长江中游嘉鱼-燕子窝河段演变机理及发展趋势研究

长江中下游分汊河段众多,且大多分汊河段口门附近存在碍航浅滩,三峡水库蓄水后,水沙条件变异造成下游河段滩槽形态的调整,部分分汊河段浅滩航道条件恶化.本文以嘉鱼—燕子窝河段为例,在总结河床演变特点的基础上,深入分析河床边界与水力输沙条件的相互作用,揭示河床演变的内在机理,在此基础上预测河床演变的趋势,并对已有航道整治工程提出优化建议.     

长江中游沙洲水道河床演变特性研究

长江中游沙洲水道位于武汉至安庆航段,沙洲水道全长约20 km,河段属于向右弯曲的分汊河道。随着三峡水库蓄水后来水来沙条件的变化,沙洲水道河势呈恶化的趋势,影响到了长江航运。为此,根据长江航道沙洲河段实测水沙数据,利用河床演变学理论,对其河道特性、近期演变规律和成因展开了分析,并对河床未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:在无工程条件下,沙洲河段的演变趋势向不利方向发展,尤其是黄冈公铁两用长江大桥和鄂黄长江公路大桥附近的边滩及其下游河段较为严重,可能会危及到航道畅通。因此,为了保障航道畅通,必须尽快实施航道整治工程。     

荆江窑监大河段河床演变关联性研究

为了弄清长江中游弯曲分汊河型与单一微弯河型演变的关联性,有必要开展荆江窑监大河段(由窑监河段和大马洲水道组成)河床演变的关联性研究。在分析窑监河段河床演变的基础上,研究了窑监大河段来水水沙条件和边界条件变化对河床演变的影响,重点探讨了窑监河段变化与大马洲水道主流、洲滩、航道条件变化的关联性。结果表明,在窑监河段河床变化的影响下,大马洲水道进口段弯曲狭窄,出口过渡段航道条件变差。     

上荆江分汊性微弯河段河床演变原因探讨

受河岸组成、人工护岸工程的控制,上荆江河道平面外形基本稳定,但分汉性微弯河段河势调整较为剧烈,影响航道条件.本文基于不同河段的河床平面形态、水沙输移特性、河床演变规律的对比分析,认识到水沙输移特性既与河床平面形态密切相关,又直接影响河床演变对水沙条件的响应模式;基于此观点,对三峡工程蓄水以来上荆江分汉性微弯河段的演变特性进行了分析,进而预测分析了三峡正常蓄水后的河床演变趋势,可供航道治理参考.     

2015年长江口航道运行维护特征分析

以大量工程现场资料为基础,初步分析2015年长江口航道运行维护特征,以及今后一段时期深水航道维护形势。分析表明,通过维护性疏浚,2015年长江口航道运行状况良好,12.5 m深水航道已进入全面发挥效益的稳定运行阶段。2015年南港北槽12.5 m航道维护疏浚强度总体仍保持时空相对集中的分布特征。与2011—2014年相比,2015年南港及圆圆沙段疏浚强度下降近15%,全年1—12月疏浚强度也普遍有所降低,这主要与南港河床地形条件和周边河势的改善,以及疏浚工艺与管理的优化有关。今后一段时期,在长江口河势格局及水沙动力环境整体稳定的前提下,12.5 m深水航道维护态势总体可控,且趋于向好。由于航道回淤时空分布特征未发生根本改变,后续长江口深水航道的重点维护时段和区段依然是夏秋季(6—11月)和北槽中段。     

人类活动影响下的东江下游博罗浅滩河段航道整治

博罗浅滩为东江下游主要碍航河段.近20年来其来水来沙条件与河床演变趋势受大规模河床采沙、上游水库与水利枢纽建设等人类活动影响强烈,对通航条件与航道整治产生重大影响.针对人类活动影响下河床演变与航道整治特点,建立了正交曲线网格坐标系统下的东江下游二维水沙数学模型.在运用水沙实测资料对模型验证的基础上,计算分析了剑潭枢纽运行初期下游的河床冲刷和推荐整治方案实施后的整治效果.结果表明,推荐方案实施后,博罗浅滩河段可满足设计航道尺度要求.     

南京港锚地疏浚对河势及防洪影响分析

南京港栖霞油轮锚地位于南京河段龙潭水道拐头至兴隆洲之间的浅滩区.随着国民经济的发展,港口运量也不断增长,停泊南京港栖霞油轮锚地的船只数量、吨位不断提高.为了适应大型船舶的停泊需要,须对南京港栖霞油轮锚地进行疏浚.根据多年来的实测资料,对拟疏浚区所在龙潭水道进行了河势演变分析,在河势可行性分析的基础上,结合水文及水流动力条件,分析了南京港栖霞油轮锚地疏浚对长江河势及防洪的影响.研究表明:在加强施工监控措施的条件下,若疏浚的深度严格控制在2 m以内,对岸坡比的影响不大;疏浚对常年河床的冲淤影响不大;疏浚工程的实施不会影响岸坡的稳定,从而不会影响到长江堤防的安全,对长江防洪基本没有影响.     

