三峡工程蓄水后荆江河势变化及整治方案研究

三峡工程蓄水运用以来,荆江局部河段河势发生了新的变化,影响了长江航运。在以往工作基础上,根据实测资料分析了荆江河段的历史演变、近期演变及三峡工程蓄水运用以来的河道冲刷和崩岸等概况。根据数学模型计算结果,预估了荆江河段的河道变化趋势,提出了荆江河段河势控制的初步方案,对沙市河弯、公安河段、石首河弯及监利河弯提出了阶段性的初步治理设想,可为荆江河势演变研究和工程治理提供参考。     

三峡水库蓄水后下荆江险工段近岸河床演变分析

自三峡水库蓄水运用以来,下荆江大部分已加固的原险工河段相对稳定。对下荆江水沙变化特性和重点河段河床演变情况的分析表明,局部河势仍在调整之中,主要表现为主流摆动频繁、水流顶冲点下移。以下荆江向家洲、北门口、北碾子湾和七弓岭等为例,分析了三峡水库蓄水后水下坡比、冲刷坑的变化,以及近岸河床的年际、年内冲刷特点。 结果表明,在护岸工程较为薄弱或未实施的局部河段,水下坡比变陡,存在潜在崩岸险情,应加强护岸工程的巡查和加固工作。     

荆江河段崩岸机理及多尺度模拟方法

三峡工程运用后,进入荆江河段的水沙条件大幅度改变,导致近期崩岸频繁发生,影响局部河段的河势稳定及河道防洪安全。荆江段河岸组成一般为上层黏性土、下层沙土的二元结构,在近岸水流冲刷及河道水位涨落过程中受多种因素作用而发生崩塌。以往崩岸模拟考虑因素少,且相关参数难以量化确定。将河流动力学与土力学结合,提出了荆江段河岸土体物理特性与抗剪、抗冲及抗拉强度三大力学特性的量化指标,建立了上、下荆江二元结构河岸稳定性的计算方法,揭示了坡脚冲刷、潜水位变化等因素对岸坡稳定性的影响;提出了河岸崩退过程的多尺度模拟方法,将崩岸力学模型与水沙数学模型耦合,不仅能模拟河道内水沙输移及床面冲淤过程,而且还能模拟不同二元结构河岸的崩退过程。将建立的模型应用于荆江河段典型断面、长河段及局部河段的崩岸过程模拟,计算结果与实测值总体符合较好。提出的多尺度模拟方法为荆江崩岸预测提供了理论与技术基础。     

浅层剖面仪在荆江河床组成勘测中的运用

三峡水库蓄水运行后,荆江河段发生了普遍冲刷,增加了险工段崩岸险情发生的可能性。为了解堤防险工段护岸工程护底及抛石分布现状,加强对荆江河段近岸河床浅层组成情况的系统认识,运用DA500浅地剖面仪获得原始图像,并用影像后处理软件GEOKIT对影像数据进行分析处理。将河床影像和荆江河段已有的河床组成及地质钻探成果进行比对分析,得到的河床浅层分层与已有的河床组成及地质钻探资料基本吻合。钻孔取样法与浅层剖面法二者相结合基本可以得出河床浅层的组成情况。     

河道内水位变化对上荆江河段岸坡稳定性影响分析

三峡水库蓄水后,上荆江河段来沙急剧减少,河床冲刷下切,局部河段崩岸现象时有发生,影响两岸堤防安全。通常认为水流冲积作用是崩岸的主要控制因素,但已有研究表明,河道内水位变化能改变河岸土体的力学特性及受力条件,进而对崩岸过程产生较大影响。本文将一维非稳定渗流计算及黏性土河岸稳定性计算结合,构建了考虑潜水位变化的岸坡稳定性分析模型,用于计算河道内水位变化时岸坡稳定程度的调整过程。以上荆江河段荆34、公2断面为研究对象,采用该模型计算了2009年实测河道水位过程下相应断面的岸坡稳定安全系数Fs。结果表明:涨水期河岸稳定性较高,洪峰期有所降低,退水期更低;荆34、公2断面最小Fs值分别为0.83、1.39,均发生在退水期,表明前者在该时期会发生崩岸,后者较为稳定,这与实测资料相符。此外还计算了不同河道内水位变化速率下Fs值的变化过程,结果表明:岸坡稳定性在涨水速率增加时增大,在退水速率增加时则减小。因此近期上荆江河段崩岸加剧一定程度上与三峡工程运用后退水过程加快有关。     

