汉江杜家台分洪工程超标准分洪中工程安全问题的探讨

本文根据杜家台闸历年运用和超标准分洪情况,探讨了汉江在出现特大洪水需要杜家台闸超标准分洪时,由于闸址河段水面比降、流速、回流范围的剧增,弯道环流对凹岸的淘刷以及鱼咀泡旋水流的加剧和进闸流量、挟沙量的增大,所引起的汉江河道防冲护岸及闸身稳定和洪道冲淤等一系列工程安全的问题.     

杜家台分蓄洪区洪水调度数值模拟及分洪效果研究

充分论证并科学调度分蓄洪区是预防、减轻洪涝灾害并达到综合效益最大化的有效途径之一.本文针对杜家台分蓄洪区自身的工程特点以及与汉江及长江的相对位置关系,特别考虑了长江对汉江的顶托作用,以研究杜家台分蓄洪区的分洪效果为目标,建立了一维河网数学模型,模拟杜家台分蓄洪区洪道、汉江干流仙桃到河口以及长江干流螺山到汉口河段的洪水演进情况.以1984年9月29日- 10月5日汉江洪水过程为例,本文在模型得到充分验证的基础上,模拟了杜家台不同的分洪方案所产生的综合防洪效益,包括汉江水位的降低效果、对杜家台分蓄洪区内民垸的影响以及对长江螺汉河段水位的影响.研究成果能为杜家台分蓄洪区以及类似工程的调度提供技术支持.     

汉江杜家台分洪工程行洪道分流效果分析

杜家台分洪工程行洪道系与东荆河并列的原汉江天然分流故道,上接汉江进洪闸杜家台分洪闸,下通长江泄洪闸黄陵矶闸.2005年10月汉江大水,湖北省防指首次进行了行洪道分流尝试,直接分流汉江洪水约3.7亿m3到长江.2011年9月,汉江发生了秋季洪水,再次利用行洪道直接分流汉江洪水约2亿m3.两次开闸分流,蓄洪区都只有两处较小的蓄洪围垸漫溃,以最小代价换取了最大安全.建议完善杜家台分洪工程行洪道分流模式,使其成为安全的分流通道,实现适时适量灵活分洪运用的目标,满足汉江中小洪水的常规运用需要.     

杜家台分蓄洪区的必要性及洪道行洪能力研究

杜家台分蓄洪区是汉江下游唯一的分洪工程,担负着分流汉江超安全泄量洪水入长江的任务.分洪区内有分洪道与行洪道.分洪区出口距下游武汉18 km.采用非恒定流河网模型计算了汉口水位为22～25.5 m,相应杜家台闸分流流量1 000～3 000 m3/s时的洪道沿程水位,根据计算结果,对沿程堤防安全情况进行了分析,得出了河道安全泄洪能力及保证安全泄洪需采取的措施.     

长江下游马鞍山河段河道治理初步研究

 归纳总结了长江马鞍山河段基本情况、近期河道演变特点和河道治理概况;根据现有河势条件及近年崩岸险情,分析指出了目前本河段存在的主要问题;结合河道治理规划情况,探讨了下一步河道治理措施。研究认为：河势调整工程是该河段整治的关键,重点是通过数学模型和河工模型试验研究提出河势调整工程方案;主要是在左岸新河口一带布置导流工程和上下何家洲及心滩串沟封堵并岸工程,并辅以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。鉴于整治工程的紧迫性和时效性,建议相关部门尽快开展相关前期工作,为整治工程早日实施创造条件,进而实现该河段河势的稳定。     

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.     

新水沙条件下长江大通河段河势演变及崩岸治理效果

通过水文、地质、地形等资料进行河势演变分析,在掌握河势演变特点及演变趋势基础上,通过崩岸监测及治理工程措施,采用工程前后测图对比分析工程防护效果,综合河段水沙条件变化、河势演变、崩岸区岸坡稳定状况,提出后续治理工程建议,为新水沙条件下河道治理提供经验和技术参考.     

长江荆江河段典型洲滩演变机理初探

长江荆江河段上起枝城下至城陵矶,以藕池口为界分为上、下荆江,上荆江为微弯分汊河型,下荆江为典型蜿蜒性河道.近40年来,荆江河段洲滩演变比较剧烈,影响了下游局部主流线走向及河势变化.特别是三峡水库蓄水后,荆江河段重点洲滩的演变备受关注.本文根据大量水文泥沙原型观测资料,以关洲、三八滩和乌龟洲等三个典型洲滩为例,总结了典型洲滩演变特征,对三个典型洲滩演变机理和演变趋势进行了初步探讨.结果表明,荆江河段典型洲滩的演变主要受上游河势变化、水沙变化和人类活动等多种因素影响,且不同因素对各洲滩影响程度不同.     