闽江潮汐河口浅滩航道疏浚

该文主要根据闽江口潮汐泥沙运动特性与河床变化规律,提出浅滩航道疏浚方法及河口航道疏浚中应注意的几个问题。     

赣江东河南昌至三江口河段河床演变分析

航道整治工程一般包括筑坝工程、疏浚工程和护岸工程,其布置需在考虑河道实际情况及河床演变规律基础上进行。通过对赣江东河南昌一三江口河段河床冲淤计算及险滩演变分析,表明本河段上段由于近期河床采砂,冲刷量与冲刷厚度较大,下段冲刷量较少,只有上段冲刷量的34％左右,导致下段河床相对较高,枯水位时阻挡水流,甚至产生壅水现象,枯水航道深只有0．3m左右,碍航严重。总体而言,赣江东河八一桥一三江口河段河床近期处于冲刷变形状态。为该河段航道整治工程的拟定和布置提供参考依据。     

武桥水道航道整治工程效果分析

武桥水道是长江中游的重点碍航水道,枯水期汉阳边滩淤积展宽,航道过于弯曲,形成碍航局面,因此2010年汛后开始实施了武桥水道航道整治工程。依据实测地形资料,分析了航道整治工程实施以来的冲淤变化。结果表明:航道整治工程实施后,武桥水道河段总体有冲有淤,冲淤量与上游水沙条件密切相关;河段的河势稳定,河道深泓线走势以及位置基本不变,在潜州洲尾自左岸至右岸过渡范围内有一定幅度的摆动;关键洲滩—潜洲的洲体整体稳定,洲尾位置下延;汉阳边滩年内变化仍然遵循"汛冲枯淤"的规律;年际间变化较大,遇到2013年汛后长时段枯水流量的不利条件,仍对通航产生不利影响,需采取疏浚措施。     

三峡水库蓄水前后嘉鱼水道河床演变

长江中游河道宽阔,分汊河段较多,洲滩冲淤消长变化较大,河道深泓主流摆动也较频繁,三峡水库蓄水运行后,分汊河道演变及航道条件随之发生改变。以长江中游主要碍航浅水道之一的嘉鱼水道为例,在已有研究成果的基础上,结合近期实测资料,分析微弯分汊型河段自身演变,认识三峡水库蓄水前后水道演变过程和特点,分析水道演变的影响因素,探讨三峡工程对本水道演变的影响,在此基础上预测水道演变趋势和航道条件变化。分析结果表明:三峡水库蓄水改变了嘉鱼水道过渡段单双槽交替的变化规律,弱化了汪家洲边滩与复兴洲低滩彼此消长的关系,河道洲滩以冲刷为主,预计在三峡工程的长期影响下低滩仍会有所冲刷,左汊进口更趋宽浅,主流摆动空间增大,航道条件的不稳定性较大。     

陆溪口鹅头分汊河段冲淤调整分析

陆溪口河段为长江中下游典型的鹅头分汊河段,三峡工程蓄水前,受进口单边挑流节点及弯道环流作用,河道演变呈现周期性演变规律;三峡工程蓄水后,在上游水沙条件变化、人为因素等影响下,河段冲淤规律将产生调整。采用理论分析、实测资料分析等方法,对蓄水后陆溪口河段周期性演变规律进行研究。分析表明:蓄水后河段周期性调整规律及趋势仍然存在,且由于上游来沙量减少,河段冲淤调整甚至有加快趋势;新洲洲头遭受严重冲刷,出现串沟,直港进口淤积严重,分流格局产生调整,航道条件变差。人为实施航道整治工程后,河势才有所稳定,但河段周期性演变的内在动力并未消失,对航道条件及整治工程带来了一定的不利影响。     

葛洲坝大江船闸下游航道通航水流条件试验研究分析

本文通过天然实测资料分析和模型试验，研究了葛洲坝大江下游航道的通航水流条件，指出了大江航道目前所存在的主要问题和枢纽调度运用对下游航道所产生的影响，同时预报了未来三峡工程蓄水运用后本河段可能产生的影响，为决策部门提供了科学依据。     

新水沙条件下长江中游芦家河水道“坡陡流急”段演变机理分析

芦家河水道沙泓中段在枯水期存在著名的"坡陡流急"现象,是长江中游航道的瓶颈段。本文基于实测资料分析,系统研究了近十几年来芦家河水道沙泓的演变机理与发展趋势,结果表明,2003年三峡水库蓄水运用以来,受芦家河水道下游枯水位持续下降的影响,芦家河水道进出口落差加大,枯水比降在沙泓中段进一步集中;长达1.7 km的沙泓中段表流加速段是水位控制核心区段,比降增加最为明显,并导致急流段流速持续增加,估计三峡水库蓄水运用以来7000～8000 m~3/s流量区间的最大表面流速增加了约1 m/s;河床的强抗冲性是维持沙泓中段"坡陡流急"现象的前提条件,急流区河床组成以宽级配卵石为主,近年来急流区河床在持续冲刷下切过程中,存在卵石短程输移搬运的现象;主要冲刷区河床抗冲性有所减弱,可能存在抗冲粗化层破坏的情况,若芦家河水道出口枯水位进一步下降,急流区存在进一步冲刷下切的趋势。本研究试图为芦家河水道乃至整个砂卵石河段的航道维护与治理提供技术支撑。     

