三江口窝崩及抢护

窝崩是发生在长江中下游极具危险性的崩岸形式,严重时会造成生命及财产的重大损失,因此,有必要对窝崩成因及抢护措施进行研究.根据三江口窝崩前后的河道实测地形资料,分析比较了崩塌前后河床地形及断面变化、崩岸发生的原因,计算了各测次的水下体积,研究了相关抢护措施及效果.分析研究结果表明,窝崩发生后80%以上的崩体均淤积在口门上下约1 km河道内,经过1个月冲刷,约有37%崩体被水流带走.文中介绍的抢护措施及效果可为相似抢护工程提供借鉴参考.     

长江口北支近期水沙特性及河道演变特征

根据近年来长江口北支实测水文地形资料,分析了2001年后北支的水沙特性、岸线、深泓线、等高线和河床冲淤等变化情况。分析结果表明:近年来长江口北支分流比的变化趋缓,含沙量和床沙粒径沿程变化有一定的规律;岸线变化集中在三和港至启东港段,岸线缩窄率超过50%;深泓变化集中在进口至大洪河、大新河至三和港,进口深泓呈现崇头→海门港→崇头变动;崇头至灵甸港段深槽呈弯曲河道特征,灵甸港以下河道顺直展宽;河槽总体表现为淤积,其中,崇头至大新河段深槽冲刷边滩淤积,三条港至连兴港段的深槽基本不变,边滩淤积。总体来看,北支的淤积集中在主流变动段、凸岸边滩与崇明北缘边滩,而冲刷则集中在深槽、弯道凹岸与整治工程前沿。     

长江江湖汇流段河床演变分析

长江、洞庭湖汇流河段位于长江中游,由长江下荆江出口段、洞庭湖出口段及江湖汇流段3段组成.根据实测水文河道资料,结合河段的来水来沙、边界条件及河型等,分析了江湖汇流段的河床演变.结果表明:长江下荆江出口段历年河床演变主要表现为岸线崩退,河道横向位移,实施护岸工程后,目前岸坡崩退得到有效控制;洞庭湖出口段河床历年冲淤变化较小,河势较为稳定;江湖汇流段河床演变主要表现为局部洲滩和深槽的变化,河势变化不大.     

长江中下游"口袋型"崩窝形成过程及水流结构

根据长江河道观测资料,分析了长江中下游河道"口袋型"崩窝形成和发展的演变过程,体现了尺度大、冲刷发展快的特点;继而研究了"口袋型"大崩窝内的水流结构,就窝内主流线变化、水流扩散过程和次生流结构等进行了细致的分析,并对窝内可能发生的淤积形态作了预估;最后,从大尺度涡体拟序结构的湍流概念,阐述了"口袋型"崩窝水流结构的生成机理.     

长江中下游河道"口袋型"崩窝形成机理初步研究

指出长江中下游河床演变中"口袋型"崩窝具有尺度很大、发展很快、危害极大的特点,对长江中下游河道历史上发生的多次"口袋型"事件进行了介绍.描述了其演变过程的3个阶段,即近岸河床变化阶段、急剧冲刷阶段和相对平衡阶段;初步探讨了"口袋型"崩窝形成机理以及在水流和边界条件方面的特定因素.沿河人员应对这种崩岸予以重视,避免造成灾害损失.     

南京市拟建过江隧道河段河床极限冲刷深度研究

河道稳定性和可能的极限冲刷深度是影响工程建设的主要限制因素。以长江南京河段拟建过江隧道为研究对象,结合近年来的水沙运动特征变化和河道演变,通过河工模型试验预测了不同水文条件下的河床极限冲刷深度,并与数学模型计算结果进行比较与分析。结果表明:(1)数学模型与河工模型所得结果基本一致。(2)在不利水文条件下,河床普遍受冲刷。左侧主深槽流速较大,潜洲左缘发生崩退情况;右槽河床冲刷幅度较大,潜洲的不稳定加剧了对右槽河床的冲刷。研究结果可为在该河段进行过江隧道选址提供重要的参考依据。     

