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。     

和畅洲汊道近期演变及航道整治方案设想

充分收集和畅洲汊道实测水文地形资料,分析了该河段河床演变特点和航道存在的主要问题及左汊口门控制工程的整治效果。在此基础上,结合该段航运发展需求和航道整治目标,提出航道整治方案设想,并就潜坝数量、不同坝间距和高程组合进行研究。分析表明,在和畅洲左汊已建潜坝的下游新建两道变坡潜坝,在增加右汊分流比的条件下,对右汊进口征润洲尾滩进行切滩,对右汊中下段航道狭窄处进行疏浚,能进一步改善右汊航道条件,该组合方案可作为下阶段重点研究方案。研究得到的河道演变特点、碍航特性分析及方案比选成果可为该段航道整治提供参考借鉴。     

长江上游螃蟹碛河床演变及其整治思路研究

螃蟹碛为典型的卵石沙波滩险,具有浅、险、急等复合碍航特性。根据多年的测图,螃蟹碛自1978年以来深泓线平面形态变化不大,纵剖面年际间起伏剧烈;其3.5 m等深线宽度在逐年增加,主航槽稳定。螃蟹碛上游水深较浅,下游水流流态紊乱,不利于过往船舶的通行。因此,在对现实情况进行分析研究的基础上,制定了适宜的河道整治措施及方案。这些措施包括:(1)针对水深较浅的问题,提出了在航道里程887.3~887.0,886.9~886.6 km和886.5~886.1 km范围内进行疏浚的措施,疏浚水深均为设计水位下3.7 m,疏浚施工超深0.5 m,超宽4 m,边坡为1∶3;(2)针对流态紊乱问题,提出了增高导流坝至整治水位2.5 m以及水流进行约束的治理方案。方案实施后收到了较好的效果。     

金沙江大雪滩群河床演变与滩险碍航特性

通过实测资料和河工模型试验,分析研究了由碛首滩、大雪滩、捞财坝滩和小雪滩组成的大雪滩群的水沙运动特性及其河床演变规律,揭示了该滩群成因和碍航特性.分析与试验研究指出,大雪滩群集中体现了浅、弯、急、险等碍航特征且水流条件复杂.针对大雪滩群上段碛首滩、大雪滩和捞财坝滩枯水期碍航特点,以及下段小雪滩中洪水期碍航特点,分别提出前者以满足航道尺寸为主,后者以改善流态为主的不同整治措施.该成果将为深入研究大雪滩群航道整治奠定坚实基础,为今后治理类似滩群提供有益的借鉴参考.     

川江风簸碛滩河床演变及航道整治

对川江风簸碛滩河床演变特性及碍航原因进行了分析,针对风簸碛滩弯曲,分汊,左槽过于弯曲、右槽枯水水浅的特点,确定了削弱左槽,开辟顺直右槽为枯水航槽的治理措施。通过疏浚扩大航道尺度,布置整治建筑物控制河势,增大右槽枯水流量,以保持挖槽稳定。整治后,经一个水文年的水沙作用,碛头坝束流和导流的作用明显,右槽3m等深线贯通,上、下浅区均满足了航道尺度要求,航槽基本稳定。     

倒顺坝坝头绕流特性及其在航道整治中的应用

倒顺坝是山区河流航道整治中较为常用的一种建筑物,其坝头绕流特性对航道通航水流条件影响明显。应用平面二维水流数学模型研究了倒顺坝坝头绕流特性,获得了绕流区长度、宽度及转点合流速随倒顺坝几何参数及来流条件的变化规律,建立了相应的计算式,并将其应用于长江猪儿碛浅滩航道整治方案设计中。为此,探讨了猪儿碛浅滩的碍航特性和滩险成因,提出了整治方案。对方案整治效果的分析表明,方案实施后航道尺度满足设计要求,流速增值及消滩判数均符合设计预期目标,航槽内流态较好,无回流、斜流和横流等碍航流态,说明本文建立的倒顺坝绕流特性参数计算式可为航道整治方案设计提供较好的技术支撑。     

嘉陵江土湾滩航道整治模型试验研究

土湾滩处于三峡水库变动回水区,低水期航道弯、浅、急,三峡水库蓄水后,推迟并缩短了该河段的走沙期,改变了原有的走沙规律,产生累积性泥沙淤积,造成右岸河床滩槽易位,水库消落期出现碍航现象.通过滩段成库前后水流条件和河床演变试验分析,揭示滩险演变规律和碍航成因,经物理模型试验,提出沿土湾滩洪水水流动力轴线采用基建性疏浚措施,开辟新航槽,解决滩槽易位后的碍航问题.试验结果表明,整治方案实施后,右岸边滩继续发展,新航槽内无累积性泥沙淤积,能够满足Ⅲ级航道尺度要求,达到整治目的.     

