平原河道整治工程對(duì)內(nèi)河航運(yùn)影響探究

安徽省明光市水務(wù)局燕子灣水庫管理所 牛子燕

平原河道整治工程對(duì)內(nèi)河航運(yùn)影響探究

安徽省明光市水務(wù)局燕子灣水庫管理所 牛子燕

一、水利工程對(duì)航運(yùn)的影響

內(nèi)河航運(yùn)在綜合運(yùn)輸體系中優(yōu)勢(shì)比較明顯，是最能體現(xiàn)資源節(jié)約、環(huán)境友好的一種運(yùn)輸方式，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)和作用，大力提高航道運(yùn)輸能力和服務(wù)水平，對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型具有重要的意義。水利工程如果建在有航運(yùn)功能的河道上時(shí)，必須要考慮工程實(shí)施對(duì)航運(yùn)產(chǎn)生的影響，不然很有可能造成航道堵塞、航道斷航等后果，阻礙當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。所以現(xiàn)在水利工程在設(shè)計(jì)階段都要對(duì)航運(yùn)的影響進(jìn)行專門的影響性分析，處理好工程建設(shè)與航運(yùn)發(fā)展之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展，如王遠(yuǎn)璋等分析了南水北調(diào)中線工程對(duì)漢江航運(yùn)的影響，并從漢江航運(yùn)在湖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位和作用出發(fā)，進(jìn)行一定的補(bǔ)償和采取對(duì)策措施。趙志舟等分析嘉陵江廣元城區(qū)河段為多個(gè)連續(xù)彎道組成的復(fù)雜河灣，彎道阻力大，行洪能力弱，導(dǎo)致廣元城區(qū)洪災(zāi)頻繁，損失十分嚴(yán)重。為了提高廣元市城區(qū)河段的防洪能力，擬實(shí)施嘉陵江塔山灣河段裁彎綜合治理工程，但工程對(duì)河勢(shì)和航運(yùn)的影響較大。通過河工模型實(shí)驗(yàn)，主要從通航角度對(duì)單一裁彎方案、雙河并存裁彎方案的布置與整治效果進(jìn)行了分析比較，雙河并存方案老河槽內(nèi)通航條件較好、對(duì)河勢(shì)的影響相對(duì)較小，選擇其為推薦實(shí)施方案。何偉根據(jù)三峽庫區(qū)航道跟蹤和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取得的資料，較詳細(xì)地剖析了三峽庫區(qū)對(duì)航運(yùn)的積極影響及存在問題，提出了有待解決的若干問題，對(duì)管理部門關(guān)于航運(yùn)管理的決策有一定的參考作用。章厚玉等分析了丹江口水庫樞紐對(duì)漢江航運(yùn)的影響，認(rèn)為其修建使?jié)h江通航條件得到了大幅度的改善。鄭民介紹了飛來峽水利樞紐和整個(gè)北江流域的航運(yùn)情況，分析了工程建成后對(duì)北江航運(yùn)的影響，提出了改善北江航運(yùn)的建議。馬殿光等認(rèn)為第二松花江哈達(dá)山水利樞紐建成后，其主要功能為向外調(diào)水。通過研究樞紐對(duì)下游哈達(dá)山至三岔河口河段河床演變及通航產(chǎn)生的影響，為航道部門尋求維持目前航道現(xiàn)狀條件下的補(bǔ)償措施提供了理論支持。管益平等認(rèn)為彭水電站在調(diào)峰過程中下泄的非恒定水流將對(duì)航運(yùn)產(chǎn)生一定的影響，通過非恒定流演算，對(duì)電站的日調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了分析，提出了解決方案，滿足了下游航運(yùn)的水流流態(tài)的要求。

二、太嘉河工程對(duì)干線航道護(hù)岸結(jié)構(gòu)的影響

太嘉河工程湖州段主要利用湯樓港和東宗線，航道兩岸現(xiàn)有護(hù)岸結(jié)構(gòu)以漿砌塊石衡重式護(hù)岸為主，如圖1所示。

護(hù)岸結(jié)構(gòu)的高程設(shè)計(jì)以最低、最高通航水位為依據(jù)，頂部防護(hù)至最高通航水位50cm以上，以保證在船舶船行波爬高的影響下免受沖刷；護(hù)岸基礎(chǔ)設(shè)置在最低通航水位以下70~100cm，并結(jié)合護(hù)岸前沿防沖刷及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求，在基礎(chǔ)前沿設(shè)置50~100cm深的硅前趾。該結(jié)構(gòu)在湖州地區(qū)應(yīng)用最為普遍，使用情況良好。

