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。     

长江上游斗笠子滩近期航道条件变化及维护对策分析

斗笠子滩为长江上游枯水浅急险滩,经采取筑坝和疏浚的整治措施后,航道条件好转。采用实测资料分析滩段近年的水沙条件、滩槽格局及航道条件变化,并结合2019年以来的航道维护疏浚实施情况和效果提出相应的治理方案。结果表明,近年来向家坝蓄水后受清水下泄和人为采砂活动影响,左岸边滩冲退是造成江心庙角碛碛翅—碛尾段不断淤积展宽、航道维护困难的主要原因,且在目前的河势和水沙条件下,左岸边滩不具备自然恢复的条件,滩段枯水期淤积碍航将成为常态;汛后提前疏浚的维护方式和加抛整治建筑物的治理方案可减小低水位期疏浚施工与正常通航存在的安全风险。     

澜沧江曼厅大沙坝水道无名洲滩采砂影响及对策

以澜沧江Ⅳ级航道建设工程曼厅大沙坝无名洲整治方案为依托,阐述了滩险概况及碍航特征。针对采砂对弯道浅滩河段航道条件和航道整治的影响,从水位、流速、比降、消滩指标等方面分析了采砂前后航道条件和原推荐方案预期效果的变化,认为采砂对疏浚航槽的稳定和船舶自航上滩均会带来不利。提出了通过调整整治建筑物守护滩槽、束水攻沙、调整水面和比降分布等措施,以达到改善航道上滩水力条件和维持疏浚后航槽稳定的目的。得出结论：1）采砂对浅滩河段航道条件和航道整治均会造成不利影响。2）为保障航道条件和航道整治效果,需要调整整治建筑布置形式,解决新出现的碍航问题。     

长江上游香炉滩河段航道提等升级关键问题

长江上游区域矿产资源丰富,蕴藏着巨大的投资与开发潜力,是培育长江流域经济新的增长极的迫切需要,长江四川段航道提等升级研究意义重大。通过对长江上游航道香炉滩水道实测资料的分析,提出向家坝及岷江下泄非恒定流、卵石推移质运动以及人工采砂引起的河道地貌改变是航道提等升级的三个需要解决的关键问题,建议在未来的长江上游航道提等升级建设工程中予以考虑。     

长江上游余家湾重点滩段航道演变及维护措施浅析

长江上游余家湾滩段航道条件复杂,是长江宜宾至泸州段航道三处通行控制河段之一,也是长江上游著名的浅险滩之一。近年来,该滩在外界因素影响下,河道条件和航道条件已发生了较大变化,导致主航槽分流比降低,水面线下降,航道演变剧烈,枯中水期航道维护尺度紧张。为确保滩段航道畅通安全,本文在系统性分析外界因素、上游来水影响和滩险演变等基本情况的条件下,针对性的提出了余家湾滩段下一步维护措施和改善性建议。     

长江中游武穴水道航道整治与采砂方案试验研究

在分析长江中游武穴水道河床演变和碍航特征的基础上,确定了与当地采砂规划相协调的新的航道整治思路,并通过河工模型试验研究,解决工程与采砂之间的矛盾,同时,按照动态管理的原则,根据施工时工程区地形变化情况,及时调整工程方案和分期实施工程内容。该工程于2006—2008年实施后,河道演变趋势与模型预测试验结果基本一致,航道条件明显改善,规范了无序的采砂活动,使航道整治与采砂互利双赢。     

BIM技术在鸡冠滩航道整治设计中的应用

将BIM技术引入鸡冠滩航道治理方案研究中,以传统分析工作BIM化作为切入点,首先阐述河道地形模型建模思路;其次基于修正后的河道地形曲面分析滩段的演变规律和碍航特性、建立整治方案BIM模型,并通过模型整合形成便于传递的DWG设计成果和航道工程三维可视化沙盘。本套技术体系可以较好地运用于一般航道整治工程的河演分析、碍航及水流分析、整治工程方案建模等,相应的模型处理方法可为类似工程提供借鉴。     

长江下游马当南水道近期河床演变分析与治理方案研究

马当南水道是长江下游重点碍航水道,受三峡清水下泄和近年来人为采砂影响,河段内棉外洲洲滩及左槽冲刷趋势加剧,导致右槽主航槽航道条件恶化。本文在分析马当南水道已实施整治工程效果和近年来的滩槽变化基础上,对滩段未来的河床演变趋势进行分析,提出了初步的治理方案,为该河段航道条件的长期稳定和航道尺度提升进行一定的技术探索。     

小溪滩枢纽下游导流堤布置及形式优化

针对小溪滩电站建成后枢纽调度、人工采砂等因素引起枢纽下游河道水沙特征、河道水位和流量发生改变的问题,结合引航道导流堤工程布置,进行变化地形条件下的枢纽下游通航水流条件分析与复核研究。采用数值模拟的方法,建立枢纽下游二维水动力数值模拟模型,对导流堤布置形式、尺寸参数等进行优化,通过多方案数值计算和成果对比分析,提出枢纽下游引航道导流堤建议布置方案,既满足变化地形条件下的通航水流条件要求,又降低了原设计方案对河道行洪能力的影响。     

基于航道及通航影响的采砂方案优化

在分析采砂对航道布置和船舶通航影响的基础上,按照满足采砂施工期船舶通航要求、有利于改善采砂河段航道条件和有利于采砂工程施工要求的原则,提出采砂区平面布置和局部河段航道设置的优化调整方案,在河道采砂和航道浅区疏浚相结合方面做了有益探索。