三峡水库变动回水区河床演变及航道整治

在系统总结前人对三峡水库变动回水区泥沙和航运问题研究主要成果的基础上,从三峡水库建库前的天然水文泥沙条件、河道边界形态及组成、河床演变规律、滩险及航道现状,建库后的水力因子变化、泥沙淤积分布及规律、河床变形及发展趋势、航道条件变化、上游来水来沙条件变化等方面,对建库后三峡变动回水区河段的演变规律及其影响因素进行了分析。在此基础上,对三峡水库变动回水区泥沙淤积对航道与港口的影响及其治理措施等进行了分析研究。     

三峡库尾卵石推移质输移对航道的影响

长江经济带建设发展迫切需要三峡库尾航道等级由3. 5 m提升至4. 5 m,而库尾推移质运动是必须解决的泥沙问题。采用三峡库尾航道水沙二维数学模型,根据2009—2016年三峡入库水沙资料,模拟变动回水区重庆至涪陵段推移质运动过程,将其冲淤分布及断面输沙量与实测资料对比,验证该数值模型的可靠性。以此为基础,预测30 a后三峡库尾航道推移质冲淤趋势,分析重点滩段航道内推移质冲淤分布、幅度以及输沙带特性,揭示推移质输移对航道的影响。该研究结果可为三峡库尾重庆至涪陵段4. 5 m航道等级提升建设的方案设计提供数据与技术支撑。     

合川和井口水利枢纽对解决处于三峡库尾的嘉陵江河段泥沙淤积的作用

重庆境内的嘉陵江河段正处于三峡库尾的回水变动段，三峡工程研究表明，嘉陵江河口泥沙淤积问题较严重．采用贴体正交坐标系下的河流泥沙运动的二维数学模型，对在嘉陵江河段上拟建合川和井口水库，解决嘉陵江河段泥沙淤积的影响进行计算分析。计算表明，两水库对解决处于三峡库尾的嘉陵江河段泥沙淤积问题有明显效果．两库的减淤效果主要是拦沙作用。     

长江上游采砂分布及破坏滩群恢复能力模拟研究*

随着长江上游地方经济快速增长，建筑行业日益兴旺，砂石需求量与日俱增，沿江江砂开采规模不断扩大，滥采乱挖给河道防洪和航道安全带来不利影响。以宜宾—重庆涪陵河段为例，基于2007—2016年的河道地形资料研究沿线采砂分布状况，并采用平面二维水沙数学模型对破坏的滩面恢复过程进行模拟。分析结果表明，宜宾—涪陵河道采砂累计量约为3.95亿m3，部分卵石滩滩面破坏，引起局部高差变化达40 m，其对地貌的改变远远超过河道自身调整与航道整治工程的影响；考虑上游水库群的联合调度及河床卵石存量的限制，已破坏的滩面采砂区基本无法恢复至原有形态。     

三峡水库变动回水区三角碛浅滩冲淤与碍航特性分析

变动回水区河段的侵蚀基准面在蓄水期抬升,在消落期和汛期逐渐恢复为天然河段状态,因此变动回水区内碍航浅滩的冲淤特性将发生改变。以三峡水库变动回水区三角碛浅滩段为例研究浅滩年际年内的冲淤及碍航特性的变化。结果发现,水库蓄水位抬升到175 m前,三角碛浅滩段年内遵循"汛淤枯冲"的规律,年际间则由于上游来沙量大幅减少,水流处于不饱和状态而表现为累积性冲刷,且随着水流不饱和程度的提高,冲刷强度增大;2008年汛后三峡开始试验性蓄水后,三角碛浅滩段由天然河段变为变动回水区河段,下游侵蚀基准面的抬升使河段具有淤积的趋向,上游来沙减少和下游侵蚀基准面抬升共同作用的结果是本河段冲刷强度显著下降,同时也未出现累积性淤积的现象。由于年内泥沙输移过程发生改变,主要走沙时期从汛末推移到次年的消落期,在通航标准不变的前提下,三角碛浅滩段的碍航程度可能会有所上升。     

三峡水库蓄水后坝上下游航道条件变化分析

分析三峡水库蓄水后进出库水沙特性;库尾、葛洲坝下游河道、永久船闸引航道、两坝间河道冲淤特点;变动回水区回水末端范围、葛洲坝下游宜昌、沙市枯水水位变化;库区航道条件和葛洲坝下游河段航道尺度变化。     

三峡水库蓄水初期库区航道条件分析

三峡水库试验性蓄水后,长江干支流水利枢纽陆续投入运行,入库沙量大幅减少,导致库区航道条件变化与论证阶段成果有一定差异。基于2008年以来库区航道原型观测资料,分析常年回水区与变动回水区航道条件变化及其主要原因。结果表明,常年回水区局部河段的细沙淤积对主航道尺度侵蚀程度需要密切关注;变动回水区消落期部分河段卵石输移及暂时性淤积将引起航道航深不足,期间天然河道转化过程中形成的复杂流态将对通航条件产生不利影响。     

嘉陵江礼嘉边滩采砂数学模型研究

实地勘测嘉陵江礼嘉河段基础上提出采砂方案，采用贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型研究嘉陵江礼、嘉边滩采砂后河道水流条件的变化。结果表明。采砂对河床演变、通航、河道行洪以及涉河工程的影响很小。     

山区河流枢纽库尾河段航道整治模型试验研究

为探讨山区河流库尾河段航道整治技术,以嘉陵江南充段凤仪场库尾河段为例,分析河床演变、滩险及泥沙淤积规律,探明河段的碍航特性。采用河工模型试验方法,制定了"疏浚、筑坝、护岸"等整治方案。试验表明:优化方案实施后整治效果良好,从根本上解决了山区河流库尾河段变动回水区碍航问题。     

三峡水库蓄水后土脑子河段冲淤特性分析

土脑子河段在三峡水库135～139 m蓄水运用阶段位于水库变动回水区,156 m水位蓄水期间处于水库常年回水区.三峡水库蓄水前土脑子河段年际间冲淤平衡.根据蓄水后原型观测资料结合土脑子河段来水来沙情况及边界条件.分析了该河段的冲淤变化、深泓线、典型断面等变化规律,结果表明三峡水库蓄水后,土脑子河段洲滩岸线无明显的变化,右岸深槽发生周期性冲淤,呈现累积性淤积的趋势.2007年三峡水库156 m蓄水后土脑子河段全年持续淤积,河段逐渐由偏"V"型断面向"U"型断面转变.