长江下游黑沙洲水道水流特性数值模拟研究

黑沙洲水道为长江下游典型鹅头型分汊河道,2007年实施了黑沙洲水道航道整治一期工程,对其天然洲头部、南水道左槽、南水道心滩中下部等关键部位实施了守护,初步稳定了滩槽格局,改善了航道条件。但南水道心滩低矮,滩体束流作用不强,遇大水年航槽淤积,造成枯水期易出浅碍航。采用数学模型计算了不同流量下滩脊线加高、岸线崩退、左槽封堵3种工况的水流变化,并将其与天然情况进行对比,分析了出浅碍航的主要原因,提出了应对措施,可为二期工程方案的设计提供参考。     

三峡工程变动回水区蚕背梁滩航道整治

蚕背梁滩位于长江三峡工程变动回水区,距三峡大坝438.0 km,滩段长约2.0 km,是川江著名的中水滑梁险滩.分析川江蚕背梁滩滩险特性、碍航原因及三峡水库分别按135、156 m和175 m蓄水位运行时期该滩的碍航情况.比较了加高延长蚕背梁上原有的顺坝和炸低、炸宽瓦子浩航槽2种整治方案.最后选定炸槽方案,工程实施后,通航条件大为改善.     

乌江郭母子至狮子口滩群河段碍航特性与整治

乌江郭母子至狮子口滩群河段由多个碍航滩点组成,且受三峡水库与上游电站运行的影响,通航环境较为复杂,整治难度较大.在滩性分析的基础上,将该滩群组成重新划分为进口汊道浅险滩、中间顺直微弯过渡段浅滩、下游弯曲段浅险滩等3个滩段;采用物理模型研究了该滩群的整体整治方案,对航道尺度、通航水流条件的改善程度、挖槽稳定性等方面进行了多组方案比选,提出了本滩群的整治原则与措施,试验研究表明,推荐方案可以满足航道尺度与通航水流条件的要求.     

长江下游拦江矶碍航特征及整治措施

拦江矶是长江下游典型的礁石碍航滩险,既存在通航水流条件问题也有泥沙问题.通过河工模型试验与河床演变分析,以实测资料和模型试验数据为依据,全面分析了滩险碍航特征及变化规律,并在此基础上,进行了炸礁整治工程措施布置方案的试验研究,分析了工程实施后滩段通航水流条件的改善及航槽的稳定性.研究结果表明:实施炸礁工程措施,扩大了航道局部断面,并使航槽内分流量增加、流速增大,航槽内不会出现泥沙淤积,反而略有冲刷,可保障航槽的稳定性.     

长江下游土桥水道碍航特性及整治措施研究

长江下游土桥水道为一顺直分汊型河道,为解决主通航汊道内常出现水深不足的碍航浅包,且由于其规模及位置不稳定导致的碍航问题,将河床演变分析与二维水流数值模拟计算相结合,分析河床演变主导因素,探讨碍航浅包形成原因及航道整治措施。研究结果表明,碍航浅包的形成与河道特性及汊道演变密切相关,碍航问题的解决必须在疏浚的基础上配合改善局部河道形态、增加退水过程航槽冲刷力度的工程措施,如丁坝工程和锁坝工程,以达到有效提高浅区冲刷能力,改善航道水深的目的。     

长江黄草峡河段航道整治数学模型研究

黄草峡属于中洪水激流滩,位于长寿城区下游约9 km,黄牛岭一侧159~163 m平台对水流影响较大,影响上行船舶的安全航行并缩短了船舶的通航周期。当黄草峡水位超过162 m以后,左岸一侧会产生大范围的滑梁水、急流等碍航流态,束窄航槽,影响船舶通行,尤其是上行通行。通过分析黄草峡河段目前存在的航槽水深和流态问题,为了改善当前的不良通航条件,提出了工程可行性研究和数学模型2种比选方案。并通过二维数学模型对2种方案在该河段实测的水位流量的控制条件下的论证研究,分析数模计算结果,得出2种方案各有优缺点。因此,应根据具体需求选出最佳方案作为推荐整治方案。     

重庆羊角乌江大桥通航水流二维数学模型研究

羊角乌江大桥位于重庆市武隆县羊角镇镜内的钱粮铺滩段之内.钱粮铺滩段是重庆市境内乌江上仅有的两处安设绞滩的碍航滩险之一,水流条件复杂.采用平面二维水流数学模型,分析论证了建桥前后的通航水流条件,并从满足航道安全通航要求的角度出发,就大桥的桥址、通航净空尺度、通航安全及保障措施等提出了研究意见.研究结果为:由于桥梁左、右岸至桥墩面高程较高,基本上是一跨过江,对水流条件影响不大;下一步设计中应调整桥梁轴线方向,以增加通航净宽.     