三峡工程建成后上荆江河道演变趋势及治理

三峡工程建成后,上荆江河段首当其冲地面临清水下泄冲刷的影响,该河段沙市河弯及郝穴河弯局部河势变化相对明显。随着沿江地区经济社会的快速发展,对上荆江河段的综合治理与开发提出了越来越迫切的要求。系统分析了上荆江河段1998年以来及三峡工程蓄水运用后的河道变化趋势,对上荆江河段的综合治理任务及治理思路进行了探讨;重点对沙市河弯提出了探索性的初步治理设想。     

长江干流堤防隐患之一咸宁河段河床演变分析

长江中游咸宁河段，上承荆江、洞庭湖水系及陆水河来水，下游受汉江洪水的顶托，其地理位置的重要及形势之险恶，不亚于著名的荆江。经河床演变分析，认为总体河势处于相对稳定状态。但局部地段将有所调整，近岸河床将发生冲刷、岸线崩退；未护岸地段可能发生崩岸；主流逼岩的已护岸工程地段可能发生吊坎、滑坡现象。建议应加紧进行险工段工程措施，妥善解决堤防的隐患。     

下荆江二元结构河岸崩退过程模拟及影响因素分析

三峡水库蓄水后下荆江河段河床持续冲刷,局部河段崩岸险情时有发生,研究下荆江二元结构河岸的崩退过程,有利于全面掌握该河段的演变规律。以下荆江荆98断面为研究对象,结合实测水文资料及断面地形资料,应用BSTEM模型计算了该断面右侧河岸2007及2010年的崩退过程,同时分析了弯道二次流及岸顶植被对崩岸过程的影响。结果表明:下荆江二元结构河岸的崩岸一般多发生在洪水期和退水期,其中洪水期为崩岸强烈阶段,退水期为崩岸较强阶段;弯道二次流的影响使得河岸坡脚冲刷更为严重,不利于凹岸的稳定性;岸顶植被增强了上部黏性土层的抗剪强度,有利于河岸的稳定性。     

荆江护岸工程水毁机理及加固对策研究

护岸工程可抑制守护侧河床的横向变形,稳定弯道水流在不同水文年洪枯水期顶冲部位的范围,但不能改变护岸近岸河床的纵向冲淤变化特性.三峡水库的蓄水运用将会引起长江中下游河道自上而下的沿程冲刷,一些坡度较陡或原守护薄弱地段将可能发生崩岸险情.荆江护岸工程段的加固应视不同地段的具体情况确定加固平面范围和控制坡度,宜选用块石、预制混凝土块、网模卵石复合材料等具有填筑还坡功效的材料、结构型式.     

安徽省长江崩岸预警技术研究与应用

近年来,长江安徽段水沙条件、河床边界变化明显,部分河段局部近岸河床冲刷下切,河岸崩退,威胁防洪和群众生命财产安全。为此,采用河道演变分析、近岸断面套绘、岸坡稳定计算等方法,结合已护岸工程、岸坡抗冲能力等情况,开展了长江崩岸预警工作。通过分析预测各崩岸段发展态势及崩岸发生可能性,结合崩岸可能造成的危害程度,向社会公开发布长江崩岸预警。该项工作开展以来,取得了良好的经济和社会效益,其经验可供长江其他河段开展崩岸监测分析与预警工作参考。     

三峡水库蓄水运行后荆江河道特性变化研究

由于三峡水库的蓄水运行、上游建库和水土保持工程的逐步实施,三峡水库入库泥沙量和出库泥沙量均出现大幅减少,坝下游河道将在较长时期内产生较大幅度的沿程冲刷,荆江河段首当其冲.根据三峡水库蓄水运行后荆江河段实测资料,分析了荆江河道特性变化情况,并结合数学模型计算成果,从河型、河势和河床形态等方面对荆江河道特性变化趋势进行了预估.研究结果表明:三峡水库蓄水运行后,荆江河段河道特性总体不会有重大改变,但各河段河势将在长时期内有不同程度的调整,河势调整过程中相应岸段崩岸在所难免.为保障荆江的防洪安全,维护健康长江,促进人水和谐,针对本河段河道特性的变化情况,提出了应对建议和措施.     

