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1、濠河口——蘆林潭航道整治及通航條件研究圖1.1濠河口河環(huán)全局圖圖1.2濠河口輪廓示意圖圖1.3小流量時的河段衛(wèi)星圖圖1.4大流量時的河段衛(wèi)星圖1項目研究的背景及主要內(nèi)容1.1項目研究的目的意義及國內(nèi)外概況湘江是長江的最重要支流之一，自然條件極為優(yōu)越。湘江干流全長856㎞，流域面積94660㎞2，在湖南省境內(nèi)湘江長670㎞，流域面積85369㎞2，占湖南省土地面積的40%。湘江水量充沛，水系發(fā)達(dá)，河床穩(wěn)定，含沙量少。目前湘江通航里程達(dá)2000㎞。近年來，湘江水運(yùn)增長迅速，2005年湘江貨運(yùn)量已達(dá)5379萬噸，且船舶大型化趨勢也明顯加快，千噸級及以上船型已成為湘江
2、主力船型，設(shè)計吃水大于2m的占90%，大于2.6米的約占70%。原有航道條件已嚴(yán)重制約湘江水運(yùn)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，湖南省交通廳于2006年對湘江干流航道規(guī)劃進(jìn)行了修編，將湘江城陵磯~衡陽439公里河段的航道標(biāo)準(zhǔn)由Ⅲ級提升為Ⅱ級。濠河口系湘江匯入洞庭湖的河口，濠河口以上為湘江干流，濠河口以下為湘江洪道，為擬建的兩千噸級航線所必經(jīng)之水域；西支長33㎞，經(jīng)劉家壩灘群，于臨資口處匯合資水東支，合流而下至蘆林潭，復(fù)與東支匯合，經(jīng)營田、鹿角進(jìn)入東洞庭湖；湘江洪道西支的濠河口至臨資口到毛角口河段，為湖南省澧湘航線上的著名的“三口兩段”的一部分，該航道已于“七·五”期間建成，
3、滿足300噸單駁組成的船隊航行，目前正在進(jìn)行千噸級航道整治的施工建設(shè)。研究河段上起濠河口，下迄蘆林潭。濠河口連續(xù)急彎河段位于湘江洪道東支的進(jìn)口，包括進(jìn)口彎道、譚家洲彎道、與星月洲彎道三個緊連的急彎水量主要來自湘江干流及其各支流流域的降水，同時有資水東支匯入。受長江、沅水、澧水入湖后的水位頂托，水文條件十分復(fù)雜，河流動力條件變動大，防洪、港口與各灘之間相互的影響關(guān)系錯綜復(fù)雜。洪道西支的千噸級航道整治工程接近完成，在東支2000噸級航道的整治過程中，不得影響西支已取得的整治效果。因此，為了研究不同水流條件下，險灘整治工程實施前后，該河段水流流態(tài)及特性的變化，分析整
4、治工程對該河段通航和防洪安全的影響，處理好航道整治與行洪的關(guān)系，必須開展該改河段的整治研究，確保整治工程方案達(dá)到預(yù)定的目的。同時也為了對濠河口連續(xù)彎道的通航條件進(jìn)行更為細(xì)致的研究，必須開展船模試驗研究，對相應(yīng)灘險整治方案的通航條件及優(yōu)化提出意見和建議。1.2項目目標(biāo)和主要研究內(nèi)容（要解決的主要技術(shù)難點(diǎn)和問題）1.2.1目標(biāo)（1）利用水流數(shù)學(xué)模型，計算東支整治后的通航水流條件，保持東西支分流比基本不變。（2）利用船舶物理模型，論證濠河口鄰近一段連續(xù)彎道的通航條件，經(jīng)優(yōu)化的整治工程方案被設(shè)計單位采用。通過局部正態(tài)定床河工模型，對濠河口鄰近的一段連續(xù)彎道進(jìn)行船舶模型
5、試驗。本河段在濠河口分汊后立刻連接連續(xù)彎道，水流和航行條件十分復(fù)雜。在充分掌握不同整治方案的水流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過船模試驗，得出船舶航行跡線、漂角、對岸航速等參數(shù)，對該段航道的通航條件進(jìn)行論證，進(jìn)一步優(yōu)化整治方案。2模型的設(shè)計制作本試驗研究采用正態(tài)定床水流物理模型、小尺度自航船模試驗相結(jié)合的研究方法。2.1物理模型的設(shè)計與制作2.1.1物理模型的設(shè)計模型范圍上起下蘿卜洲，東支至洋沙河口上游700m，西支至濠河口下游500m，模擬河道總長9680m（見圖2.1）。模型的幾何比尺受諸多條件和因素的限制。根據(jù)模型范圍、實驗場地條件和船模實驗的需要，采用正態(tài)模型，幾何
6、比尺為1：100。（1）幾何相似：（2）水流運(yùn)動相似：按河工模型水流運(yùn)動相似性基本準(zhǔn)則，定床模型水流運(yùn)動相似應(yīng)滿足重力相似、阻力相似、水流連續(xù)相似等條件。重力相似：阻力相似：采用曼寧糙率公式則流量比尺為：（3）模型設(shè)計的限制條件①考慮模型設(shè)計流量下水深為2.6m，流速為0.5m/s，水溫為20°，求得相應(yīng)模型水流雷諾數(shù)為：滿足模型水流處于阻力平方區(qū)要求。②原型設(shè)計航道水深2.6m，相應(yīng)模型水深為2.6cm，模型水流表面張力的影響很小。2.1.2物理模型制作及布置2.1.2.1模型制作模型制作所依據(jù)的地形圖采用湖南省航務(wù)勘察設(shè)計院施測的2004年2月1：2000
7、測圖和2008年3月1：2000測圖。為了保證斷面高程控制精度，模型采用斷面板法用水泥砂漿刮制而成，制模平面采用三角形導(dǎo)線網(wǎng)控制，共布置121個斷面，模型斷面間距60～80cm，特殊地形采用等高線控制。高程控制誤差小于±1.0mm，平面控制誤差小于±1.0cm，符合《內(nèi)河航道和港口水流泥沙模擬技術(shù)規(guī)程》的要求。2.1.2.2模型加糙根據(jù)湖南省航務(wù)勘察設(shè)計研究院2010～2011年實測的4級流量（洪水、中水、枯水、壅水）水文資料計算，研究河段的綜合糙率為0.024～0.038。相應(yīng)模型糙率為0.012～0.014，采用水泥砂槳抹面，大部分模型河段不需要加糙即可與
8、原河床糙率相似。原河床局部糙率較大的區(qū)
