长江上游叉鱼碛滩航道特性及维护对策

叉鱼碛为长江上游过渡段浅滩,位于泸州境内,属于天然河段。2013年向家坝水电站完成蓄水,2015年长江上游航道最小维护水深从2.7 m提高至2.9 m。2016年禁采前由于人为无序的挖砂采石对上游诸多滩段造成较大的破坏,枯水期水流分散,冲刷能力减弱。在诸多背景下,长江上游诸多碍航滩段枯水期航道畅通面临较大的挑战,叉鱼碛滩段为其中的一个代表。根据实测资料分析向家坝水电站蓄水前后水沙条件的变化,对滩段近年来的演变规律进行总结,并且根据近年航道维护疏浚实施情况、疏浚效果以及相关问题,对滩段的航道维护对策进行分析,为滩段养护疏浚的设计、施工提出相关建议以及加抛整治建筑物的治理方案,可为航道维护及航道治理提供技术支撑。     

长江上游叉鱼碛滩段水流特性数值模拟

长江上游叉鱼碛滩段为汊道出口处的枯水期过渡段急浅滩，船舶上行困难，且每年进行维护性疏浚才能保持畅通。针对叉鱼碛滩段卡口处急流、过渡段出浅的特性，应用平面二维水流数学模型进行水流特性研究，并提出相应的整治措施。结果表明，拆除已建的叉鱼碛顺坝，同时增强过渡段浅区冲刷历时的整治措施才能有效缓解碍航；整治方案实施后急滩特征消失，且在多年平均流量附近航槽内过渡段平均流速均有增加，有利于减小过渡段浅区的淤积，航道尺度满足规划要求。     

川江风簸碛滩碍航成因与整治效果分析

长江上游风簸碛滩位于井口急弯的上游弯曲放宽河段,滩段枯期分汊,左槽窄弯,右槽顺直宽浅,是长江上游著名的卵石滩险。文章分析了滩段的碍航成因和整治前后的河床演变情况。1995年右槽方案实施后整治效果良好,但2001年右槽上浅区开始出浅,主要是因整治建筑物的水毁而导致右槽冲刷能力减弱所致。修复和加固原有整治建筑物、疏浚右槽进口浅区,可改善右槽通航条件。     

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。     

长江上游弯曲放宽河段卵石浅险滩航道整治

弯曲放宽河段卵石浅滩是长江上游枯期需重点维护的滩险,以往虽对该类型滩段进行了多次整治,但对其碍航机理的认识仍显不足。通过对以往整治经验和模型试验成果的总结和研究认为,在难以彻底改善弯曲汊道航行条件的情况下,可考虑选择直槽整治的方式,采取基建性疏浚和整治建筑物等综合性的枯水治理措施。针对不同型式挖槽断面的水流结构和典型滩险的直槽方案所做的模型试验表明,＂窄深型＂挖槽断面稳定性相对较好。为满足直槽挖槽的稳定,可采取调整汊道分流比、束窄直槽过水断面等整治措施。     

长江上游卵石急滩整治方法研究

卵石急滩是长江上游常见的碍航滩险,流速比降较大,船舶难以自航上滩;由于其卵石运动规律不易把握,整治效果不易长期稳定。因此有必要进行进一步研究。以长江上游斗笠子滩为例,在分析其碍航特性、演变规律及滩险成因的基础上,结合河工模型试验研究,提出整治方案,采取疏浚和筑坝相结合的整治措施进行整治,可达到较好的整治效果。     

川江鲤鱼碛河段航道整治数学模型研究

长江上游鲤鱼碛滩为洪水分汊、枯水浅、险的弯曲河道过渡段浅滩,河床边界与水流条件复杂。采用贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型,可较好地模拟研究河段的水流条件。通过多方案计算,优化了鲤鱼碛建岛尾坝、右岸深槽潜坝的工程整治措施,推荐方案合理可行,可为类似工程提供参考。     

顺直过渡段卵石浅滩形成条件分析

长江上游河段分布众多卵石浅滩,大多数属于碍航浅滩,通过对卵石浅滩形成条件的分析,深入了解浅滩的碍航成因,为航道整治提供一定的理论基础。基于对卵石浅滩成因与演变的分析,从泥沙起动机理和卵石浅滩形成的基础出发,导出了顺直过渡段卵石浅滩形成可能性的比降和河道宽深比的范围区间。利用大量的野外实测资料和试验资料进行验证,结果表明卵石浅滩形成是在一定的比降或河宽范围内的,同时提出了相对应的上下限表达式。     

2018年度长江上游航道维护性疏浚工程后评价

系统评估2018年长江上游航道维护性疏浚工程实施效果,为今后航道维护工程提供技术参考。基于年度水情及航道疏浚滩段分布情况,分析维护性疏浚方案设计、施工时机和频次、施工过程的动态管理及航道可持续性等。结果显示,2018年长江上游干线航道维护性疏浚工程总体效果良好,滩段选择及疏浚方案设计与河道演变规律基本适应;疏浚时机及频次基本合理,最大程度地缓解了与通航的矛盾;但由于维护性疏浚未大幅改变河道水流特性和河床边界,因此天然河段浅滩航道可持续性较差,仍需加强观测,必要时采取其他整治措施。     

