东江沥口枢纽坝下游航道整治模型试验研究*

东江航道整治条件复杂,模型试验研究能够为航道整治技术方案的可行性提供重要技术支撑和依据。通过坝下游近坝段河床演变、水流条件分析及航道整治模型,研究不同整治方案的合理性与整治效果,提出航道整治推荐方案。结果表明：航道整治设计方案在设计流量下岚派浅滩、横岭浅滩以及观音阁浅滩下游段航道水深大于2.5 m,猛虎跳墙浅滩与观音阁上游段航槽水深小于2.5 m;推荐航槽整治方案,设计流量下航槽沿程水深均大于2.5 m,沿程水位降低值为0.77~2.26 m;各浅滩段局部采砂后,其上游水位均有不同程度的降低,局部航槽采砂后,航槽水深不满足2.5 m的要求。试验河段为采砂河段,而采砂对航道整治方案的影响较为敏感,东江沥口枢纽坝下游采用航道整治推荐方案,并严格控制河道采砂行为。     

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。     

长江九龙滩河段浅滩航道整治

长江九龙滩浅滩河段有鼓鼓碛、蕉芭滩和三角碛3处碍航。在碍航成因分析的基础上,结合航道整治目标原则,提出了整治方案。应用平面二维水流泥沙数学模型探讨方案整治效果,经水流条件和典型年泥沙冲淤特性对比分析,进行方案比选与优化,形成了推荐方案。选用2002—2011年水沙序列资料,研究方案实施后长时期内的航槽泥沙冲淤规律,结果表明,方案实施后航道尺度满足要求,航槽可长期保持稳定,整治效果较为理想,达到了预期整治目标。     

长江下游张家洲水道6 m水深航道治理措施

为实现武汉至安庆段6 m水深初通,需对该河段进行航道整治。张家洲水道为其中一段,是长江中下游重点碍航浅滩水道之一。在已建航道整治研究的基础上,依据张家洲水道原型观测基础资料,分析6 m水深航道条件及其变化趋势,提出整治思路及原则。同时结合物理模型试验,对本水道演变趋势进行预测,并开展整治方案效果试验研究。成果表明,随着整治方案的实施,本水道6 m水深航道条件基本能达到,仅少数不利水沙年份需辅以一定量的维护性疏浚。     

二维数学模型在张家洲水道航道整治工程中的应用

针对近期张家洲水道上浅区宽浅碍航等航道问题,利用最新张家洲水道实测地形建立了二维水沙数学模型。利用此模型,开展6 m水深航道整治工程方案水流及航道条件模拟分析。结果表明:工程实施后,水道达到了固滩守槽、增大南港浅区航槽宽度的目的,能够满足6 m×200 m的目标航道尺度。     

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。     

灌河口水动力条件对口门整治工程响应分析

为研究灌河口各整治工程实施后对河口纳潮量、潮位、流速的影响并提出最优的灌河口整治方案,首先分析了灌河口的自然条件;然后构建二维水流数学模型,根据实测资料对模型进行验证;最后利用数学模型对各整治方案实施前后的水力特性变化进行分析。口门整治工程实施后结果表明:仅导堤工程的实施对河口纳潮量影响较大,应配合航道疏浚工程来缓解其带来的影响;导堤工程和航道工程同时实施后,双导堤内水流进一步归顺,流速有所增大,对维持航道水深较有利。     

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。     

长江中游蕲春水道航道整治工程效果分析

蕲春水道航道整治工程是长江干线武汉—安庆6m水深航道项目的先期工程。近年来,蕲春水道的河床演变特点导致弯道进口处容易出浅,且随着李家洲边滩头部串沟和右槽迅速发展,航道条件有恶化的趋势。为遏制该水道的不利发展,2017年开始实施航道整治工程。完工后,根据工程前后的实测资料,多角度分析了河道和航道条件的变化情况。结果表明：整治工程实施后,守护了李家洲边滩,改善浅区水流动力,稳定了关键部位的高滩岸线,初步遏制了航道条件的不利变化趋势,达到建设目标,工程效果较好。     

