长江口南港沙洲演变对河口治理工程的响应

为研究河口治理工程对南港沙洲形态的演变及其对航道安全的影响，在近10年海图和近期水动力条件以及微地貌数据的基础上，分析了新浏河沙、瑞丰沙及中央沙南沙的演变过程。研究结果表明：南港上段2010-2013年间的总体净淤积量约为1.96亿m³,新宝山水道北侧河道冲刷剧烈，深泓线北偏；2013-2019年总体净冲刷量约为2.58亿m³。其间，新浏河沙及瑞丰沙洲0 m等深线以上沙体面积整体增长了2.54 km²,中央沙南沙面积增长了1.38 km²,沙洲体的质心上移，-5 m至0 m等深线以内的面积不断减小。河口治理工程的实施，是导致南港沙洲0 m以上面积增大和沙洲形态变化的重要原因，这对南港深水航道运输安全有着严重威胁，不利于长江口河势稳定与航道航行安全，亟待综合整治。     

长江下游张南上浅区航道整治效果评价

张家洲南港上浅区是长江下游著名的浅险水道之一,实施航道整治工程前,水道枯水期航道条件恶劣,航道浅情和船舶事故频发,通航安全难以保证,航道建设、管理与维护难度大。介绍了张家洲水道基本情况和航道整治工程概况,分析了张家洲南港上浅区航道整治工程前后河势条件、航道条件的变化以及整治建筑物的稳定性,对工程方案、工程结构型式及工程实施综合效果进行了评价,总结了工程实施的经验,并对整治工程的后续维护与管理提出了建议。分析认为工程实施后,河势格局更趋稳定,南、北港汊道分流比变化不大,4 m线全线贯通,5 m线间断长度明显缩短,水深年际波动趋于稳定,通航条件明显改善,对下浅区的冲淤影响不大,整治建筑物总体保持稳定,达到了预期整治目标,完全能够满足4.5 m×200 m×1 050 m的航道设计标准。     

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。     

通州沙和白茆沙12.5m深水航道整治方案试验研究

以前期数学模型研究为基础,在已有长江河口段模型中,对通州沙水道和白茆沙水道深水航道整治一期 工程可行性研究比选方案、推荐方案以及初步设计方案进行定、动床物理模型试验研究,从水动力变化、河床冲 淤变化等方面,分析对比各方案实施后航道整治效果、护滩效果,以及对河势、防洪和周边的影响. 试验研究认 为,各方案实施后规划航道12. 5 m 航道均贯通,稍加疏浚,可满足500 m伊12. 5 m 的深水航道要求;相对推荐方 案而言,初设优化方案较优. 相关成果已应用于航道工程设计和决策中.     

长江口南港河槽容积变化特征分析

根据长江口南港河段历史地形资料和1997—2011年4次固定断面水深测量资料,分析了南港河槽整体及分区域容积变化过程,重点分析了中潮位、5 m以深河槽容积变化特征。分析研究表明:瑞丰沙中部串沟和人类无序采砂导致2001—2004年河槽容积季节性变化剧烈,长兴水道深槽和南港主槽深槽均淤积。2001—2007年南港河槽基本处于洪淤枯冲状态。2001年前及2008年后季节性变化均为洪冲枯淤,2008年后季节性变化减弱;南港河槽容积长期处于增大趋势,2001年开始,由于瑞丰沙中部串沟,长兴水道由涨潮占优转变为落潮占优,不断淤积,一直持续到2008年。南港主槽上段北淤南冲,中下段南淤,主泓北偏,由于瑞丰沙的冲刷,河槽总容积仍呈增大趋势。2008年后河槽进入发展期;南港河槽上段深淤浅冲,幅度较小,中段串沟导致水流挟带大量泥沙在下游瑞丰沙嘴淤积;三峡工程运行后瑞丰沙嘴冲刷较为剧烈。     

三峡工程运用后石首弯道段整治工程累积影响和演变趋势研究

石首弯道段位于长江中游下荆江首端,河道形态复杂多变,河床演变较为剧烈。在大量河道治理及航道整治工程的控制下,岸坡稳定性及航道条件得到了增强和改善。三峡水库蓄水以来,坝下荆江河段的来水来沙条件发生了显著变化,石首弯道段也出现了大幅冲刷,但在一系列河道治理及航道整治工程的作用下,除了局部河段深泓摆动和冲淤变化较为明显外,总体河势基本稳定。随着三峡水库及上游干支流水库群不断建成和运用,该河段河势仍将持续调整。近岸河床的不断冲刷下切,已有工程难以适应新形势下的河床变形,不断出现崩塌冲失,对现有堤防、河势控制工程、护岸工程和航道整治工程等的安全运行以及涉水工程与航运等带来新的问题。提出应抓紧深入研究三峡水库及上游控制性水库运用初期长江中下游重点河段河势变化与综合治理方案等重大技术问题。     

