岸线较为陡峭,右岸边滩碛坝较多,主要有中山坝、大中坝、小中坝等;占碛子滩长约2.0km,碛顶最小水深仅0.7m,系低水位期浅滩和中水期险滩。中洪水期右汊分流,主航道流速变小,泥沙淤积,潜碛逐渐增大,枯水期出浅碍航。通过滩段水流条件和河床演变分析,揭示滩险演变规律和碍航特性,经物理模型试验,提出占碛子滩设计航槽内采取基建性疏浚,上游头滩炸除左岸碍航礁石以开辟新航槽,并辅以适当的整治建筑物,解决槽弯、水浅、流急等碍航问题。试验结果表明,整治方案实施后,航槽顺直,航道条件得以改善,能够满足内河Ⅱ级航道尺度要求,达到整治目的。     

长江口岸直水道鳗鱼沙心滩头部守护工程局部冲刷系列水槽试验研究

为维持长江口岸直水道下段目前较为有利的滩槽格局,将在鳗鱼沙心滩头部建造护滩守护工程,需要研究守护工程周边的最大冲刷深度,以确定边缘压石宽度与重点防护部位。采用1∶100与1∶200的系列水槽试验研究护滩工程周围的局部冲刷深度,试验结果表明:局部可能最大冲深6.0 m左右,结果可应用于工程设计。     

长江口岸直水道鳗鱼沙心滩头部守护工程局部冲刷水槽概化试验研究———I.水槽概化与护滩建筑物模拟设计

为维持长江口岸直水道下段目前较为有利的滩槽格局和较好的航道条件,在口岸直水道的鳗鱼沙心滩头部进行护滩守护工程,需要研究守护工程周边的最大冲刷深度,以确定边缘压石宽度与重点防护部位,给设计提供技术依据。在分析口岸直水道水流运动特性与泥沙组成特点的基础上,进行了概化水槽的模型设计,提出了采用"流带法"确定水槽边界,确定了最强水流动力、每年可能出现的最大流量、经常出现的流量等试验水力条件。对砂肋软体排、混凝土联锁块软体排、D型系混凝土块排,以及抛石压载等护滩建筑物的模拟进行了设计,为护滩带周边局部冲刷变形试验奠定了基础。     

长江下游高港边滩演变趋势及其对深水航道的影响

随着长江南京以下12. 5 m深水航道落成洲和鳗鱼沙两个浅滩治理工程的实施,高港浅区段的外部条件发生变化。通过河床演变分析和数值模拟等方法预测10年末高港河段的航道通航条件,分析高港边滩演变趋势及对深水航道通航的影响。研究结果表明:未来扬中河段的河势基本稳定,高港边滩不会大幅度淤涨,也不易冲刷消失;高港边滩段中上段的航道条件能满足深水航道通航条件,高港边滩下段存在轻微碍航情况。     

长江口岸直水道泰兴顺直段近期演变分析

泰兴顺直段是长江下游主要碍航浅滩之一。历年河道实测水文、地形资料表明,该段多年来河道外形相对稳定,但深泓线以及滩槽变化较大。深泓线年际间发生大幅度摆动,鳗鱼沙心滩具有易变反复,不易消失的演变特点,左、右槽主支地位交替发展。并且该河段演变受特大洪水影响很大,甚至出现滩槽易位现象。     

长江下游江心洲水道河床演变分析及趋势预测

以现场调研和多年实测资料为基础,采用理论分析与逻辑推理相结合的方法,对长江下游江心洲水道的河床演变及趋势进行了分析和预测。结果表明:江心洲水道处于长顺直河段内,其变化符合顺直型河流河床演变的基本规律;主流摆动频繁,滩槽不稳是河床演变的主要特点;河势总体稳定并将继续维持,但由于上游水流动力轴线难以完全稳定,因而本水道目前的微弯深槽也难以长期维持现状。另外由于河道顺直,这种平面形态也难以维持滩槽的稳定。     

单纯疏浚技术在长江上游卵石浅滩整治中的应用

过渡段浅滩具有顺直放宽的特点,因而汛期淤积,汛后虽有冲刷,但仍达不到水深要求,故需采取整治措施。浅碛子是长江上游枯水期典型的过渡段卵石浅滩之一,该滩整治时没有布置整治建筑物,而仅采用单纯疏浚的技术进行治理,通过对其整治效果进行分析,证明对该滩的治理是成功的、合理的。同时通过对水师坝、黑石碛浅滩整治效果的分析,认为对于长江上游山区河流中,某些碍航程度较轻的一般过渡段卵石浅滩也可通过单纯疏浚技术进行治理。     

长顺直河段边滩冲淤对新洲—九江河段航道的影响及治理

针对新洲—九江河段顺直段边滩频繁冲淤对航道的影响和治理问题,通过实测资料分析,探讨边滩冲淤与河段浅区航道条件之间的关系。结果表明河段浅滩航道条件与顺直段边滩冲淤有直接关系:边滩完整、位置偏上时,航道条件较好;反之,则较差。基于此提出增强滩体控制力度、限制沿岸槽发展、适当增加浅区冲刷的河段6 m航道治理思路和治理措施。     

长江上游莲石滩航道整治模型试验

莲石滩是长江上游著名的复杂险滩,具有浅、险、急等复合碍航特性。基于前期碍航特性、成滩原因和治理思路等研究成果,结合整治目标,对鱼鳅石浅滩和关刀碛急滩分别采用"疏槽维稳"和"扩枯稳中"的整治思路,根据设计航槽走向的不同提出两组方案进行模型试验。结果表明,两组方案均可基本解决碍航问题,方案2在顺应河势、航线选择、整治效果方面更优。     

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程整治效果多水文条件物模研究*

针对太仓至南通河段两个重点碍航河段——通州沙水道和白茆沙水道的碍航特性,实施长江南京以下12.5 m深水 航道一期工程,目标使12.5 m深水航道从目前的太仓港上延到南通港。通过动床物理模型试验对该一期工程的平面方案在 平常水沙2 a和丰水年条件下进行了对比研究。该工程方案的通州沙工程能起到较明显的沙体守护效果,通州沙顺堤和齿坝 能遏制通州沙及狼山沙沙体左缘的冲刷后退,并能遏制狼山沙窜沟的冲刷发展,且狼山沙东水道碍航浅段水深条件有所改 善。白茆沙工程亦能起到较明显的沙体守护效果,能遏制沙头冲刷后退的趋势。该工程对白茆沙头部南侧的小沙包有较明 显冲刷作用,白茆沙南水道进口段有一定程度冲刷,航行条件改善。对比分析表明方案在1 a丰水条件下对河床的调整趋势 与两年平常水沙年条件下的试验结果基本一致,但工程效果略有减弱,总体上来说该工程方案在两种水文条件下均可以达 到工程建设目标。