长江南京以下12.5 m深水航道二期工程建设期动态管理实践

在长江南京以下12.5 m深水航道二期工程的设计、施工过程中,全面、科学地实行动态管理,包括优化航道和整治建筑物平面布置、调整施工方案等,保证了工程顺利实施,取得了预期的航道整治效果。结合2个典型案例,全面总结动态管理在工程的应用和取得的成果,对于类似航道整治工程具有一定的借鉴和参考意义。     

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。     

沙溪口坝下脱水段航道整治工程模型试验研究

针对沙溪口水电站坝下河段存在的枯水期船闸门槛水深及航道水深不足、流速大流态紊乱的碍航问题,采取筑坝、新建明渠及炸礁相结合的整治思路,调节左右汊分流比,抬高枯水期船闸出口水位,增加航道水深,调整流态,改善船舶航行条件。采用1∶50正态物理模型对航道整治方案进行试验研究,并根据设计方案存在的问题进行多方案研究分析,优化后方案船闸门槛水深、航道水深、流速及流态满足设计要求。     

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。     

长江下游东流水道6m水深工程治理思路及方案设计

东流水道历来是长江下游重点浅险水道之一,水道内汊道众多,滩槽变化剧烈,主支汊转换较为频繁。经过前期不断治理,航道条件逐步改善,但仍难达到6 m水深的规划标准。为给东流水道6 m水深工程提供技术支撑,通过分析东流水道河床演变特点及碍航特性,提出治理思路和方案;建立物理模型,对6 m水深工程方案效果进行分析。研究表明,整治方案实施后,东流水道可实现6.0 m×110 m×1050 m设计航道尺度,在不利水文年份须进行少量维护性疏浚,同时随着工程效果的发挥及河道的自然演变,西港航道条件将进一步改善,为后续进一步提升航道尺度奠定基础。     

长江下游东北水道河床演变与6.0 m航道整治思路

针对长江下游东北水道6. 0 m航道存在的碍航问题,依据河道地形和水文资料,分析了东北水道河床演变特点及航道条件,并对该河段航道整治的对策进行了探讨。结果表明:东北水道总体航道条件较好,仅在局部年份在河心出现浅包,导致航道水深和宽度不足;为改善东北水道航道条件,航道整治工程可考虑在已建东北水道航道整治工程基础上,加高下三号洲左缘低滩,稳定过渡段主流流路,并适当缩窄过渡段河槽,集中水流冲刷浅区,也可考虑仅在局部出浅年份采用疏浚措施。     

长江三峡库区炉子梁孤礁炸礁水深的确定及整治效果分析

以长江三峡库区炉子梁碍航孤礁为研究对象,通过解析解、数学模型和概化水槽模型试验等手段,论证了孤礁浅水效应下水面降落和船舶下沉量,并结合长江干线航道发展规划及船舶大型化发展趋势,确定最终的炸礁水深。工程实施后,航槽拓宽,航道维护及航行安全均得到了有效保障,取得良好的整治效果。     

感潮河网区航道整治工程潮流数值模拟*

东江下游三角洲发生的河道采沙、航道整治等人类活动对该河网区河床形态的自然演变过程产生了较大影响,引起河网区水动力产生相应的调整。基于非结构网格有限体积法的二维潮流数学模型,对倒运海水道疏浚工程实施后二维潮流场进行模拟研究,并从动力场的角度分析河网区航道整治效果。计算结果表明,工程实施后对水流的影响主要集中在工程附近水域,对河道沿程水位及流速的影响较小,可为其它河网地区的航道整治工程提供参考。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。     

长江江阴水道航道水深条件利用研究

针对长江江阴水道航道水深条件充分利用的问题，进行技术可行性及利用方案研究。通过采取平面二维水沙数学模型计算、航道条件核查、潮位累积频率分析等技术手段研究，得出结论：近10年江阴水道航道水深均不小于13.60 m，并且具备一定的可利用潮位，完全具备将吃水提高到12.0 m的技术条件。在此基础上，通过分析研究长江干线已实施的利用航道水深的实例，提出江阴水道航道水深条件利用的2种思路，为深水航道维护管理提供了科学可靠的新方法，推动了航道维护管理创新。