三峡水库蓄水前后窑监河段年内河床演变分析

三峡水库蓄水后,窑监河段上游的来水来沙条件发生改变,使河床发生相应调整。三峡工程不仅引起该河段年际间水沙特征变化,含沙量显著减小,年内水沙过程也发生变化,表现为蓄水期流量减少,退水过程加快。根据现有实测地形数据,对三峡水库蓄水前后2002和2007年年内监利河段河床冲淤分布、横断面变化与航道条件进行了比较,并采用资料分析、数学模型等方法对航道条件变化的原因进行了分析。研究表明:三峡水库蓄水后,监利河段年内仍遵循蓄水前"涨淤落冲"的规律;汛期淤积强度较蓄水前减弱,汛后冲刷动力也有所减小,水沙不利年份时航道条件仍呈恶化态势。     

隔流堤基础水下清淤施工

三峡工程通航建筑物下游隔流堤基础水下清淤是控制大江截流的关键项目之一，也是确保隔流堤安全运行的重要措施。水下清淤选用了绞吸式挖泥船，吸盘式挖泥船，射流泵船，空气吸泥船和抓斗式挖泥船，总清淤５５８万ｍ＾３，清淤最大水深达２４ｍ，月平均清淤强度７０万ｍ＾３最高月强度１１０万ｍ＾３于１９９５年４月完成任务，此计划工期提前了７个月。     

黄河上游连续弯曲多滩险河道整治方案数值分析

天然河道一般不能满足航运的实际要求,需进行航道整治。目前我国内河航道整治技术较为成熟,但对存在连续弯曲多滩险河道的研究较少。黄河上游白银市常生码头下游滩河道属连续弯曲河道,存在多处滩险,水流条件复杂,严重影响船舶的通航安全。以数值模拟为研究手段,构建二维数学模型,分析河道碍航因素,论证整治方案的合理性。确定采用填槽、切咀、疏浚和修筑潜坝等整治方法。整治效果明显,水力因素均达到通航指标,水流条件明显改善,为今后黄河上游及类似碍航特性的航道整治工程提供参考。     

取水工程附近河床冲淤规律数值模拟研究

取水口处的泥沙淤积问题关系到取水工程能否安全运行,从水流、河势角度论证了取水口布置的合理性,并减少取水对航道及防洪影响的必要性。以长江九江湖口水道某电厂取水口为例,采用平面二维水沙数学模型研究了取水口附近局部流态、河床冲淤、取水工程处悬沙含量等的变化规律,并对附近河床近期变化进行了预测。计算条件采用丰、中、枯典型年和典型系列年水沙条件,系列年考虑三峡工程和上游水库调度的影响。通过分析计算结果,选择了较优取水口方案,并推荐了适宜的取水口标高。研究结果表明,同一河段取水工程处河床冲淤规律受来水来沙条件和取水工程位置处的局部地形的共同影响。     

三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究

三峡工程泥沙问题是贯穿三峡工程论证、设计、施工、运行中的关键技术问题之一,针对三峡水库蓄水运用以来出现的新情况、新问题和新需求,开展了三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究,取得了如下主要成果:揭示了三峡水库泥沙絮凝规律、清水冲刷条件下推移质输沙及河床二次粗化机理、坝下游典型滩群演变与水库水沙过程调节的响应关系;提升了水库和坝下游河道泥沙数学模型技术,大幅提高了模拟精度;建立了三峡入库泥沙预测模式,提出了三峡入库新水沙系列;揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势;研发了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术;提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案,优化了"蓄清排浑"运用方式,拓展了三峡工程综合效益,为三峡工程高效安全运行提供了技术支撑。     

长江中游监利段近10年水位流量响应关系新特点

为了掌握三峡水库试验性蓄水以后长江监利河段水位流量响应关系新特点,以监利水文站为代表,采用数理统计、影响因素相关分析等方法进行了研究。结果表明:三峡水库蓄水后,尤其是试验性蓄水后监利河段河床冲刷,同水位过水面积增加,但监利站水位流量关系随断面冲淤调整的特征与下荆江裁弯及三峡水库蓄水初期河床冲刷引起的水位流量关系变化特征有较大不同。下荆江裁弯引起监利站各流量级相应水位降低0.62～0.95 m;蓄水初期(2003～2008年),监利站实测流量点群中心线同流量对应水位比蓄水前有所下降。试验性蓄水期(2009～2018年),同流量对应水位仅在枯水期有明显降低,随着流量级增加,水位降低幅度逐渐减小,当流量超过平滩流量,对应水位基本无变化。水面比降是监利段水位流量关系的主要影响因素,河床冲刷是次要影响因素;该河段水位流量特征的变化受洞庭湖出流顶托影响不明显。