有關(guān)航道彎道整治特征及其方法分析

周晶

【摘要】航道彎道在我國河道類型中屬于一種常見的類型，但是，彎道的存在會改變水流的流態(tài)，使彎道處水流條件復(fù)雜，不利于船舶的航行，易出現(xiàn)掀翻、觸礁等現(xiàn)象。因此，如何治理航道彎曲成為需要迫切解決的問題。本文研究我國航道彎道存在特點和主要類型，通過分析水流在航道彎道流動及礙航特點。提出改善調(diào)整岸線、棄彎取直、筑壩導(dǎo)流等建議。對彎曲航道進(jìn)行整治，采用中順護(hù)岸和短丁壩護(hù)岸等方法，達(dá)到控制彎道發(fā)展的目的。

【關(guān)鍵詞】航道彎道；水流；治理；保護(hù)

引言

航道的彎曲性河段在我國河流中普遍存在，大多數(shù)這樣的航道河段出現(xiàn)在山區(qū)河流中，但在平原河流中也存在。這種河段多出現(xiàn)在山區(qū)的原因，主要是山區(qū)的河床受到地理、地質(zhì)及河水湍急等因素影響，形成了半徑小或者航槽較為狹窄的彎曲性航道。河道的彎曲處易受到物理因素的作用，導(dǎo)致存在彎道周圍岸邊出現(xiàn)橫斷面，使產(chǎn)生的面流指向凹岸。河底段的水流呈螺旋狀，會引起這一河段出現(xiàn)環(huán)流、斜流、掃彎水等復(fù)雜水流運行情況，加大船舶行駛難度。在環(huán)流作用下，會使凹岸的這面，在水流的沖刷下越來越彎曲，導(dǎo)致半徑越來越小，彎曲處對水流的阻力變大，船舶行駛困難，易發(fā)生安全事故。而在汛期，由于水流過大，航道彎曲處容易被河水沖開，發(fā)生裁彎取直的現(xiàn)象，造成更大的財產(chǎn)損失。

1、分析航道彎道的水流特性及礙航的特點

1.1航道彎道的水流特性

我國航道彎曲主要有三種類型：單一型彎曲、連續(xù)型彎曲以及分汊型彎曲。不同彎曲航道造成水流特點不同。在水流進(jìn)入彎道后，水流受到慣性作用，向凹岸移動，使頂沖出現(xiàn)在彎道頂點上部。但是，岸的阻擋會使水流向凸岸流動，這種現(xiàn)象一般延續(xù)到彎道的出口處，這樣會導(dǎo)致彎道越來越彎曲。水流在流動時動力軸線是隨著不同水流情況變化而變化。在枯水時期，水流的流線是彎曲的，而在洪水時期，受到強大慣性作用下，水流會離開凹岸流線變直，出現(xiàn)“低水坐彎，高水走直”的現(xiàn)象。

水流經(jīng)過彎道時，會受到重力、離心力、摩擦力的相互作用，產(chǎn)生橫向環(huán)流。我國山區(qū)由于河岸多為巖石組成，河道一般呈“V”或者“U”型，容易引起不良的流態(tài)，出現(xiàn)泡水現(xiàn)象，導(dǎo)致水面臃高，使船舶航行駛時危險系數(shù)增加。

1.2航道彎道的礙航特點

在不同彎道水流特點影響下，會造成不同的航礙情況，主要有三種情況，首先由于橫向環(huán)流的影響，水中含有的泥沙會在凸岸處堆積，造成河道狹窄。導(dǎo)致在彎道處視線通視不好，船舶在這個區(qū)域操作困難，導(dǎo)致事故的頻發(fā)；

其次是在彎道分汊河段，這樣的河段一般多為淺灘型，在枯水期時水流較小，一般船舶不能通行。這種河段的副槽河床質(zhì)地粗糙不易沖刷，而主槽河床質(zhì)卻恰恰與之相反易于沖刷，所以這個河段易形成彎曲河段。容易形成強烈的環(huán)流，出現(xiàn)泡水的現(xiàn)象，在另一測形成淺灘，因此，在這個河段易發(fā)生擦淺或觸礁；