长江下游澄通河段通州沙汊道演变新特征

长江下游澄通河段通州沙汊道为典型的多滩分汊河道,在径潮流共同作用下,河势与航道条件复杂多变。近期该河段实施了一系列河道(航道)整治工程后,通州沙西水道涨落潮流归顺主槽,该水道淤积萎缩态势得到缓解,但疏挖拓展后的水深条件难以维持,西水道将经历整治后的调整平衡过程。东水道局部河势发展趋向不利,其中:龙爪岩上段呈现主流右摆、滩槽交错的特征,右侧洲滩冲刷,滩面串沟依然存在,并有进一步冲刷发展的趋势;龙爪岩下段营船港外边滩冲刷左移,新开沙尾-10 m(高程)潜心滩冲刷,对航道不利。建议及时采取守护东水道右侧洲滩的措施,整治新开沙外滩,并考虑实施通州沙圈围工程,有利于维持洲滩与汊道分流格局长远稳定。     

甬江扩建油码头对所在河段的行洪影响分析

近年来甬江尾间段修建了不少码头,它们对河口段行洪排涝产生了很大影响.本文采用平面二维水沙数值模拟的方法,以某拟扩建油码头为例,对油码头扩建前、后不同工况条件下该河段的水流及河床冲淤特性进行数值模拟,分析了工程修建后对洪水位、洪水河势及栈桥区冲淤的影响.结果表明,扩建油码头后洪水水力要素发生一定变化,码头上游水位略有壅高,下游水位降落;码头迎流段流速减小,相应背流段流速加大;水流动力轴线略向左岸偏移,但河势依旧稳定;栈桥头部有局部冲刷,码头上下游滩地微量淤积.可以利用落潮流进行航道疏浚清淤与边滩清淤整治,但须防止边滩持续淤积可能带来的河势调整.     

长江口白茆沙河段南强北弱格局变化特征研究

近年来白茆沙汊道“南强北弱”态势持续增强，南水道主槽和近岸河床冲刷明显，日益威胁水下岸坡稳定与附近码头安全。通过对白茆沙汊道演变态势与分流比变化特征展开分析，进而对白茆沙汊道“南强北弱”分流格局变化及原因进行了系统研究。研究认为：白茆沙汊道“南强北弱”格局增强的态势是白茆沙汊道历年来周期性演变中某一阶段的表现形式；鉴于不同方法计算的汊道分流比存在差异，故用分流比表征汊道强弱时，应选用同一类型的值进行比较；深水航道一期整治工程实施遏制了白茆沙冲刷后退的态势，改变了该河段周期性演变的模式，有利于河势稳定；在现有水情、工情及河势条件下，白茆沙汊道“南强北弱”的格局变化将趋缓。     

江阴水道桃花港段长江岸线综合整治工程对河势的影响研究

桃花港段长江岸线综合整治工程位于长江下游江阴水道进口段南岸,岸线建有大量的石油、化工码头。此段水面开阔,滩地芦苇丛生,岸线呈内凹的平面形态,泥沙易于落淤,不利于码头前沿水深及河势稳定。采用潮汐河工模型试验与二维水流潮汐数学模型计算相结合的方法,研究3个不同岸线整治工程方案对河段河势的影响。通过研究认为:不同方案工程兴建后,对工程上下游河段水位、河道主流区流速场及禄安洲分流比影响均较小。工程局部区域的流态发生了明显的变化,原滩地范围内的回流消失,工程外侧水流趋于平顺。从综合整治效果来看,推荐方案(方案3)增加了码头前沿及后方的疏浚工程,既能满足岸线平顺的需要,也能满足该段深水岸线开发利用需求,对地方社会经济发展更加有利。     

