西江长洲水利枢纽至界首河段航道碍航分析及整治措施

针对西江航运干线长洲水利枢纽至界首河段枯水期航道碍航问题,收集近年来实测的水文和地形图资料进行研究。通过对工程河段进行水文特性和河床演变分析,得知水位普遍下降与航道冲淤变化是引起枯水期航道水深不足的主要原因,弯道横流对船舶航行安全也有影响,为此针对性提出疏浚炸礁、回填深槽、调顺航线等工程措施。平面二维水流数学模型研究结果表明,实施航道整治以后,航道水深和流态得到改善。研究思路和成果可为类似工程提供借鉴。     

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。     

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。     

东江中游采砂对航道整治的影响*

东江中游横沥至沥口段航道连续出浅有待整治,而该河段同时又承担采砂任务。为探究在航道扩能升级工程已实施背景下河段采挖砂工程的的可行性,采用深度积分水动力学数值试验,研究航道整治方案和采砂规划同时实施后该河段水深、流速、水面线变化,并结合反馈信息调整航道整治方案。结果表明：在航道整治后实施采砂规划,会直接导致上游水位单调下降以及水流归槽流态恶化等问题,必须通过新一轮整治才能满足通航要求。整体来看,“十三五”采砂规划可以结合航道整治来实现,但将来在保障航道运输能力的前提下,东江河段已无规划采砂工程的客观条件。     

岷江犍为航电枢纽二期围堰施工通航水流条件研究

岷江犍为航电枢纽是岷江港航电综合开发建设任务规划中至关重要的一环，而岷江作为四川大件运输的重要通道，其水上运输意义重大。为保障施工期岷江航道畅通，特别是施工期导流中的二期围堰阶段，采取临时航道通航，对航道布置及航路调整较大。通过水工模型试验及船模试验测定水流流速、流态及船舶航行姿态等相关参数。结果表明，原设计方案在枯水期存在进口处水深不足、在大流量下纵向围堰堤头出现绕流流态的问题，对船舶航行极为不利。根据试验结果提出相应的优化措施，优化后基本消除或改善了上游进口处枯水期碍航及中洪水期围堰堤头绕流流态，使设计航道中游段流速分布整体更为均匀，改善了通航条件，为同类枢纽施工围堰通航提供参考。     

来桂航道铜鼓滩—羊栏滩段航道优化设计*

黔江大藤峡水利枢纽下游段航道存在复杂的不良流态、海事多发、枯水期具有天然航道属性,航道尺度需要大幅度提升。针对这些问题,按照航道尽量顺直、加大弯曲半径等原则布置两条航道线路。采用通航水流条件模型试验,分析其连续滩群复杂的碍航水流条件,得出碍航滩险整治应消除挑流点、平顺水流边线、有效增大过水断面面积的优化思路。基于初步设计方案2提出增加弯顶段半径及其上下游炸礁范围、清除左侧边滩和右侧高滩的优化方案。经物理模型和船模验证后表明：优化设计方案能有效改善流态和航行条件。     

引江济淮通航工程与长江连通航道布置

引江济淮工程是兼有供水、航运、生态等开发任务的跨流域、跨省份的战略性重大水资源配置工程。拟选择枞阳闸作为引江口门,并新建1000吨级船闸,作为菜子湖线路与长江连通的口门。核查枞阳小港航道条件,运用数学模型对船闸口门流态进行分析,得出枞阳小港具备开通航线的航道与通航条件。通过设计代表船型、设计航道宽度、水深、弯曲半径,提出连通航道的布置方案及合理的航线方案。     

洪江枢纽扩建船闸下游通航条件试验研究

建立了洪江枢纽整体物理模型,对洪江扩建船闸布置及下游航道通航条件进行多方案试验。试验结果表明,坝址所在位置下游河势向右微弯,且逐渐压缩,扩建船闸闸室较长,引航道实体导流堤直线顺延后,导流堤对有效河宽造成大幅缩窄,引发船闸下游口门区斜流流速大、流态复杂,通航条件不能满足船舶安全航行要求。优化方案充分利用船闸下游弯道河段右岸河道存在大范围的缓流区,将下游引航道长直堤设置为折线型,减少导流堤对主河道过水断面的压缩,降低河道流速,改善口门区水流条件;同时顺应下游河势向右岸调整航线,达到了改善船闸下游航道通航条件目的。研究成果可为同类项目提供借鉴参考。     

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。     

贵港船闸灌、泄水非恒定流对通航水流条件影响的数值模拟研究

拟在贵港航运枢纽右侧增设二线船闸,但双线船闸灌泄水时引航道内非恒定流态水流十分复杂。采用体积控制法建立平面二维水动力数学模型,对贵港引航道内通航条件进行评价。对多个工况进行计算比较,结果表明双线船闸同时运行时最为不利,此时上下游引航道内最小水深均满足要求,但流速过大,对船舶系靠安全有一定影响。由计算结果可知,将泄水时间相对错开,可减小最大纵向流速。     

赣江尾闾主支河道整治效果分析

赣江尾闾主支河道枯期水位屡创新低,对水资源利用、通航、水景观水环境等都将产生不利影响,并且未来赣江尾闾河段的枯季水位仍然存在逐渐降低的趋势。通过分析主支河道近年来的水沙特性,建立平面二维水流泥沙数学模型,选取了1992、2002、2004年的水沙资料对该河段进行数值模拟研究。对比分析整治工程实施前后该河段的河床冲淤、洪枯水位、航道水深变化以及边滩利用情况,证明主支河道整治工程能有效调控河道枯季水位、保障航道通航水深、改善水景观、提高洲滩利用率,从而促进当地的水运经济发展。     