基于MIKE的杜家台洪道行洪能力研究

2005年、2011年杜家台2次洪道分流以最小损失换取最大安全,为汉江中小洪水调度模式提供新思路。针对杜家台工程现状特点,充分考虑现行预案调度运用,基于MIKE水动力软件,构建汉江、杜家台洪道及围垸的一、二维耦合数值模型,实现杜家台洪道行洪能力及效果分析。模拟结果表明,按照预案调度现状洪道分流,除新农垸及张沉湖垸堤顶高程不足外,可在汉口水位较高时基本实现安全行洪2 000~2 500 m³/s;汉江遭遇设计洪水时,优先利用洪道夹水入江的防洪效益十分显著。研究成果为完善杜家台分洪工程洪道运用模式及类似工程调度提供依据。     

三门峡库区潼三段存在的问题及治理措施

三门峡库区潼关－三门峡河段目前存在的主要问题是河势变化大、塌滩塌岸严重。初步分析认为，三门峡水库在“蓄清排浑”运用方式下，库岸结构松散、工程布局不够合理及工程数量少是河势变化和塌滩塌岸的主要原因，并据此提出了在潼三河段采取上段以防冲为主，中段以防冲为主、防浪为辅，下段以防浪为主、防冲为辅的工程治理措施，并改造加固现有工程。     

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。     

长江下游和畅洲汊道整治工程研究

长江镇扬河段河势的自然演变、恶化,已威胁防洪安全且制约沿江国民经济发展。河段内以和畅洲汊道变化最为剧烈,洲头崩退、汊道内部崩岸时有发生,导致主支汊易位,河势不稳严重影响“黄金水道”安全畅通。在采取了平顺抛石护岸、窝塘沉梢促淤、砂枕潜坝束流等综合治理工程措施后,得到一定程度改善,和畅洲汊道河势趋于稳定,取得了比较理想的整治效果。整治措施对长江分汊河道治理具有一定启示。     

伊洛河洪水对黄河防洪的影响

介绍了伊洛河洪水的特性及危害,指出了存在的伊洛河上中游控制性工程能力不足、对黄河下游造成的防洪压力大等问题,分析了伊洛河各级洪水对黄河干流的顶托情况、对黄河干流入汇口河势的影响以及对黄河干流河道的影响,提出了相关对策及建议:①尽快编制并提请审批《伊洛河中下游防洪规划》,对伊洛河中下游进行全面治理;②在伊洛河上中游干流或支流上修建水库拦蓄洪水;③尽快明确伊洛河堤防优先加固的堤段及标准;④进一步建立和完善伊洛河流域洪水预警预报系统,完善防洪非工程措施;⑤对入黄口利用透水桩坝进行整治,在入黄口设置观测断面;⑥明确伊洛河干流发生大洪水时橡胶坝的塌坝运用原则;⑦由流域机构统一管理伊洛河防洪建设与治理工作;⑧继续开展相关专题研究。     

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。     

南水北调引江济汉工程取水口位置比选研究

重点研究了南水北调引江济汉工程后三峡水库运用50年内,不同取水口河段泥沙冲淤、河势、水位的变化趋势,为合理选择进水口提供了科学依据。研究成果表明,由于三峡水库的拦沙及调节作用,改变了下游河道的来水来沙条件,使下游河段冲淤发生变化,河床处在不断调整过程中。在三峡水库运用50年内,各取水口河段河床冲刷主要集中在前10年,随后出现冲淤平衡、淤积等。兴建取水口工程后,工程对河段上、下游的影响是有限的,但其影响仅限于工程附近;各取水口的取水条件,均呈现出随着三峡水库运用年限的增加而发生变化。     

基于河势稳定原理的黄河游荡性河道整治机制研究

依据黄河下游游荡性河段河势查勘资料分析,结合河工实体动床模型试验,探讨了游荡性河道河势稳定原理,研究了基于河势相对稳定原理的河道整治机制。研究表明,尽管游荡性河道河势调整多变,但其调整是遵循河势稳定原理的;游荡性河道整治应按照"顺势布弯、就弯设坝、遥相呼应、规模适度"的原则和方法确定整治工程体系布局。以此研究成果建设的工程体系运行实践表明,在近年来不同流量级洪水下整治工程体系可以明显起到理顺流路、稳定河势的作用。