边界条件对长江中游周天河段河道演变影响

周天河段是长江中游重点碍航河段,研究其边、心滩演变与上下游河势的联动关系、主流过渡形式与航道条件的关系,可指导该河段航道整治工程实践。采用1985～2014年实测水沙和地形数据,研究了自然条件及人类活动影响下的边界条件变化对周天河段演变过程的影响。在自然状态下,周天河段演变规律为:大水年左岸边滩与心滩合并,河道深泓为一次过渡形式;中小水年边滩与心滩分离,且窜沟发育,形成二次或多次过渡形式。三峡水库蓄水运行及航道整治工程的实施,改变了水沙及河道边界,其演变规律变为:应急清淤工程至控导工程期间(2001～2006年),临岸窜沟得到有效封堵,左岸侧边心滩冲刷,右岸侧滩滩体发育;控导工程至荆江河段一期工程期间(2006～2014年),左岸侧边心滩(九华寺、蛟子渊边滩及周公堤心滩)淤涨,新厂边滩和天星洲左缘崩退,右岸侧戚家台边滩淤积;荆江一期工程实施(2014年)以来,左岸侧边滩淤积,右岸侧边滩冲刷。分析表明:在"清水下泄"及航道整治工程作用下,未来一段时间周天河段河床仍以冲刷为主,但局部横向变形需引起关注,航道水深提高过程中应关注颜家台空荡区域的航道条件变化趋势。     

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。     

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。     

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。     

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。     

三峡工程蓄水运用后长江中游河道演变初步研究

三峡工程是长江流域治理开发的关键性工程。本文在分析三峡工程蓄水运用以来坝下游水沙特性变化的基础上,采用长江中游宜昌至湖口多年的实测地形资料,对建库前后该河段的泥沙冲淤变化及河势演变特点进行了深入的探讨。研究表明:三峡工程蓄水运用以来,坝下游输沙量大幅减小,荆江三口分流分沙特性尚未发生明显变化,长江与洞庭湖的关系进一步调整;坝下游河势总体稳定,但河床冲刷强度加剧,并由蓄水前的冲槽淤滩转变为滩槽均冲。宜昌至枝城河段河床纵向冲刷明显、洲滩面积萎缩、床沙明显粗化;荆江河床冲刷下切,河床形态逐渐向窄深形式发展;城陵矶至湖口河段部分弯道段主泓横向摆动、凹岸崩塌,分汊段主泓摆动不定,滩槽冲淤交替仍较为频繁。     

长江中游太平口水道腊林洲低滩导流护滩带稳定性试验研究

为分析导流护滩带效果,以长江中游荆江太平口水道腊林洲低滩守护工程为背景,采用概化模型试验,分析了护滩带对河床的影响。结果表明,实施后的护滩带守护工程,起到了良好的护滩作用,腊林洲低滩的稳定性有所保障,并且滩体中段适当恢复,产生了较好的导流效果,强化了“南槽—北汊”的水流衔接形式,促进了太平口水道出口至三八滩段航道条件的改善。研究结果为太平口水道航道整治工程建设方案提供了技术支撑。     

三峡工程蓄水运用以来荆江河段河岸稳定性初步研究

根据实测资料分析了三峡工程蓄水运用以来荆江河段水沙输移变化,河道冲淤变化以及典型险工段近岸坡度变化等,并在此基础上对其河岸稳定性进行了初步研究,结果表明,三峡水库蓄水运用以来,坝下游河段来沙量大幅度减少,荆江河段普遍发生冲刷,部分地段近岸河床的水下岸坡冲刷变陡,河岸稳定出现了不同程度的隐患,局部河段甚至发生了崩岸险情,已影响防洪安全与河势稳定等;建议加强荆江险工段的监测,对已发生的崩岸险情进行及时治理,对以往护岸工程的薄弱地段或可能发生崩岸险情的地段需及时加固守护;建议加强三峡工程运用后荆江河道演变与治理方面的研究.     

