长江中游典型河段整治关键参数的应用研究*

利用数值模拟手段,针对长江中游藕池口河段、牯牛沙河段典型碍航浅滩,将三峡水利枢纽运用后新的航道整 治参数确定方法应用到具体河段航道整治工程中,对航道整治关键参数进行实践检验,为相关研究提供应用基础。数学模 型计算结果表明：在此种整治参数下,经过典型水文过程后可达到规划的航道尺度,整治工程达到了预期的整治效果,新 的航道整治参数理论成果适用于目前三峡水利枢纽运用后长江中游浅滩的航道整治。     

造床流量法确定整治水位的适用性探讨

航道整治工程中整治水位的确定关系到工程的成败,以往采用的第二造床流量法在部分河段出现了确定值偏高的情况,但由于对该方法的理论基础、基本概念、适用条件认识不足,人们难以解释偏高原因.文章以长江中下游航道整治工程为背景,从河床演变基本规律入手,分析研究了造床流量基本概念、计算方法的内在含义、应用实例及其存在问题.结果表明,造床流量法确定的整治水位偏高不是第二造床流量对应水位本身偏高,而是这一水位作为浅滩河段的整治水位不具有普遍性.     

长江中游航道整治技术研究

西部交通建设科技项目"长江中上游重点清淤工程关键技术研究"和"长江中游典型浅滩演变规律与整治措施研究"依托长江中游航道系统整治工程,通过河床演变分析、数学模型计算、实体模型试验、水槽试验及现场试验等多途径、多技术手段,对长江中游典型分汊浅滩河段-沙市河段、典型弯曲分汊浅滩河段-瓦口子至马家咀河段和典型长直过渡段浅滩河段-周公堤至天星洲河段的演变规律及三峡建库后的演变趋势进行了深入分析,并就航道整治对策与措施进行了大量探索.同时针对当前航道整治前期研究及设计工作中遇到的有关整治建筑物结构型式及施工工艺等关键技术进行了初步开发应用研究.通过研究,对长江中游典型分汊、弯曲分汊、长直过渡段浅滩的演变与治理措施、中细沙河流的实体模型模拟技术以及长河段一、二维嵌套水流泥沙数值模拟方法、整治建筑物新型结构型式与施工工艺等关键技术有所突破,弄清了长江中游典型浅滩的演变规律和演变机理,揭示了三峡建库后的演变趋势,明确了整治思路和方向.提出了新型护滩、促淤建筑物及迎流顶冲丁坝结构及施工工艺,解决了大水深、大流速条件下的护底、沉排技术,创新了分流鱼嘴的结构设计和施工工艺,确定了不同冲刷条件下的整治建筑物防护范围和防护措施,开发了高效率的航道整治建筑物CAD辅助设计系统.研究成果已应用于长江航道清淤应急工程以及长江中游沙市河段、瓦口子-马家咀河段和周公堤-天星洲河段航道整治工程的前期工作中,为前期工作开展提供了基础条件和技术支持,加快了工作进度,节省了前期工作量.有关整治建筑物结构及工艺的研究成果已应用于长江张家洲、碾子湾、东流水道航道整治工程中.对提高整治建筑物设计水平和可靠性、稳定性起到了显著作用.     

长江中下游五类典型河段航道整治工程经验总结

对长江中下游已实施航道整治工程的河段进行总结归类,提出了5类典型河段,即矶头控制下的弯曲放宽河段、鹅头分汊的弯曲河段、两反向弯道之间的过渡河段、微弯分汊河段和顺直分汊河段。针对这5类典型河段的航道整治,选取工程实例,从航道概况、整治方案以及工程效果等方面进行了论述。最后归纳总结了这5类河段航道整治在工程技术上所取得的成功经验,可为后续长江中下游类似河段的航道整治提供理论参考。     

三峡水库蓄水后荆江航道整治参数确定方法研究

本文针对三峡水库蓄水后荆江河段航道整治工程特点及内涵,研究了守护型工程和调整型工程的整治参数确定方法。研究结果表明:针对荆江河段实际情况,守护型工程整治水位、整治线宽度确定采用浅滩河段边心滩高程控制法、浅滩优良时期河宽法,能够体现守护型工程的本质内涵;调整型工程整治水位确定采用整治流量推求整治水位方法、整治线宽度计算考...     

长江中下游典型弯曲分汊河道概化模型试验研究

分析整理了长江中下游弯曲分汊河道的特征资料,结合监利河段拟定出概化模型,通过实验测得数据分析,得出了浅滩的演变机理和规律,对长江中下游弯曲分汊河段航道整治提供理论依据。     

浅谈数值模拟技术在长江中下游航道整治中的应用

在目前已经深入展开的长江中下游航道整治工作中,数值模拟技术得到了广泛的应用。根据数值模拟技术的特点,结合工程应用实例,对长江中下游航道整治中数学模型能够解决的问题进行探讨。在复杂的长江中下游航道整治问题研究中,数值模拟与物理模型互为补充,而且数值模拟能够做一些探索性的计算研究,这些研究将是物理模型试验的基础与延展,为最终解决航道整治中涉及的一些关键问题提供技术支持和科学依据。     

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。     

贺江下游航道优化开发等级研究

贺江下游航道兼有山区河流和渠化河流的特点,枯水季节局部航道出浅,长期以来等级低下,水运发展缓慢,影响了航运效益的发挥。建立了一维数学模型,研究枢纽调度运行条件下贺江下游航道的水位衔接问题、碍航浅滩的长度;并考虑山区河流枢纽渠化河段以及河口入汇自然河段的航道整治宽度、航道疏浚条件下水位的降落程度,分析了贺江航道适宜提高航道等级的可行性与适用条件。最后将碍航浅滩的长度、航道整治宽度和水位的降落程度作为航道优化等级确定的参数,综合确定了贺江下游航道的优化开发等级为Ⅳ级。     

