嘉陵江草街—北碚段航道整治效果及补水需求分析

嘉陵江草街至河口段整治工程分期实施,部分滩段整治效果未及预期,通航条件仍然较差。针对嘉陵江草街至北碚段航道枯水期斑鸠背、二郎滩等滩段出浅碍航的问题,结合深度平均的平面二维水力学数值模拟和航道通航水流条件原型观测,分析研究河段各滩险的碍航特性及整治效果,提出重点滩段达到航道维护尺度的流量要求及相应保证率。研究结果表明:嘉陵江草街至北碚段航道近年来虽进行了系统整治,航道通航水流条件得到一定的改善,但受逐年地形变化影响,航槽内冲淤变化显著,目前已不能满足Ⅲ级航道尺度要求;在现状条件下,满足Ⅲ级航道尺度要求的草街最小下泄流量约为1 391 m~3/s。     

三峡库区涪陵至铜锣峡河段航道炸礁工程设计与整治效果分析

三峡工程建成后,库区河段的航行条件将得到显著改善,为万吨级船队直达重庆港奠定了基础,对促进长江航运发展有着巨大的推动作用。但按照万吨级船队的通航标准,库区仍有部分河段不能满足航道畅通和航行安全的要求,需通过整治措施来消除存在的碍航问题。涪陵至铜锣峡河段航道炸礁工程是库区航道整治的重要内容之一,在工程中对14处河段内的30座碍航礁石进行了炸除。通过对各类礁石的碍航特征进行分析后,按照万吨级船队的通航标准提出炸礁工程的设计参数和炸礁整治方案,并对整治效果进行了分析预测。     

碍航礁石河段最低通航水位和整治效果分析

为解决三峡库尾河段内危害大型船队安全航行的礁石碍航河段,提高三峡水库的航运效益,把重庆九龙坡以下的三峡库区河段规划为3.5 m×150 m×1 000 m的航道尺度。在三峡水库新的蓄水条件下,对拟实施的长江三峡水库变动回水区碍航礁石炸除工程河段进行设计最低通航水位校核,采用长河段一维水流数学模型研究整体炸礁方案对最低通航水位的影响,并对炸礁方案实施后的整体效果进行校核。炸礁方案实施后,除王家滩因忠水碛碛翅淤积外,最低通航水位下炸礁河段航道尺度基本能够达到规划的标准;断面水力指标组合均满足3 000吨级船舶自航上滩的临界条件。     

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。     

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。     

黄河什川吊桥滩河段航道整治方案研究

什川吊桥滩是黄河大峡库区内主要碍航滩险之一,严重影响通过该河段船舶的安全航行。在明确其碍航特性的基础上,结合河工模型试验研究,对比分析不同方案整治前后河段的通航水流条件,确定采取浅区挖槽和深沱筑潜坝相结合的措施进行整治。工程实施后航道条件得到明显改善,整治效果良好,可为类似滩险的整治提供参考。     

三峡库尾礁石子急滩成因分析及航道整治

针对长江上游变动回水区河段在三峡水库消落期表现出的复杂通航环境,以广阳坝礁石子河段整治为例,研究该河段浅滩和急滩复合碍航特性。采用船舶阻力计算方法,确定5 000吨级船型的自航上滩水力指标,通过定床物理模型试验,得出该河段滩险成因并提出整体治理思路与滩险整治方案。分析整治效果可知,工程实施后,航道尺度达到通航设计标准,可满足5 000吨级船舶通航的水流条件。     

长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究

长江上游胡家滩为弯曲展宽河段浅滩。探讨了胡家滩浅滩河段河床演变特征、碍航特性及滩险成因,提出了航道整治思路与方案。应用平面二维水流泥沙数学模型,采用2002—2011年的水沙序列资料,对方案整治效果进行分析。结果显示,整治后航槽流速增加且不会成为急滩,消落期航槽内泥沙冲刷加强,起冲时间提前,冲刷历时延长,航道尺度满足规划要求,航槽基本稳定,说明采用筑坝、疏浚与炸礁相结合的方法对胡家滩浅滩航道整治较为有效。     

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。     

湘江大花滩航道整治方案优化及效果数值研究*

针对湘江渠化河段大花滩连续弯道滩险航道整治措施进行研究。采用非结构化网格,建立工程河段二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型。验证原型实测水位验证模型的可靠性后,计算得到了不同流量情况下工程河段的航道水深、流场以及船模操纵的舵角、漂角、最小航速等主要参数。结果表明：工程河段内不实施切嘴及整治建筑物也可通过优化航线、拓宽航宽并结合适当的疏浚、护岸工程措施满足通航标准要求。     

