基于GIS空间分析的抛石护岸工程水下抛石效果评价

抛石护岸工程水下抛石效果评价是工程水下质量控制的重点和难点。准确掌握和分析工程水下质量状况,对确保抛石护岸的施工质量起到了重要作用。GIS(地理信息系统)技术拥有强大的空间数据处理与分析能力,可用于对水下抛石效果进行多维度的定性与定量分析。分析结果可以准确评价施工质量、精准指导下一阶段施工、降低施工成本。通过对3个试验区的分析,总结出一般施工规律:1)由于工程区上游起始处以及下游深水侧容易产生冲刷,抛石效果较差。2)工程区中部及近岸区抛石效果较好,但容易过抛。     

多个大型采砂工程对长江下游局部河段水流条件的影响*

近年来，常在长江下游同一河段同时进行多个大型采砂工程。相对单个采砂工程，其对河道水流条件的影响更为复杂。采用平面二维水流数学模型研究了工程河段不同采砂方案下水位、流速及汊道分流比等的变化规律，并对多个采砂工程同时实施后的叠加效应进行探讨。结果表明：1）单一采砂工程对潮位和流速的影响主要局限于采砂区附近，多个采砂工程同时实施反而削减了单个工程导致的潮位及流速变幅。2）单个工程实施后，落潮分流比变化大于涨潮分流比变化，多个工程的实施对河段分流格局的叠加效应较小。3）此外，通州沙西水道采砂区工程由于位于支汊入口段，其对水流条件的影响最为明显。     

两种主要测量手段在抛石护岸工程水下质量检测中的应用*

工程质量检测是保障工程发挥经济与社会效益的重要环节，其检测结果的正确性关系到工程能否正常运行。水下工程质量检测的主要测量手段为单波束测深仪与多波束测深系统，其测量结果的差异会对检测结果产生影响。对这2种测量手段施工前、后的测量数据以及差值的检测断面数据进行定性和定量分析。结果表明，施工前2种测量手段测量数据基本吻合，但施工后抛石增加了水下地形的复杂度，使两者的测量数据差异增加。此外，单波束的角度和航迹线的偏移对差值生成的检测断面数据有较大的影响，使两者的检测断面数据差异较大。据此，给出提高单波束检测精度的建议。     

袋装沙枕水下抛投漂移距现场试验研究

近年来,长江水沙变化导致堤岸冲刷加剧,水下抛投护岸成为整治工程的重要环节,新型防护材料袋装沙枕应运而生,其抛投漂距预测的准确性直接影响工程的质量与效率。以长江中下游南京八卦洲河段整治工程为例,分析水深、流速、沙枕质量等对漂移距的作用机理,基于动力学进行漂移距计算公式理论推导,通过在不同流速、水深条件下开展的现场抛投试验确定公式系数。结果表明,采用推导的经验公式计算值与试验值较为吻合,相对误差在20%以内。     

两种新型抛石护岸工艺在深水区应用效果对比

长江下游深水区由于水深流急,传统抛石护脚的施工难度极大。近年来,网兜散抛石和沉箱式抛石这两种新型抛石施工工艺发展迅速。以长江老海坝抛石护岸工程为例,对比了两种工艺的抛石效果与成本,抛石效果主要采用抛石增厚和抛石均匀度两个评价指标进行定量分析。结果表明:沉箱式抛石工艺虽然工程直接费用较高,但抛石增厚效果、抛石均匀度及施工工效均优于网兜散抛石。通过不同研究区的抛石效果对比可知,在深水区抛石效果稳定性控制方面,沉箱式抛石工艺优于网兜散抛石工艺。     

软体排护底在南京八卦洲右汊进口段治理中的应用效果分析

八卦洲右汊进口段实施了系混凝土软体排全断面护底工程。但由于八卦洲右汊是主汊，水深流急、地形变化复杂，进行河床全断面整体铺排施工难度大。为明晰软体排在该工程中的应用效果，利用多波束测深系统多次采集工程区水下地形数据，通过多波束效果图检测软体排铺排质量，并利用GIS空间分析技术定量分析不同时期工程区河床变化，更好地掌握工程整治与运行效果。结果表明，完工后工程区河床由以冲刷为主转为以淤积为主，最大淤积幅度可达7.87 m,工程阻止了进口断面进一步扩大；2020年特大洪水后，工程区河床整体淤积量和淤积面积持续增加，淤积面积占比由66.6%上升至83.9%,淤积量由41.4万m³上升至54.5万m³;全断面软体排护底工程运行稳定，发挥了工程防护效果。     

基于原位试验的砂枕水下漂移规律研究

砂枕自水面抛投后，受重力和水流的推移力作用，在下沉的过程中，会产生顺水流方向的落距。砂枕落入河底后还会具有一定的速度，若这个速度大于砂枕的止动流速，那么砂枕还会继续运动，而砂枕自触碰床面后发生的移动距离为稳定移距(二次漂距)。根据砂枕在动水中的漂移规律进行试验，结合垂线流速分布规律，通过3种漂距计算方法得到砂枕水下漂移到着床稳定全过程的漂移距离计算公式，并进行对比分析。结果表明，当河流的垂线流速为指数型流速分布时，使用惯性力法和综合系数法推导出的漂距公式适用性较好。     

长江老海坝段近期河道演变及其影响因素分析

近年来受三峡蓄水及河道整治工程影响，长江下游部分河道边界及水沙条件发生了显著变化，特别是老海坝河段年内冲淤演变剧烈，对河道防洪、航运及岸线利用产生影响。本文采用近15年的地形实测资料，探讨老海坝险工段河床演变特征，并对其影响因素开展研究。结果表明：1)老海坝河段平面变化较小，南岸附近-10、-30 m等深线基本稳定，-50 m深槽范围有所扩大；2)河道横断面形态横向变化小，纵向变化大，呈现向窄深方向发展的趋势；3)老海坝抛石护岸工程的实施，改变不同等深线区间内河床的冲淤变化幅度，加剧了深槽冲淤幅度，其中岸坡附近冲淤变化相对较小，深槽冲淤幅度较大，九龙港—十一圩港段冲淤演变最为剧烈；4)老海坝段-30 m以下深槽冲淤量与上游大通站造床流量呈负相关，同时受河道地质边界条件影响，在弯道水流离心力作用下，河床仍将长期处于被冲刷状态。研究成果可为河势急剧变化区的河道演变及岸坡防护提供参考依据。