长江中游航道整治参数关键技术研究.docVIP

长江中游航道整治参数关键技术研究 报告简本 引言 长江中游浅滩众多，尚未经过大规模系统整治，通航能力差，成为严重制约长江干线航道畅通的“瓶颈”；而且，三峡工程蓄水运用后，坝下河床将发生长距离、长时段的冲刷，水位下降、河势调整，原有部分浅滩的航道条件可能会进一步恶化，部分不碍航的河段也可能产生碍航。为了实现长江干线航道发展规划目标，发挥三峡工程的航运效益，确保长江航道整体畅通，必须对中游航道开展系统治理,而航道整治参数的确定是航道治理所涉及的关键技术之一。 然而，目前长江中游正在实施的浅滩整治工程采用的整治参数大都是基于经验得到，且原定整治参数已不能适用于三峡枢纽工程蓄水运用后中游河床强烈冲刷的情况，如何确定整治参数是关系到长江中游诸多浅滩治理工程能否顺利开展的前提，因而开展长江中游航道整治参数关键技术研究是十分必要和紧迫的。 本项目以长江中游航道整治工程作为依托工程，以已经启动前期工作的藕池口水道、窑监河段、牯牛沙水道航道整治工程作为重点，围绕三峡水库蓄水后设计水位变化、整治参数确定方法等航道整治关键技术研究开展研究为项目承担单位，采用调查研究、资料分析、理论探讨、数学模型计算研究、物理模型试验研究。专题一“三峡水库蓄水前后长江中游设计水位变化分析”专题二“长江中游浅滩整治关键参数研究”专题二分为“典型河段整治关键参数的研究” “典型河段整治关键参数确定方法研究” “典型河段整治关键参数的应用研究”三个子题已实施航道整治工程整治参数的处理方法可为以下两类： Ⅰ 按照现行航道整治规范中关于整治参数确定方法进行设计 整治水位确定方法一般采用边滩平均高程法、冲淤临界水位法、第二造床流量法、经验法以及模型试验法五种，设计所采用的整治水位一般是在对以上方法所得到的成果进行综合分析的基础上得到。 整治线宽度的确定一般采用模拟法、理论计算法、模型试验法，设计所采用的整治线宽一般也是在对以上方法所得到的成果进行综合分析的基础上得到。 Ⅱ 没有明确的整治水位和整治线宽度，仅规划整治线布置 以罗湖洲水道为代表，水道航道整治工程实际上是河道守护控制工程。整治前的罗湖洲水道河道形势较为有利航道条件较好，不仅满足现行航道维护尺度，也可满足规划航道尺度，但存在一些不利变化。航道整治的目标主要通过工程 措施使有利的河道条件稳定下来，同时对不利变化趋势采取预防性措施加以控制，使较好的航道条件得到巩固甚至进一步完善。图2 罗湖洲水道河势及工程平面布置图 罗湖洲水道依据当时河道条件，充分利用控制节点及稳定深槽，使整治线形成平滑的圆弧线（见图）工程设计时虽然也引入了整治水位、整治线宽，但其作用及确定方法与常规有所不同：①整治水位用以确定建筑物高程主要根据守护范围河岸、河床高程确定以稳定河势为目的的江心洲（即东槽洲）守护，是按目前的东槽洲高程守护至洲顶；以稳定深泓为目的的洲头心滩的守护，则是按能保持目前滩形的高程（设计水位以上）控制。 ②整治线宽度指整治水位下建筑物控制范围内的河面宽罗湖洲水道滩槽形态较优良，整治工程没有用于调整河床形态的建筑物，整治后的河道仍基本维持现有宽度，整治线宽度可取现有枯水最小河宽。 现有整治参数主要包括整治水位、整治线宽及整治线布置，其原理是通过枯水时（整治水位以下）减少河宽，集中水流，增加浅滩流速，加大冲刷，即“束水攻沙”。然而，这种整治思路实质上是将整治河道按矩形断面概化，改变 减小 河宽B，而得到新的（增大）h。对于中小河流来说，枯季流量较小，设计航宽在整治线内占的比重相对较大，通过工程措施可以将河宽调整到较窄的整治线内，因而工程对设计航槽内流速改善的效率相对较高，航道横向变形也相对容易得到控制，如汉江皇庄-新城河段的航道整治工程而对于流量充沛、河面宽阔的长江中游而言，设计航宽占正常枯水水面宽度的比重极小，通过束窄河道增大断面流速，要么效果不明显，工程后断面流速增加值传递到设计航槽内的比例往往很低，要么对河宽束窄较大，使河道断面形态发生大幅调整而难以兼顾防洪等方面利益。 工程实践表明，现行常规的整治参数的确定方法并不是长江中游航道整治参数确定的唯一方法，按现行整治参数确定方法进行设计也有可能出现不适应的情况。长江中游相当一部分浅滩河道的河势演变具有周期性规律，在河势演变周期的不同阶段，浅滩形态、航道条件不断变化，在河势有利阶段，一般洲滩完整高大，水流相对集中，航道条件较好，不利阶段则相反；在过渡转化阶段，河道及航道条件分别向好或不利方向逐渐变化。而且，长江中游大多数浅滩的年内演变均具有涨水淤积、退水冲刷（或洪水淤积、枯水冲刷）的规律，浅滩碍航一般出现在退水过程，其主要原因在于退水过程水流归槽缓慢。 （1）河势控制与浅滩整治相结合，枯水整治与中洪水整治相结合以河势控制为基础，以枯水局部浅滩整治为重心（2）因势利导，不同时机采用不同治