长江中游界牌河段已建航道整治工程效果分析

界牌河段航道整治工程实施后,航道条件明显改善,如河段中、洪水河势得到了初步控制,航道尺度和流速、流态基本达到了设计标准。由于整治工程实施时机偏晚,工程实施后过渡段位置偏下、河道过宽,主流在鱼嘴前沿摆动空间较大,过渡段航槽不稳定,主支汊易位。在两汊转化的过程中,过渡段进口易出浅。同时,河道内螺山边滩未得到有效控制,在螺山边滩下移过程中,鱼嘴工程受强烈顶冲,其稳定受到威胁,同时鱼嘴部分功能发生了转化,由防守型变为具有一定挑流作用的整治建筑物。     

山区大型河流弯曲分汊河段航道整治思路与措施

铜鼓滩为弯曲分汊浅险滩,弯槽为枯水航槽,上口水浅,不满足尺度要求,中段航槽落湾,弯曲半径小,下口流速大,流态乱,上下水船舶航行危险。通过叙泸段工程整治,该滩碍航问题得到解决。基于模型试验成果和工程实际效果,通过研究该滩水沙特点和碍航特性,对治理思路与整治措施进行剖析。该类滩险主流洪水趋直,枯水落湾,洪水面流与底流分离,面流趋直,底流携带泥沙落弯;可开辟窄深型直汊通航,辅以江中整治建筑物束水维持航槽稳定;考虑到水沙分离的规律,应合理确定分流点,使水流归直槽,泥沙仍走弯槽。     

东江中游长河段浅滩群航道整治模型试验研究

为促进沿岸经济发展,东江中游开展航道扩能升级工程,拟从Ⅴ级航道提升至Ⅲ级。但该段浅滩密布,槽窄水浅,整治应考虑多滩联动效应,整治方式与单滩不同,整治难度较大。根据水文、地形资料,在分析各碍航沙质浅滩滩性的基础上,提出了以疏浚为主、整疏结合的整治原则和措施。通过模型试验,针对长河段开挖航槽导致的水流归槽、流速增大、流态恶化等问题提出开挖复式断面河槽的方案,并基于动床试验得到的挖槽回淤量分布,提出保持航道稳定的建议。试验结果表明整治效果良好,方案实施后全河段基本达到设计要求,为同类航道整治工程提供借鉴经验。     

南港—北槽洪枯季沿程水沙盐特性分析*

利用2012年2月及8月长江口南港—北槽大、小潮水文测验资料,从涨落潮历时、流速、含沙量及含盐度等方面 分析了南港—北槽洪枯季水沙盐纵向及垂向分布特征以及潮周期内含沙量变化特性。分析表明：南港—北槽沿程各垂线落 潮平均历时洪季整体较枯季长,涨潮平均历时洪季整体较枯季短,且小潮期洪、枯季的这种差异更为明显;南港—北槽洪 季落潮流速普遍大于枯季,涨潮流速普遍小于枯季;小潮期涨潮平均流速会出现近底层较表层大现象, 且CSW-CS3出现滞 流点;北槽中段—口外段洪季含沙量及垂向差异均较枯季大,南港圆圆沙段及北槽上段枯季含沙量较洪季大;潮周期内北 槽中段各垂线上层含沙量均较小,且变化幅度相对较小,但下层含沙量变化达数倍乃至十几倍之多,且涨憩时段近底层含沙 量可能特别高;洪枯季北槽中段均存在盐水楔,其位置洪季偏上、枯季偏下,最大浑浊带洪枯季位置变化与此基本一致。     

长江中游芦家河水道维护性疏浚技术

芦家河水道位于长江中游砂卵石河段中下段,多年来碍航严重,目前主要通过维护性疏浚维持航道畅通。以2018年维护性疏浚为背景,分析河道特点和碍航原因,提出疏浚思路、方案及设计参数,并利用数学模型分析疏浚工程的效果。结果表明,结合芦家河水道复杂的碍航原因,近期宜采用兼顾控制上游水位和水浅问题、坡陡流急与航宽尺度改善相结合、提前疏浚以降低枯水位维护压力、兼顾施工与通航的分区分层作业的疏浚思路,清除三宁化工码头前沿浅包以及毛家花屋航槽右缘乱石堆。工程实施后,能保证枯水期的通航水深,对水位影响较小且降低了疏浚区附近流速,可为船舶上行提供较宽的缓流区。     

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。     

长江上游钱口石梁滩切礁整治试验

钱口石梁是长江上游羊石盘—上白沙水道中水急滩。通过分析该滩段的碍航特性及滩险成因,采用模型试验方法对切礁整治方案进行研究。整治工程方案的影响因素包括切礁深度(4、5、6 m)、切礁范围(全部切除和部分切除)、弃渣填槽。结果表明:不同的切深方案,流态基本相同,横流减弱明显,基本不碍航;全部切除方案优势明显,航标数量减少,布设难度降低,航道维护和运行费用较小;弃渣填槽后,泡水和漩水一定程度减弱,流态进一步改善。推荐采用切礁深度5 m、全部切除,并将弃渣填槽的方案。方案实施后航道条件得到有效改善,航道维护难度和运行成本降低。     

长江口北港航道治理方案评估

通过对长江口北港通航现状及河势演变分析,提出拦门沙河段水深不足是影响北港航道通航条件的主要因素。北港航道治理方案还应充分考虑与周边涉水工程、防洪防潮、水资源利用和生态环境保护的关系及影响,利用潮流数学模型对治理方案实施效果进行评估。结果表明,在航道流场动力方面,航道整治效果良好,辅以疏浚可实现航道规划目标。