长江三峡两坝间河段航道整治方案

三峡—葛洲坝两坝间河段是川江船舶航行最困难的航段之一,其通航能力已经成为制约长江干线航运发展的瓶颈,需对该河段碍航滩险进行合理整治。文中介绍了两坝间重点碍航滩段,并以长江三峡两坝间著名的洪水急流滩——喜滩为例,分析了该滩段的碍航特性及成因,提出了通过炸礁、填槽和筑坝等工程措施,以减缓上水航线的流速、比降,消除泡漩乱水,扩大通航水域的整治思路,以延长万吨级船队通航期,满足设计船舶通航要求,为长江干线两坝间航道系统建设提供参考。     

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。     

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。     

黄河银川段贺兰滩群航道整治方案研究

分析了黄河银川段贺兰滩群滩槽、浅滩变化与碍航特性。针对研究河段存在的河宽水散、槽窄水浅、弯曲半径小、主流频繁摆动等问题,确定了"因势利导,枯水整治,固滩稳槽,堵支强干"航道整治原则。建立了该河段航道整治物理模型,对整治工程方案进行了深入的试验研究。结果表明:该河段应低水整治,整治水位不宜过高。以固滩为主要目的兼具整治功能的整治建筑物,其整治水位采用设计水位以上0.5 m。推荐方案试验表明,工程后枯水期水流归槽,航道尺度达到建设标准,航道通航条件也有明显改善。     

大藤峡坝下两江汇流口段航道整治试验研究

黔、郁两江汇流口位于来宾至桂平2 000 t级航道工程末端,连续分布铜鼓滩、羊栏滩,两滩碍航特性各异且联动特性明显,成为制约航道等级提升的重要连续滩群。由于前期羊栏滩历经多次整治,现阶段汇流口段碍航控制滩段由羊栏滩上移至铜鼓滩滩段。文章采用实测地形建立铜鼓滩、羊栏滩航道整治物理模型,结合两段航道整治工程设计方案,对连续滩险进行水流条件试验研究,指出滩段水流条件受地形控制明显,沿程可划分为铜鼓滩中前段、衔接段和羊栏滩中后段三段碍航控制段,以消除挑流点、平顺水流边线、有效增大过水断面面积为碍航滩险主要整治思路,配合设计航线调整,可满足来宾至桂平2 000 t级航道设计要求,改善大藤峡坝下两江汇流口段通航水流条件。     

长江上游九龙滩航道整治方案及效果分析*

船舶吨位提高、大型港口作业区发展需要提升长江上游九龙坡—朝天门河段航道等级。为满足这一需求,通过物理模型试验研究九龙滩航道整治方案,使该河段航道尺度由Ⅲ级（2.7 m×50 m×560 m,水深×航宽×弯曲半径）提升为Ⅰ级（3.5 m×150 m×1 000 m）。分析工程实施后的效果得出：1）九龙滩滩段整治后航道尺度满足设计要求,航道条件趋近一般航道,航宽足以正常会让船舶。2）彻底解决了九龙滩滩段弯曲、狭窄、水流急的状况,水流由以前的泡漩状态改善为现在的稳流状态。3）船舶明显更易控制,通过弯道更加安全。     

西江界首至都城河段航道整治技术研究

西江界首至都城河段水沙条件复杂,浅滩相连,礁石密布。随着航道等级的提升,部分滩段因水深不足而出浅碍航,或由于航槽内或航槽两侧分布有礁石,对船舶航行造成安全隐患。根据碍航特点,提出了疏浚、炸礁为主,筑坝为辅的整治原则,并针对不同滩段具体情况,提出了不同的整治方法。通过定动床物理模型试验,研究了不同方案工程前后沿程水位及航槽内流速变化。研究成果表明:推荐方案实施后,研究河段航槽稳定,航道水深满足设计水深要求。     

郁江口及羊栏滩汇流段船舶对会条件改善措施研究

长洲枢纽建成后只能渠化其上游159 km航道,水浅流急的羊栏滩处于水库脱水段。在贵港至梧州二级航道整治工程中对羊栏滩进行了整治,但未根本改善回水末端的郁江口及羊栏滩河段的船舶双向通航条件,按照《航道整治工程技术规范》(JTJ312-2003),加宽后的设计方案航道尺度根本无法满足设计船队的双线通航要求,严重影响航道的通过能力。文章分析了郁江口汇流段及羊栏滩河床形态和通航水流条件的特殊性,通过物理模型试验和自航船模试验相结合的方法,提出并研究了满足船舶对会的工程方案,并对现行规范中弯道双向航道尺度的计算方法提出了建议。     

岷江下游霸王滩滩险整治技术

岷江下游河段为天然航道,其具有典型的山区河流特征,碍航特性极其复杂,加之河道历年来受挖砂采石影响,航道条件严重恶化。针对该段航道中霸王滩弯、急、浅、险的碍航问题,采用平面二维水流数学模型,在碍航特性及滩险成因分析的基础上,从通航水流改善程度、挖槽稳定性以及船舶自航上滩等方面进行多组方案的比选和优化,确定较为合理的整治方案,同时提出山区河流类似滩险的整治原则、理念及对应措施。结果表明,修改方案1-1的总体整治效果较好,工程量较其他方案小,为推荐的整治方案。