舒樂河淺灘航道整治工程整治效果分析

曹錫山

(黑龍江省航道局,哈爾濱 150026)

1 淺灘概況

舒樂河淺灘位于松花江哈爾濱下游355k m處,是依佳河段嚴(yán)重礙航淺灘之一。淺灘位于該河段的放寬段,河寬700m,上下段河寬均在600 m左右。舒樂河在淺灘中部北岸匯入。江心有一淺洲將枯水期水流分為左右兩股,左支為現(xiàn)行維護(hù)航道。河床組成多為卵石或礫石。

2 淺灘成因

該河段多年河床相對穩(wěn)定,局部存在沖淤變化。比較1973、1993、1996、1997年河道地形,該河段平面形態(tài)相對穩(wěn)定,岸線、洲灘、航線等變化不大。1973年左支2.0 m等深線貫通,而 1993、1996年左支淤積,致使2.0 m等深線中斷。右支略有發(fā)展,并且江心洲洲尾及舒樂河溪口灘淤長。

舒樂河淺灘位于白玉通下的放寬段處,放寬系數(shù)達(dá) 1.2,與上段相比,該段水流挾沙能力相對較小,存在泥沙落淤的可能。另外,該河段左岸側(cè)有舒樂河匯入,汛期挾帶大量泥沙匯入主河道并落淤在口門段,由于主河道水流挾沙能力相對較弱,形成較典型的溪口灘,并將枯水期水流分為兩股。

從淺灘斷面水力特性可以得出,該淺灘流量與流速、水深等水力要素呈非線性關(guān)系,4 000m3/s流量以下該河段流速小(1.2～1.4 m/s),比降大(1.0%～6.5%),水流挾沙能力較上、下段為小,造成了局部輸沙不平衡。水流分散,水流挾沙能力小是形成該淺灘的主要原因。

3 整治方案

①整治原則:本河段采取的整治原則是“低水治理、整疏結(jié)合、上下一致、穩(wěn)定航道”。②整治標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)航道尺度為航深1.8 m,航寬70 m,彎曲半徑 ＞500 m;通航保證率為95%。③整治水位及流量:考慮到行洪和防冰等因素,整治水位確定為設(shè)計(jì)水位上0.5～1.0 m,即丁壩頂高為設(shè)計(jì)水位上0.5m,鎖壩頂高為設(shè)計(jì)水位上1.0 m。相應(yīng)依蘭、佳木斯站整治流量分別為1 200 m3/s、1 600m3/s。④整治方案:本淺灘以整疏結(jié)合、充分利用疏浚棄土作為治理措施。由于南側(cè)深泓位于彎道的凸岸,受彎道環(huán)流影響,疏浚工程實(shí)施后挖槽穩(wěn)定性較差,參考數(shù)學(xué)模型推薦的方案,確定北側(cè)深泓為設(shè)計(jì)航線,設(shè)置挖槽 1處,挖泥棄土部分拋至南側(cè)丁壩壩田內(nèi),堵塞南深泓,促進(jìn)北側(cè)深泓的沖刷和穩(wěn)定,部分棄土輸送至岸上。同時(shí)在南岸布設(shè)丁壩 5座,縮窄河寬,調(diào)整枯水期水流流態(tài)以穩(wěn)定挖槽。

4 整治效果

該淺灘工程于 2002年開工建設(shè),2003年完成工程主體部分。通過工程實(shí)施前后水文數(shù)據(jù)驗(yàn)算,在整治工程實(shí)施后,水力要素有明顯的變化,在整治水位下,舒樂河淺區(qū)段水位壅高 0.10～0.30 m,流速增加0.20～0.40 m/s。水面平均比降由 0.32‰提高到 0.52‰,經(jīng)過 2個(gè)水文年后1.7 m水深線仍能貫通,說明整治工程措施合理,挖槽穩(wěn)定性較好,沒有出現(xiàn)回淤現(xiàn)象,取得了良好的整治效果。

圖1 工程整治方案布置圖

表1 流速變化對比表

表2 整治前后典型斷面水位變化表

5 結(jié) 語

1)在整治原則上采取了整治整治與疏浚相結(jié)合的方法,充分發(fā)揮了兩者的各自特點(diǎn),使流態(tài)得到了很好的調(diào)整,枯水期的礙航狀況得到了很好的改善。

2)淺灘挖槽布設(shè)比較合理,無論是從挖槽方向與流速的交角,還是挖槽的長度和斷面尺寸,都設(shè)計(jì)得較為合理,從浚后實(shí)際效果和水力計(jì)算結(jié)果來看,浚后挖槽較穩(wěn)定,達(dá)到了預(yù)期的整治效果和設(shè)計(jì)要求,說明治理原則和標(biāo)準(zhǔn)是正確的,整治方案是合理的。

[1] 華東水利學(xué)院,等.河流動(dòng)力學(xué)[M].北京:人民交通出版社, 1980.

[2] 華東水利學(xué)院,重慶交通學(xué)院.航道整治[M].北京:人民交通出版社,1980.

[3] 黑龍江航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院 .松花江依蘭至佳木斯河段航道整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].哈爾濱:黑龍江航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院, 2002.

[4] 王義安,等.松花江依蘭至佳木斯河段航道整治研究[R].天津:交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所,1998.