窎鱼嘴浅滩2018年航道维护性疏浚工程后评估

窎鱼嘴浅滩位于三峡水库变动回水区,水道具有弯、急、险的特点。为防止水道碍航,2018年汛期首次实施了维护性疏浚工程。通过对窎鱼嘴浅滩疏浚工作的设计方案、施工过程及时机、航道可持续性等方面进行分析和评价,综合评估年度疏浚维护效果并总结归纳维护性疏浚工作中存在的问题和不足。研究结果表明:2018年窎鱼嘴浅滩维护疏浚方案设计与河段河床演变及年度水沙输移规律相适应;疏浚时机选在汛后三峡蓄水河段水位抬高时,有效缓解了施工与通航的矛盾,并且利用汛后冲刷的规律达到了事半功倍的效果;但由于疏浚工程未改变引起河床演变的水沙条件及边界条件,维护疏浚工程难以保证航道的稳定性和可持续性。因此,建议继续加强河段水下地形观测,根据浅滩演变趋势 适时开展航道整治工程。该疏浚工程合理性、适应性的评估可为今后航道维护工作提供技术参考。     

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。     

长江宜昌河段低水位变化研究

长江宜昌站低水位的演变呈下降趋势,主要原因是河道采砂及水库拦砂引起下游河床冲刷下切,从１９７３年初至１９９８年初流量４ ０００ｍ３/ｓ时相应水位下降了１．１１ｍ。分析研究河道冲淤量、糙率、比降变化对低水位的影响,表明:三峡水库初期蓄水运用,本河段冲刷引起低水位下降的空间不大;宜昌低水位属长河槽控制,虎牙滩以下控制河段冲刷或采砂对该河段低水位下降影响较大;本河段淤积对低水位抬升影响较大。     

信江八字嘴枢纽坝下冲刷计算研究

针对枢纽下游河床冲刷这一水利航运界普遍关注的工程问题,为确保信江八字嘴航电枢纽工程的安全及下游通航条件,基于信江水文基本特性、河床演变特性分析,建立平面二维水沙数学模型,对八字嘴枢纽建成运行后可能引起的坝下冲刷进行了计算研究。结果表明:工程河段地处鄱阳湖影响范围,天然情况下洲滩小幅淤长,河道演变较为稳定,但近年来部分区域频繁的采砂活动造成局部河床显著下切,需要引起高度重视;经过10个水文年冲淤调整后,西大河坝下5 km范围内因大规模采砂作用河床深凹、水深较大,故冲刷幅度相对不大;坝下5～10 km范围冲刷较为明显,冲刷部位主要在河槽,平均冲刷深度约为0. 29～0. 93 m,边滩部分变化很小;东大河由于下游双港枢纽的抬水作用,坝下冲刷幅度整体较小。总体来看,八字嘴枢纽坝下河床冲淤变化的幅度随时间逐渐减小,河道河势基本保持稳定。     

水库与河道采砂共同作用下的河道演变分析

水库与河道采砂共同作用下的河道有其独特的演变进程。以闽江下游河道为例,对水库及河道采砂作用下的河道演变情况进行初步分析,探讨了两者联动作用下的河道演变特征。结果表明:在水库清水下泄及河道采砂共同作用下,闽江下游河床的演变主要表现为河床纵横向的大幅度下切,河道断面面积显著扩大,河床泥沙损失量极大。在采砂得到禁止的北港,河床则较为稳定,冲淤幅度小。水库与河道采砂引发的河床演变均是使河床形态朝着与水沙条件相适应的平衡状态发展,两者作用下的河道演变呈现出3个特征:河道冲刷加剧,河床下切幅度明显;河床演变规律复杂,演变趋势难以准确预测;演变带来的不利影响非常严重。     

荆江沙质河床减缓冲刷的节点整治措施研究

受气候变化和上游建库等人类活动影响,荆江河段来沙减少,河床发生显著冲刷,引起枯水位下降和荆江三口分流减少。为缓解河床冲刷带来的不利影响,首先分析确定了荆江沙质河床的可控河段,然后提出了护底带与局部潜坝相结合的节点整治措施。数学模型计算表明,整治工程实施20 a后,荆江沙质河段总冲刷量可减少15%左右,枯水位下降值可减小0.2~0.8 m,而洪水位壅高值在0.1 m内。综合分析认为,整治工程对于减缓河床冲刷与枯水位下降具有一定效果,同时对河势稳定、防洪等影响不大。     

长江武穴水道航道整治工程影响分析

在以往的模型试验结果和数值模拟计算的基础上，简述了长江中游武穴水道的河道概况、碍航情况和整治工程，从河势、防洪、航道、生态环境和水利规划等方面分析了航道整治工程对武穴水道的影响.