长江上游卵石滩群平面形态及碍航特性*

川江以滩多、流急、水乱而闻名于世,部分滩险之间距离较近,滩险之间相互制约,整治存在相互联动效应,形成滩群,其中卵石滩群碍航特性最为复杂,整治难度非常大。通过对长江上游8个卵石滩群平面形态及以斗笠子—东溪口、神背嘴—叉鱼碛卵石滩群为代表的滩段之间关联特性的分析得到以下认识：卵石滩群一般位于连续弯道（急弯）,深槽连接段短、宽度变化大的“藕节状”分汊型河段;下游滩险整治易引起上滩险水位降低,比降增加,恶化上滩险的航道条件;上游滩险整治易改变来水来沙条件,影响下游滩险河床演变。对卵石滩群的整治应整体规划、设计,一次建成。     

澜沧江西瓜滩至勐宋滩滩群航道整治方案

基于澜沧江244界碑至临沧港IV级航道建设工程,以西瓜滩—勐宋滩滩群为依托,阐述滩群河道特征和水文特性。针对大比降、大流速峡谷河段滩群航道尺度不足,单滩整治造成上游滩险水位跌落和流速、比降不利变化,从而形成新的碍航问题,对各滩演变进行分析并总结整治经验,对单滩碍航特点和滩群碍航特点进行研究,采用清礁措施扩大过水断面的方法,解决了单滩航道尺度不足的问题。采用逐段壅水、分段消化的壅疏结合方法,解决了滩险联动导致的水位跌落等问题。得出结论:在山区河流滩群整治过程中,采用清礁和筑坝相结合的方法,能够解决滩群联动相互影响的整治难题。     

长江上游莲石滩航道整治模型试验

莲石滩是长江上游著名的复杂险滩,具有浅、险、急等复合碍航特性。基于前期碍航特性、成滩原因和治理思路等研究成果,结合整治目标,对鱼鳅石浅滩和关刀碛急滩分别采用"疏槽维稳"和"扩枯稳中"的整治思路,根据设计航槽走向的不同提出两组方案进行模型试验。结果表明,两组方案均可基本解决碍航问题,方案2在顺应河势、航线选择、整治效果方面更优。     

长江中游太平口水道维护性疏浚技术

太平口水道是长江中游重点碍航水道,目前主要通过维护性疏浚维持航道畅通。以2018年碍航较为严重时为背景,分析河道特点和碍航原因,提出相应的疏浚方案。结果表明,考虑到多方面的碍航原因,本阶段宜采用桥梁防撞与航道管疏、提前预测与多轮抢通、双槽交替疏浚与通航相结合的思路,对沿岸槽和2#槽交替进行疏浚。2018年度的碍航形势严峻,疏浚时机的选择宜结合水情,分别在汛前、汛期和枯水期进行多轮疏浚。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。     

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。     

长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究

长江上游胡家滩为弯曲展宽河段浅滩。探讨了胡家滩浅滩河段河床演变特征、碍航特性及滩险成因,提出了航道整治思路与方案。应用平面二维水流泥沙数学模型,采用2002—2011年的水沙序列资料,对方案整治效果进行分析。结果显示,整治后航槽流速增加且不会成为急滩,消落期航槽内泥沙冲刷加强,起冲时间提前,冲刷历时延长,航道尺度满足规划要求,航槽基本稳定,说明采用筑坝、疏浚与炸礁相结合的方法对胡家滩浅滩航道整治较为有效。     

复杂心滩通航河段不同角度碛首坝对航道条件的影响*

长江上游河段多为基岩和卵砾石河床,常见心滩、浅滩及边滩等复杂边界碍航河段。由于工程实际需要及航道整治要求,经常存在采砂坑、开挖航槽、修筑碛坝等改变局部河道边界的情况。以长江上游占碛子河段为例,建立向右偏转0°、5°、10°碛首导流坝数学模型,分析表明:0°碛坝引起的水位壅高流速增幅和分流比变化均较小 ,对占碛子浅滩影响较小;5°碛坝对主槽分流比和航道通航水深及流速的优化更加明显,通航效果更优;10°碛坝对主槽通航条件的改善明显,对流场改变较大,引起了明显的河势演变。为长江上游复杂通航河段航道整治工程的设计和研究提供参考。     

长江口北港航道治理方案评估

通过对长江口北港通航现状及河势演变分析,提出拦门沙河段水深不足是影响北港航道通航条件的主要因素。北港航道治理方案还应充分考虑与周边涉水工程、防洪防潮、水资源利用和生态环境保护的关系及影响,利用潮流数学模型对治理方案实施效果进行评估。结果表明,在航道流场动力方面,航道整治效果良好,辅以疏浚可实现航道规划目标。