长江下游扬中环岛崩岸段河势变化及水动力特征分析

为了预防崩岸的发生,对长江下游扬中河段环形岛屿水动力特性及河势变化情况进行了研究。构建了水动力模型并采用非结构网格中心网格有限体积法求解,对河道断面形态及河坡比变化进行了分析。结果表明:沉船对指南村崩窝处水位、流速场影响不大,崩窝外侧深槽区陡然剧烈冲刷下切是崩窝发生的直接诱因。对于太平洲洲头左右缘、小炮沙左汊出口段、落成洲右汊出口段等部位,应预防大流量级下主流对环岛近岸河床的冲刷,以避免导致岸坡失稳,甚至在滩地狭窄区域直接冲垮洲堤;太平洲洲头左右缘及泰洲大桥左汊大桥下游侧近岸沿岸水流长期流速较大,使近岸河床属于易冲区,应采取措施预防冲刷以免造成边坡失稳。     

沉梢坝在长江崩窝治理中的应用

沉梢坝是长江崩窝治理形式之一,它是由若干树枝梢体在崩窝口门叠加而成的透水坝,是在岸线崩塌形成崩窝以后采用的锁口促淤方法。施工中使用定点变向抛投工艺,形成了一座符合设计要求的透水坝体。经过几个汛期的检验,坝体内崩窝处淤积明显,沉梢坝起到了显著的促淤效果。     

三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究

为了分析三峡工程对库区及坝下长江中游河势的影响,基于实测资料,较为系统地研究了三峡水库蓄水运用以来水库泥沙淤积和坝下游河床冲刷特性。研究表明,1991年以来长江干流各站径流量变化不大,输沙量明显减小;三峡水库蓄水运用后的2003～2011年入库沙量继续大幅减少,仅为原设计值的40%,水库年均淤积泥沙1.40亿t,也仅为论证阶段的40%左右,且绝大部分淤积在常年回水区和死库容内;受上游来沙减小和三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游输沙量大幅减小,悬移质泥沙颗粒也明显变粗,长江中游原有的冲淤相对平衡状态被打破,河床发生沿程冲刷,2002年10月至2010年10月,宜昌至湖口河段总冲刷量为9.79亿m3,河床冲淤形态转变为“滩、槽均冲”,主要冲刷发生在宜昌至城陵矶河段。     

长江中下游水沙与河床冲淤变化特性研究

利用长江干、支流水文和河道地形实测资料,研究了三峡工程运用前后坝下游水沙输移特性与河湖泥沙冲淤的时空格局和变化特征。结果表明：① 三峡工程建成运行后,长江中游洪峰流量减小,中水时间延长,汛后退水时间缩短,干流输沙量大幅减少,泥沙来源发生新变化,荆江三口分流分沙量继续减少;② 长江中游干流河势总体稳定,但河床沿程纵向冲刷强度与三峡水库运用前相比明显增大,且冲刷强度和发展速度均大于原预测值;③ 荆江三口洪道由蓄水前的淤积转为冲刷;④ 洞庭湖淤积速度大为减缓,鄱阳湖受河道采砂等影响,总体由淤积转为冲刷;⑤ 长江中游河、湖泥沙冲淤格局发生调整,三峡水库蓄水前长江中游河、湖呈淤积状态,蓄水后则呈冲刷状态。      

流滑型窝崩水流运动和地形变化概化模拟试验

针对长江中下游的流滑型窝崩进行了典型窝崩水槽概化模拟试验,分析研究了窝崩形成与发展及窝塘水流运动和地形变化。结果表明,流滑型窝崩主要是由水流冲刷和岸坡上部土体持续崩塌所形成,且发展迅速,发展过程主要有始发期、发展初期、发展中期、发展成熟期和发展稳定期等阶段。随着窝崩的发展,岸坡崩塌、窝塘扩展,窝塘内回流和口门外涡流逐渐下移,窝塘内回流由椭圆形趋向圆形,强度由强变弱,岸坡先整体冲刷后退,之后窝塘由上下扩展逐渐演变为以下半部分拓展为主。     

长江镇扬河段世业洲左汊口门演变分析与思考

从2015—2019年世业洲左汊进口段的平面和断面的冲淤变化等方面,分析了镇扬三期部分工程和深水航道工程世业洲头部潜堤工程实施前后世业洲左汊进口段的地形变化.结果表明,工程的实施虽使世业洲汊道左兴右衰的状态得以改善,但世业洲左汊口门部位的河床发生较大的冲淤调整,其中原洲头左缘的2个贴岸深槽大幅淤积,而左汊口门中部及左侧...     