一种浅滩整治新方法--空间流线型设计法

根据天然河流的特性,结合以往航道整治经验教训,以及中国传统文化和美学,提出了一种新的航道浅滩整治方法——空间流线型设计法,并结合其工程应用实例进行说明。     

河口航道整治水位及宽度研究

对河口整治水位的确定进行了一些初步的分析,并基于输沙平衡原理,借助于挟沙力公式,推导了河口整治线宽度计算式.运用前述的方法和公式,给出了虎跳门河口段(横山-虎跳门口)整治水位及整治线宽度.分析了虎跳门(南门涌～虎跳门口)河段航道整治工程的整治效果,结果表明,整治工程达到了预期的效果.同时,把整治后整治线内的实际冲刷厚度与利用整治线宽度计算式反推的计算冲刷厚度进行了分析比较.综合分析表明,整治水位和整治线宽度的确定方法和公式是合理的,可以给类似河口的航道整治提供参考.     

石质急流滩航道整治的原则与方法

在选取国内13个典型的石质急流滩整治分析的基础上,归纳出石质急流滩整治的原则与主要措施和方法,可供山区河流航道整治设计参考。     

长江中游沙市河段治理效果分析及后续治理思路探讨

沙市河段为长江中游著名的碍航河段,根据《长江干线航道发展规划总体纲要》,该河段2020年航道的建设标准为3.5 m×150 m×1 000 m(水深×航宽×弯曲半径),通航保证率为98%。考虑到三峡工程运行以及防洪等外部因素的影响,沙市河段的治理采取系统治理、分步实施的原则进行,从2009年初开始陆续实施一期工程和腊林洲守护工程,工程实施以来,航道条件明显改善,取得了较好的工程效果。本文结合已有研究成果和工程实施以来的资料,对工程前后的河道变化、航道条件等进行了对比分析,并结合总体治理思路及本河段存在的问题,提出了后续治理思路。     

大顶子山航电枢纽变动回水区航道整治试验研究

大顶子山航电枢纽变动回水区河段年际、年内来水及来沙不均。定床模型试验提出了变动回水区河段航道以整治为主、疏浚为辅的整治原则,整治建筑物高度丁坝取0.5 m,锁坝取1.2 m;变动回水区上段整治线宽度取300 m,下段取200 m。经动床模型多方案试验比较,推荐方案满足III级航道标准,但变动回水区上段产生累计性淤积,河床普遍发生淤积抬高现象,使航深变浅,航行条件恶化,若要达到III级航道标准(航深1.7 m×航宽70 m×弯曲半径500 m)约10 a时间进行清淤。     

鲤鱼山水道6 m水深航道治理措施

为满足"十三五"期武汉至安庆6 m水深航道建设要求,开展多因素限制下武安段鲤鱼山水道6 m水深航道治理措施研究。通过该水道近期6 m水深航道条件分析,明晰河段6 m水深下航道的问题,并探讨浅滩治理思路,提出单纯技术因素下河段治理思路和措施;针对单纯技术因素下工程措施与鲤鱼山水道众多涉水建筑物存在矛盾的问题,通过模型试验提出多限制条件下鲤鱼山水道6 m水深航道治理措施。     

长江中游鲤鱼山水道治理思路与方案

为给长江中游鲤鱼山水道航道治理提供技术支撑,开展水道治理思路及方案研究。通过鲤鱼山水道近期航道变化及存在问题研究,提出"以北槽为通航主槽,通过工程稳定滩槽格局,抑制南槽发展,适当改善北槽航道条件"的治理思路,并借助河工模型提出航道治理总体方案,该方案可以达到河段2020年规划航道尺度。     

长江中游沙市河段治理效果分析及后续治理思路探讨

结合已有研究成果和工程实施以来的资料,对长江中游沙市河段治理工程前后的河道变化、航道条件等进行了对比分析,并结合总体治理思路及该河段存在的问题,提出了后续治理思路。     

汉江下游典型长顺直河段航道整治效果分析

长顺直河段演变常表现为边滩不稳、过渡段深泓摆动,从而引起航道变迁。以汉江下游典型长顺直河段麻洋潭滩段为例,通过对该滩段航道整治工程前后的河床演变、模型试验、整治效果等方面的分析,对汉江下游长顺直河段航道整治经验进行总结。研究结果表明,针对长顺直段过渡段稳定性差的问题,通过合理规划航道轴线,采取工程措施塑造优良的微弯型整治线,能有效稳定航槽;在采用较低的整治水位时,通过缩小整治线宽度和整治建筑物间距,可达到提高过渡段航道尺度的目的。     

沙卵石浅滩整治水位及整治线宽度确定方法的研究

对以往的有关整治水位与整治线宽度的研究成果进行了分析,并指出了存在的问题。在此基础上,应用输沙平衡原理导出了准二维的计算公式,计算结果表明该公式更具普遍的实用性。     

河口整治技术在长江口深水航道治理工程中的若干新进展

长江口深水航道治理以河口整治为基础，主要是通过整治建筑物使航道所在的汉道获得固定的边界，稳定的流场，从而调整地形，消除汉道内的拦门沙浅段。不能简单地将设计思想归结为束狭河床，提高流速。预测工程后的流场、地形以及航道回淤量，可采用正压模型；河床调整向不利方向转变的条件应由数值模拟或物理模型试验给出，事先设定某种分流比界限是困难的。已经完成的一期和二期工程的效果表明，工程设计和施工方案是先进、成功的。包括总体设计、护底及结构设计和施工成套技术，以及生态保护等在内的一系列关键技术的突破，标志着我国在河口整治技术和方法上已取得明显进展。