最后彎道存在水流的掃彎水作用，形成單向環(huán)流，水流流態(tài)混亂，如果船舶不注意，被水流帶到淺灘，會發(fā)生觸礁或翻船。而水道的泡水會使水流更加惡劣，難以預(yù)測，安全系數(shù)降低，易發(fā)生偏離航道、側(cè)翻、掀翻等事故。

2、研究探討航道彎道的保護(hù)治理措施

2.1航道彎道的保護(hù)方法

航道彎道的保護(hù)方法中主要是保護(hù)凹岸，從而達(dá)到控制彎道發(fā)展的目的。保護(hù)凹岸一般采用中順護(hù)岸和短丁壩護(hù)岸兩種方法，在防止凹岸后退的過程中，可以采用增加河水深度、平順護(hù)岸等辦法。護(hù)岸時范圍一般選擇從河岸的不坍塌處到下一個不坍塌處為止，并根據(jù)情況適當(dāng)延伸。如果在中、小河道凹岸岸線不平、水流混亂、部分河段坍塌的嚴(yán)重時，應(yīng)采用短丁壩護(hù)岸進(jìn)行整治，從而達(dá)到控制局部崩塌的作用。假如凹岸這個方位土質(zhì)松散，易被沖刷，這時不僅要采取短丁壩護(hù)岸，還要使用平順護(hù)岸。

2.2航道彎道治理的相關(guān)措施

在我國航道治理主要采用修建整治建筑物和疏通挖槽等辦法，可以改善河流中的不良流態(tài)，使航道能安全通行。針對彎曲河段的水流特點，主要有以下幾種措施治理：

（1）要改善調(diào)整岸線，從而達(dá)到改善水流流態(tài)。由于岸線周圍由巖石組成，會使這個河段曲率半徑過小，或者在凹岸方向有突出的石梁。出現(xiàn)這種情況，應(yīng)采取爆破等方式，進(jìn)行平順岸線，加大彎曲半徑和航岸尺度，改善或改變不良流態(tài)，使彎道環(huán)流得到改善調(diào)整；

（2）當(dāng)對彎道治理難以見到成效，不能改善彎道流態(tài)時，就應(yīng)采用最簡單、最直接的方法：棄彎選直，改變航道開辟新槽。但是，在新開航槽時，要慎重，確定好新槽的設(shè)計水位、尺寸、水流流速等要求。在原有彎道上修建丁壩，建立分流槽，在進(jìn)口處挖深、拓寬航道，使航道呈喇叭形，這樣利于船舶的自由通過；

（3）當(dāng)航道中河彎延伸很長、形成河環(huán)或出現(xiàn)淺灘等狀況時，會對航行造成極大影響。如果彎道進(jìn)口過于狹窄，尤其與航道彎道的斷面相比，會導(dǎo)致水流的流速減慢，使河水中泥沙淤積，航槽變淺，不利于在枯水期船舶行駛，這時，我們可以考慮筑壩導(dǎo)流，束窄河床，增加航深，便于船舶的行駛。

3、結(jié)語

綜上所述，航道彎道受到水流、地質(zhì)的影響較大，而航道彎曲處水流復(fù)雜，存在橫向流，導(dǎo)致泥沙堆積，使船舶在行駛過程中易發(fā)生危險。因此，航道彎道的治理是必要的。在整治過程中，需要結(jié)合彎道的水流及航道發(fā)生礙航特點，進(jìn)行分析，不同情況下水流的流態(tài)，進(jìn)行針對性治理。這樣才可以標(biāo)本兼治，保證船舶行駛的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]吳保生，張原鋒，申冠卿等.維持黃河主槽不萎縮的水沙條件研究[M].鄭州：黃河水利出版社.2010，（03）：31-40

[2]侯素珍，常溫花，王平等.黃河內(nèi)蒙古河段河床演變特征分析[J].泥沙研究.2010（03）：44-50

[3]劉建民，劉俊濤.沙卵石淺灘整治水位及整治線寬度確定方法的研究閉.水道港日.2004（S1）：19-25.