赣江东河南昌至三江口河段河床演变分析

航道整治工程一般包括筑坝工程、疏浚工程和护岸工程,其布置需在考虑河道实际情况及河床演变规律基础上进行。通过对赣江东河南昌一三江口河段河床冲淤计算及险滩演变分析,表明本河段上段由于近期河床采砂,冲刷量与冲刷厚度较大,下段冲刷量较少,只有上段冲刷量的34％左右,导致下段河床相对较高,枯水位时阻挡水流,甚至产生壅水现象,枯水航道深只有0．3m左右,碍航严重。总体而言,赣江东河八一桥一三江口河段河床近期处于冲刷变形状态。为该河段航道整治工程的拟定和布置提供参考依据。     

长江下游鳗鱼沙心滩演变特征及趋势分析

扬中河段鳗鱼沙心滩是长江下游主要碍航浅滩之一。三峡水库蓄水、上游嘶马弯道的演变、进口边界条件的影响以及航道整治工程的实施造成了鳗鱼沙心滩形态的调整。在总结历年鳗鱼沙心滩演变特征的基础上,深入分析了河床边界条件与水流动力条件的相互作用。结果表明,三峡水库蓄水之后,研究河段遭到冲刷,但落成洲右汊下移使这一趋势得到缓解,同时中小流量导致二墩港水下坝埂挑流作用相对加强,上述特征将有利于鳗鱼沙左、右槽的发展。     

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.     

长江澄通河段横港沙演变规律及整治效果预测

近年来长江澄通河段横港沙沙尾的冲刷后退态势有所趋缓,是实施河道综合整治工程的有利时机,整治措施包括护滩、围垦和潜堤工程等。利用实测资料与河工模型试验成果,对整治工程效果进行了分析,并开展了定床和动床试验研究。结果表明,工程实施后,对涨潮水流的障碍作用明显,对落潮水流影响较小,影响主要限于工程附近水域,且工程的实施有利于整体河势的稳定。研究成果为该河段的综合整治提供了技术支撑。     

感潮河段航道整治设计理论与方法探讨

通过长江下游大量航道整治研究成果的总结提炼,探讨和论述感潮河段航道整治设计理论与方法。结果表明:根据不同的径流和潮汐影响,感潮河段中可划分为常年潮流段、季节性潮流段和常年径流段3个区段;根据河型特征和滩槽格局,浅滩类型有单级分汊型、多级分汊型、水下心滩型和水下沙洲型浅滩四种。应综合考虑航道整治影响因素及外部条件,确立航道整治总体原则,梳理得出不同区段设计通航水位及其与上下游衔接,以及整治参数(整治水位和整治线宽度)的确定方法;针对各类浅滩特点,采取相应的整治思路和整治工程措施,整治建筑物包括混凝土构件混合堤和新型生态守护结构。     

长江下游过江隧道河段最大冲深数值模拟

隧道工程所在位置河床的最大冲刷深度是过江隧道方案设计的关键参数之一,合理确定最大冲刷深度能为保证工程安全和减少投资提供重要设计依据。在分析近年来河道演变特点和前人所做研究的基础上,以长江下游仪征水道世业洲河段拟建过江隧道为例,分析工程河段的来水来沙特点,采用二维水流泥沙数学模型对不同水文年条件下河段河床最大冲刷深度进行了研究。在验证模型水流和泥沙冲淤相似的前提下,确定了动床模拟的不利水沙系列为2007—2010年+1998年+300年一遇洪水流量过程,并结合地质勘测资料对模拟结果进行了合理预测。最终确定过江隧道断面河床左汊最大冲深为10.85 m,右汊最大冲深为8.87 m,该结果对拟建过江隧道工程而言偏于安全。     

