長江中游嚴重礙航河段監(jiān)利河段航道治理

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1、長江中游嚴重礙航河段—監(jiān)利河段航道治理關鍵技術研究報告簡本1概述長江作為我國第一大河流，是全國內河航運最重要的水運主通道，水運條件十分優(yōu)越。長江干線航運是連接我國東、中、西部地區(qū)的重要紐帶，是實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的重要依托，也是長江沿江經濟持續(xù)、快速發(fā)展的重要支撐。長江中游航道作為長江干線航道的重要組成部分，起著承上啟下的作用，具有顯著的戰(zhàn)略地位和開發(fā)利用價值。長江中游航道條件的好壞，直接關系到水運主通道的整體暢通以及東西部物資交流和經濟交往。由于多年來投資不足，長江中游航道尚未經過大規(guī)模系統(tǒng)整治，在很大程度上仍然處于天然狀態(tài)，通航能力差，受自然條件影響大，“枯水阻航”的現(xiàn)象時有發(fā)生

2、，給長江航運帶來了很多不確定性的因素?？菟诓糠炙佬柰ㄟ^調標、改泓、清障、疏浚等維護措施才能保證航道暢通，如遇不利水文年，甚至出現(xiàn)滯航、礙航現(xiàn)象。位于下荊江的監(jiān)利河段隨著三峽工程的蓄水運用出現(xiàn)了航槽淤淺，航道條件變差的不利變化，成為影響長江中游航道暢通的主要卡口。為了打通長江中游航道的“瓶頸”，監(jiān)利河段的治理十分必要和緊迫。目前國內外對彎曲分汊型淺灘的整治技術并不成熟，因此，交通部西部項目管理中心在2006年度委托長江航道規(guī)劃設計研究院開展“長江典型彎道段淺灘---監(jiān)利河段航道治理關鍵技術研究”，為監(jiān)利河段的治理提供科學依據和技術支持。本項目研究內容包括三個專題：專題一：長江中游

3、典型彎道段淺灘成因及演變機理研究；專題二：長江中游彎曲分汊型淺灘整治參數及方法研究；專題三：長江中游監(jiān)利河段航道演變及治理措施研究。132主要研究內容及成果2.1主要研究內容2.1.1專題一（1）對長江中下游彎曲分汊型河段的平面形態(tài)、水文泥沙特性和河床演變特征等進行廣泛的調研、分析，研究影響彎曲分汊型河段主支汊轉換的主要因素；（2）對收集的彎曲分汊型河段的形態(tài)特征和水流泥沙特性進行總結分析，以監(jiān)利河段為主要研究對象，確定出概化模型試驗所需的參數，建立概化物理模型，設計試驗方案；（3）通過概化模型試驗，對彎曲分汊型河段淺灘成因、演變機理及影響因素進行研究。包括不同彎道中心角、不同分汊

4、系數及不同主支汊河寬比等河床形態(tài)特征，不同來水來沙、分流分沙比等水流泥沙條件下，彎曲分汊型河段的淺灘成因及演變機理；（4）對原型調研和概化模型試驗資料進行理論分析，并結合專題三的試驗資料，探討彎曲分汊型河段的淺灘成因及其與河床沖淤、航道條件變化的關系。2.1.2專題二（1）彎曲分汊型河段通航汊道的選擇依據專題一有關彎曲分汊型河段的水沙運動規(guī)律研究，結合通航條件的要求，提出彎曲分汊型河段通航汊道的選擇原則。（2）彎曲分汊型河段整治參數研究在總結目前已建的類似工程整治參數確定方法的基礎上，根據彎曲分汊型河段的淺灘演變特征，通過理論和經驗方法分析、概化模型試驗，并結合監(jiān)利河段物理模型試驗

5、資料，提出適用于彎曲分汊型河段航道整治參數(整治水位、整治線寬度和整治線線型)確定的建議方法。（3）彎曲分汊型河段整治原則及方法研究通過概化模型試驗，針對不同類型彎曲分汊型河段的礙航特征，探索其相應的整治方法，提出合理可行的治理原則和思路。2.1.3專題三13（1）長江中游嚴重礙航河段—監(jiān)利河段的演變規(guī)律、演變影響因素及礙航特性的分析對三峽工程蓄水前演變過程及特點進行分析（主要包括不同演變階段的灘槽變化、主流變化以及航道條件變化特征等）；分析本河段的來水來沙條件、河床邊界條件、上下游河道變化以及汊道分流分沙變化等因素，弄清影響窯監(jiān)河段年內年際變化的主要因素；分析窯監(jiān)河段的淺灘形態(tài)及

6、成因，結合專題一和專題二的研究成果，弄清監(jiān)利河段淺灘演變規(guī)律及礙航特性。（2）監(jiān)利河段在三峽蓄水運用后的演變趨勢預測對三峽工程蓄水后，三峽水庫下游水沙條件的變化規(guī)律及特點進行分析。在分析三峽工程135m蓄水以來監(jiān)利河段發(fā)生的新變化的基礎上，根據三峽蓄水后不同運用階段來水來沙條件變化，通過河演分析和河工模型試驗相結合的方法，對監(jiān)利河段在三峽蓄水運用后的演變趨勢進行預測。（3）整治工程方案及其分步實施時機和步驟的確定通過綜合分析，確定本河段實施航道整治工程的關鍵部位及整治思路，并根據因勢利導的原則提出若干個整治工程方案，在通過方案比選后，確定最佳的整治工程方案及其分步實施的時機和步驟。

7、2.2項目研究取得的主要成果2.2.1專題一成果為了弄清長江中游典型彎道段淺灘成因及演變機理，選擇彎曲分汊型的監(jiān)利河段為依托工程，自制正態(tài)概化模型進行了清水定床試驗和清水沖刷試驗，通過實地調研、理論分析、概化模型試驗并結合河工模型試驗和數值模擬計算研究，詳細研究了江心洲附近水流脈動動能和紊動強度的分布規(guī)律，系統(tǒng)分析了彎曲分汊河段的水流泥沙運動特點和主支汊轉換機理，深入探討了彎曲分汊河段的淺灘成因及其影響因素等。本專題研究取得的主要成果可歸納為以下幾個方面：（1）根據實