长江上荆江河道冲淤变化研究

在分析长江上荆江河段近50 a实测水文泥沙、地形资料的基础上,根据一维数学模型计算成果,并参考二维数学模型计算成果,获得如下认识:下荆江裁弯、葛洲坝水利枢纽蓄水运用后,上荆江普遍发生冲刷,河床深槽以冲刷为主,洲滩有冲有淤.三峡水库蓄水运用后,上荆江河道各河段将在较长时期内有不同程度的冲刷调整,可能会引起河岸发生崩坍,对岸线和已建护岸工程的稳定将产生不利影响.     

上荆江瓦口子至马家咀河段河床演变趋势预测研究

三峡水库蓄水运用以来,长江中游荆江沙质河段的河床冲淤调整变化显著,河道及洲滩演变趋势备受关注。以瓦口子至马家咀河段为例,采用平面二维水沙数学模型结合近期河段河道地形及来水来沙情况,对河段未来20年河床演变趋势进行了模拟预测。研究结果表明,未来20年内瓦口子至马家咀河段的总体河势将保持稳定,河道主槽将持续冲刷且河床冲刷逐步向下游发展。金城洲变化不大,突起洲左汊淤积、右汊冲刷,继续维持"左支右主"的分汊格局,为河道和整治工程提供重要参考。     

长江下游侧滑型窝崩成因及其力学机制

为全面认识长江下游各类窝崩的形成原因和力学机制，以和畅洲头窝崩为例进行全面分析，进而借鉴土力学方面成果，提出相应的失稳模式和估算方法。结果表明：和畅洲头窝崩属于侧滑型窝崩，其成因主要是岸滩土体中存在易液化的粉砂层，当外界出现一定的振动扰动因素，粉砂层液化条件成熟时则成为滑动层，液化层和上覆土层分多次发生大幅度侧向滑移，土体滑出窝塘口门进入河道深槽，随后被河道主流迅速分散搬运至下游。采用数理统计方法，得到土体滑移距离与液化层厚度和滑移层倾角之间幂函数形式的经验公式。研究结果可为长江下游此类窝崩的预警和治理提供参考。     

武汉长江大桥桥墩局部河床演变规律探析

为了深入研究大尺度河流涉水桥梁桥墩局部地形演变特征和趋势,基于1992年和2012年武汉长江大桥桥墩区域地形资料,分析了桥墩局部河床年内及年际间的演变规律。结果表明,年内变化规律表现为冲刷坑位置转移,冲坑由汛期的桥墩正后方转向非汛期的桥墩两侧,冲坑面积增大,但深度减小,墩周其他局部位置淤积;年际变化表现为冲刷坑深度增加,且面积有所增大,但增幅有限,整体来看,桥墩周围地形年际间冲淤变化幅度不大,基本维持平衡。     

长江中下游洪水位与河床冲淤关系初探

针对长江中下游近50年来部分水文断面如螺山、城陵矶洪水位抬升明显、高洪水位持续时间加长的问题,统计了大量水位、流量、水流含沙量以及河床地形等实测资料,并进行分析计算.结果表明,长江中下游洪水位变化与河段河床演变及河道形态变化密切相关,江湖淤积及河道形态变化是造成洪水位抬高及高洪水位持续时间加长的主要原因.     

基于泥沙起动的长江世业洲西南角河床冲淤研究

为分析2010年世业汊西南角河床断面▽-10m以上冲刷明显、以下变化不大的原因,利用实测水下地形、水文测验资料计算比较了床沙起动流速与实测流速的关系,从泥沙起动角度分析了长江镇扬河段世业洲右缘西南角河床断面冲淤特征。研究为长江整治提供决策依据。     

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。     

窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究

河堤窝崩发生后,首先需要确定的是抢护治理方案,减缓窝塘流速,遏制窝塘进一步发展。在诸多抢护治理方案中,树头石方案具有较好的减速促淤效果,但树头高度和抛投间距在以往的设计中都是依经验确定,缺乏理论基础和试验依据。通过制作长江扬中河段指南村窝崩模型,在窝崩口门附近流速模拟相似的基础上,对窝塘内同一高度3种间距的树头石排列型式和同一间距3种高度的树头石进行了试验,用三点法测量了窝塘内12个点的流速、流向。试验结果表明:窝塘内表层流速受惯性影响较大,底层流速受地形影响较大;窝塘内布置不同高度和不同间距的树头石时,平均流速随树头石高度的增加而减小,随树头石间距的减小而减小,窝内流速的减小,意味着泥沙淤积强度的增大;另一方面,树头石高度的增大和间距的减小,都会增加工程的投资成本,研究认为在相对树高为0.15、间距为6 m×6 m时综合效果较佳。