长江上游干支流汇合口河道特征研究

采用遥感卫星影像资料、实测河道地形图、地理信息系统和AutoCAD软件等相结合的方法,从河道平面形态和河床地貌形态对长江上游宜宾至重庆主城区河段9个主要干支流交汇河口的河道特征进行了分析。主要研究了交汇河段干支流河型特征、干支流交汇角和交汇位置、干流弯曲度、干支流河宽比及面积比、河道断面形态和滩地形态等。结果表明:在交汇河段长江干流主要呈弯曲型河道的特征,而支流入汇段基本为顺直河道;干支流交汇角一般在30°~90°范围内,且大多数支流在长江干流凹岸弯顶上游侧入汇;大部分干流河弯的弯曲度大于1.2,属于典型的弯曲型河道;长江干流河宽和面积远大于支流河宽和面积,干流河宽沿程变化相对平缓,河弯比较规顺;汇合口河段的河床地貌形态复杂,河谷断面形态往往发育为"偏V"字形或不完整的"U"形,存在碍航的江心滩或浅滩。研究成果对港口及航道工程、水利工程、市政工程和生态环境工程等的规划和建设具有重要的指导价值。     

长江下游镇扬段世业洲汊道演变和整治措施研究

长江下游镇扬河段平面形态复杂,整治难度大。从上游来水来沙变化、汊道分流比、深泓线及断面要素等方面,分析了该河段汊道近期河床演变特性,主要表现在左汊继续发展,右汊缓慢萎缩。为此,提出了汊道整治思路和整治工程方案,开展了河工模型试验研究。结果表明,从单方案看,工程规模越大,左汊减流越多;随着潜坝坝顶高程的增加,潜坝对左汊分流控制作用加强。左汊潜坝工程效果最好。     

Possibilities and challenges of expanding dimensions of waterway downstream of Three Gorges Dam

The waterway in the middle and lower reaches of the Yangtze River has long been known as the Golden Waterway and has served as an important link in the construction of the Yangtze River Economic Belt.Therefore,expanding its dimensions is a significant goal,particularly given the long-range cumulative erosion occurring downstream of the Three Gorges Dam(TGD),which has been concentrated in the dry river channel.With the regulation of the volume from upstream reservoirs and the TGD,the minimum discharge and water level of the river downstream are increasing,and creating favorable conditions for the increase of the depth of the waterway.The discharge compensation effect during the dry season offsets the decline in the water level of the river channel caused by the down-cutting of part of the riverbed,but the minimum navigable water level of the segment near the dam still shows a declining trend.In recent years,several waterway remediation projects have been implemented in the downstream reaches of the TGD and although the waterway depth and width have been increased,the channel dimensions are still insufficient in the Yichang-Anqing reach(with a total length of 1026 km),as compared to the upstream reservoir area and the deep water channel in the downstream tidal reaches.A comprehensive analysis of the water depth and the number and length of shoals in the waterway indicates that its dimensions can be increased to 4.5 m x 200 m and 6.0 m x 200 m in the Yichang-Wuhan and Wuhan-Anqing reaches,respectively.This is also feasible given the remediation technologies currently available,but remediation projects need to be coordinated with those for flood prevention and ecological protection.     

长江和畅洲左汊潜坝工程对汊道演变的影响

长江镇扬河段和畅洲左汊潜坝工程是首次在长江主汊中采用全断面潜坝形式实施的汊道控制工程,工程建成后使和畅洲左汊分流比上升的势头得到有效遏制,基本实现了工程预期目标。为研究潜坝工程对和畅洲汊道近期演变的影响,比较了潜坝工程建成前后汊道平面、断面、分流比、槽蓄量等要素的变化;分析了来水来沙条件、上游河势变化、河床边界条件等因素对汊道的影响;从两汊道阻力变化对比、相对引水深变化及上游流速分布的改变等方面,初步探讨了潜坝工程对汊道的影响机理。结果表明,潜坝工程建成后和畅洲汊道发生了有利变化,而潜坝工程是和畅洲汊道近期演变朝着有利方向变化的主要因素。     

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。     

长江南京以下河段深水航道整治基本原则与思路

长江南京以下河段江阔水深,航运自然条件优越,通过河床条件的归类分析,结合航道现状和沿江两岸外部需求及限制条件,表明南京以下河段具备建设12.5 m深水航道的良好条件,但同时航道整治还存在一些疑难问题.进而从河道综合治理与利用出发,提出了深水航道整治的基本原则,并针对河床条件较差、碍航严重的典型浅滩河段,提出了初步的整治思路及相应的工程措施.