长江仪征水道航道条件分析及整治方案研究

目前长江仪征水道能满足12.5 m深水航道的要求,但近年来主通航汊道(世业洲右汊)分流比持续减小;右汊进口段"冲滩淤槽",航槽淤积萎缩,航道条件向不利方向发展,因此需要对现行航道实施工程整治,确保12.5 m深水航道畅通.采用数学模型对单项整治方案进行了探索性计算.计算结果表明:世业洲头鱼骨坝和左汊潜坝工程可较好限制左汊分流比持续增加,而左汊深槽填槽和左汊进口护底工程效果较差.在单项整治方案的基础上提出了深水航道建设推荐方案,可供工程建设参考.     

湘江营田滩河段2 000 t级航道整治工程效果数值模拟

营田滩位于湘江濠河口至城陵矶河段,为洞庭湖区洪道,具有典型的河湖两相性,浅滩演变规律复杂。近年来本滩段的采砂活动日益增多,对河床的边界破坏很大,通航水流条件受到影响。在湘江2 000 t级航道建设一期工程中,需采取相应的整治措施,以提升航道等级,满足规划要求。针对营田滩河段的具体碍航特性,提出了相应的整治措施,采用平面二维水流数学模型,对整治效果进行了分析论证。结果表明:设计方案满足航道整治规划要求,右汊方案中洪水期航道水流条件不受上、下挖口入汇水流的影响,又有利于地方经济发展,建议右汊方案作为整治工程的推荐方案。     

三峡工程施工期库区航道治理

在三峡工程施工期，库区水位逐步抬高，航行条件有所改善，但由于水位抬高后，泥沙将产生累积性淤积，同时川江航道中礁石纵横，在蓄水位抬高的过程中，亦会出现新的碍航滩险，必须根据各类碍航滩险产生的原因，提出各类滩险的治理方案并付诸实施。     

长江下游三益桥浅水区段河床演变与整治

三益桥浅滩位于长江下游口岸直水道上段,属典型的过渡段浅区。近期演变主要表现为江心洲滩的冲刷后退和支汊的发展,致使航道条件趋差。在总结河段航道存在的问题和浅滩碍航特性的基础上,提出了"攻守结合"的治理思路,即以护洲、固滩为基础,适时对落成洲滩头部低滩进行加高,缩窄落成洲左汊进口放宽段河槽宽度,引流归槽,稳定过渡段,并结合局部调整工程,遏制落成洲右汊发展的不利变化趋势,增强过渡段浅区水流动力,以期解决口岸直水道三益桥浅滩段的碍航问题。     

鸭绿江上游九堆子河段航道整治方案及整治效果数值模拟研究

鸭绿江上游九堆子河段,河势十分复杂,水流流态极为恶劣,是典型的碍航浅滩之一。依据其实际的平面形态、水流条件和整治原则设定了整治方案,并借助地表水模拟软件SMS,对其整治方案效果进行了详细模拟。从整治效果来看,方案很好地改善了胡家滩河段的航道条件,有效地增大了航深与航宽。本文研究成果可为同类河段的整治提供依据。     

沙河京广铁路大桥河段通航水流条件数值模拟

沙河复航工程在漯河市推荐线上存在桥梁净空低于IV级通航标准,桥孔内局部水流流速超过设计要求,不满足通航水流条件的情况,需要对航道内的碍航桥梁进行改建。本文运用Mike软件建立沙河漯河市境内从上游泰山路彩虹桥下约200m,到下游黄河路沙河桥下约500m的京广铁路桥上下游河段的平面二维水沙数学模型,并根据实测设计洪水、最高通航水位和最低通航水位推求模型在漯河水文站的水位,与实测漯河水文站的水位进行对比,检验模型的适用性。利用所建立的平面二维水沙数学模型,对设计方案下航道内京广铁路桥桥墩附近流场、航道内水面线比降、航道内水流流速进行数值模拟计算,分析模拟河段的通航水流条件。计算分析表明,设计最高通航水位和设计最低通航水位情况下,京广铁路桥桥墩附近流场流速、航道内水面比降和横纵向流速均减小,设计主航道的水流条件符合IV级通航标准。