三峡工程运用初期上荆江杨家脑至郝穴河床冲淤变化试验研究

三峡水库修建后,由于水库调蓄作用,进入坝下游荆江河道的水沙过程发生了显著变化,荆江河道产生较明显的冲刷,已引起局部河段的河势调整,将在相当长时期内对两岸堤防、已建护岸工程和河道整治工程及河道的稳定产生不同程度影响,进而影响该地区的防洪、航运、生态与环境以及河流的综合服务功能的正常发挥.利用长江防洪实体动床模型试验研究了...     

三峡工程运用初期荆江河段调关弯道冲淤演变试验研究

三峡水库修建后,由于水库调蓄作用,进入坝下游荆江河道的水沙过程发生了显著变化。荆江河道产生较明显的冲刷,已引起局部河段的河势调整,将在相当长时期内对两岸堤防、已建护岸工程和河道整治工程及河道的稳定产生不同程度影响,进而影响该地区的防洪、航运、生态与环境,以及河流的综合服务功能的正常发挥。采用长江防洪实体动床模型试验,研究了三峡工程运用初期不同时期荆江重点险工段调关弯道的冲淤变化过程,并在此基础上预测河势调整趋势。研究成果可为该段河道的治理和河势控制工程规划、设计等提供技术参考。     

三峡工程运用后上荆江典型河段岸坡稳定性分析

根据三峡水库蓄水前后的实测地形和水文资料,分析了上荆江河段的水沙变化特性和该河段平滩河槽下的冲刷情况。结合三峡工程后续岸坡影响处理的工程实践,选择杨家垴至罗家潭段、学堂洲段、沙市城区、公安河弯、耀新民堤段、郝穴河弯段和南五洲等河段,进行了三峡水库蓄水运用后的岸坡稳定性分析。结合已有的预测结果及岸坡稳定的分析,指出上荆江河段岸坡存在崩塌隐患的地段。     

三峡水库坝下游河道反应与治理对策探讨

受三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游河道将发生长距离、长时期的调整,并引起河势调整、崩岸增加、枯水位下降、荆江三口分流减少等河道反应,需采取科学的应对措施。介绍了国外关于均衡河流与优良河道形态的描述,引入传统五行系统观,分析了比降、流速、床沙、悬沙、水深5个因子的循环激励与制约关系,阐述了河流演变系统自动调整与再平衡过程。为应对河道反应,提出了河道整治与崩岸治理、水库优化调度、河道监测与分析研究等对策,探讨了河道治理原则和典型河段治理思路,建议采用护底加糙、口门改道、潜坝限流等整治措施,以期为坝下游河道保护与治理提供参考。     

三峡工程运用后长江中游河床调整及崩岸特点

三峡工程运用后,因入库沙量减少及上游水库群的拦沙作用,坝下游河段沙量急剧减小,长江中游河道发生沿程冲刷,2002～2015年该河段累计冲刷量已达16亿m~3,同时平滩河槽形态也发生了显著调整。为更好地掌握长江中游的河床调整特点,分析了近期长江中游水沙过程及河床冲淤情况,采用基于河段尺度的平滩河槽形态参数的统计方法,计算了长江中游各河段平均的平滩河槽形态参数;建立了这些参数与前5 a平均汛期水流冲刷强度之间的经验关系,用于反演各河段平滩河槽形态随水沙条件变化的调整过程。此外,三峡工程运用后长江中游局部河段崩岸险情频发,不仅影响河势稳定,同时危及防洪安全,因此还总结了长江中游河道崩岸的时空分布及其特点,提出了水流冲刷强度增加是导致崩岸发生的主要因素。     

近期长江荆江河道演变特点

从长系列资料看,上游来水量无趋势性增大或减少,来沙量自20世纪90年代以来明显减少.入洞庭湖三口分流分沙呈减少趋势,尤其以藕池口衰减最为突出. 1998年大水造床作用明显,上荆江滩槽皆冲,以冲滩为主;下荆江表现为冲槽淤滩,总体呈淤积状态.还对重点河弯,如沙市、石首河段,自1998年大水以来的最新演变情况作了详细分析,主要特点表现为沙洲移动、主流线摆动,顶冲点普遍下移,崩岸时有发生.