1. 護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析。太嘉河工程湖州段主要利用湯樓港和東宗線航道，屬平原運(yùn)河河道，現(xiàn)河道比降較小，流速平緩，河道兩岸修建護(hù)岸結(jié)構(gòu)后，基本可以不考慮水流對(duì)河道岸坡的影響。

影響護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素除了施工質(zhì)量、地基處理不當(dāng)外，還有因基礎(chǔ)或坡腳淘刷而引起護(hù)岸結(jié)構(gòu)或岸坡失穩(wěn)。而對(duì)基礎(chǔ)前沿的沖刷主要來自船行波的影響，所以通過對(duì)船行波影響下底部泥沙穩(wěn)定性的計(jì)算來判斷現(xiàn)有護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2. 太嘉河工程對(duì)干線航道水流的影響分析。太嘉河工程對(duì)干線航道的影響之一是橫向流速。根據(jù)太嘉河工程實(shí)施方案的設(shè)計(jì)，太嘉河工程兼有引水和排洪功能，引水流量設(shè)計(jì)為50m3/s，此時(shí)東宗線航道內(nèi)水流流速為0.34m/s，相對(duì)與之橫向相交的湖嘉申線和京杭大運(yùn)河航道而言，橫向流速可達(dá)0.30m/s以上。當(dāng)排泄洪水時(shí)，河道內(nèi)由于馬腰以北河道為封閉控制，洪峰進(jìn)入東宗線的流量也基本為208m3/s，此時(shí)東宗線航道上水位已經(jīng)超過護(hù)岸頂標(biāo)高0.1米，而計(jì)算出東宗線航道內(nèi)流速為 0.76m/s，故交叉口的主航道內(nèi)的橫向流速可達(dá) 0.70m/s以上。

當(dāng)太嘉河引流流時(shí)航道處于運(yùn)行狀態(tài)，與東宗線交叉的干線航道內(nèi)存在相同大小的橫向流速，不利于船舶安全行駛，特別容易使交叉航道中的船舶偏離航線，造成事故，需要采取必要的措施，確保航行安全。

當(dāng)太嘉河泄流洪峰流量為208m3/s時(shí)，航道處于封航狀態(tài)，雖然對(duì)船舶航行不造成安全隱患，但是洪水已經(jīng)漫過護(hù)岸頂標(biāo)高，且此時(shí)航道流速為 0.76m/s，影響護(hù)岸的穩(wěn)定。

3. 太嘉河工程對(duì)干線航道網(wǎng)通航橋梁的影響。太嘉河工程建設(shè)將有利于改善相關(guān)河道的引流和泄洪條件，但同時(shí)也可能會(huì)改變干線航道最高通航水位，這就意味著許多干線航道網(wǎng)內(nèi)跨河橋梁由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不足，特別是東宗線航道上的橋梁，將需要進(jìn)行改建或拆除。但是太嘉河工程實(shí)施方案中，未分析引流對(duì)干線航道的最高通航水位的變化和主干線中流速增加引起的橋區(qū)橫向流速變化。

由于湖州地區(qū)干線航道上跨河橋梁眾多，特別是湖嘉申線剛剛經(jīng)過橋梁改造，橋梁的通航凈高和凈寬是按現(xiàn)有的最高通航水位計(jì)算的。由于太嘉河擬與東宗線、湖嘉申線和京杭大運(yùn)河有部分共線段，將很有可能造成許多跨河橋梁的通航凈空不足，造成安全隱患，降低航道的等級(jí)；另外，由于太嘉河工程建設(shè)以后，主干線航道在引流和泄洪情況下，流速將達(dá)到0.34~0.76m/s，東宗線航道上3座橋梁，如楊堡塘橋、馬腰大橋、應(yīng)家橋建造時(shí)間較早，橋梁的通航凈寬和凈空不能滿足現(xiàn)在航道的要求。另外就是與東宗線相交航道上與交叉口近的河段的橋梁，如四家村橋、東遷大橋，離東宗線很近，橋區(qū)附近可能會(huì)產(chǎn)生橫向流速的影響，需要加大跨徑，或是采取一定的工程措施，保證航道的暢通安全。