圖們江圖們市區(qū)航道維護(hù)工程研究

鞏志波 楚寶慶 劉臣

摘 要：圖們江是中朝界河，圖們江江上游是圖們市旅游發(fā)展的引擎與發(fā)動機(jī)。針對圖們河段礙航問題，首先對河道特征及礙航特點(diǎn)進(jìn)行了分析，確定了航道維護(hù)措施為“疏?！?，航道走向布置原則為“利用深槽、走向平順、改善流態(tài)、不對堤岸安全產(chǎn)生影響”，然后給出了滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的維護(hù)方案，最后對維護(hù)方案通航水流條件進(jìn)行了分析，為類似研究提供了科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：通航條件;流態(tài);水面比降;航道底坡

中圖分類號：U615? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）04-0117-03

吉林省圖們市位于圖們江下游左岸，市區(qū)河段有鐵路、公路與朝鮮相通，是我國對朝鮮的第二大陸路口岸。

圖們市地理位置得天獨(dú)厚，是鑲嵌在圖們江畔的璀璨明珠，具有“圖們江畔第一城”之美譽(yù)，圖們江江上游是圖們市旅游發(fā)展的引擎與發(fā)動機(jī)。圖們市旅游碼頭位于圖們市區(qū)，旅游碼頭至上游鐵路橋河段是水上旅游的核心河段，但由于河床變化，近年船舶已不能通過公路橋抵達(dá)鐵路橋， 為此對該河段進(jìn)行通航維護(hù)性治理。

1河段現(xiàn)狀通航條件

1.1河道特征

圖們江圖們旅游碼頭核心航道段上起圖們鐵路橋、下至旅游碼頭河段微彎，枯水河寬基本介于30～60m，水流基本自南向北流。圖們城區(qū)處于圖們江西岸，岸邊堤防完整，岸坡多為砌石和樹木，河床基本為卵石覆蓋。

1.2 航道條件

圖們江冬季冰封，河道冰封前和解凍后發(fā)生流凌，暢流期為4月～11月。圖們江圖們航道段通航等級為內(nèi)河Ⅶ級，航道尺度為24×0.70×130m（航寬×航深×曲率半徑）。圖3為航道現(xiàn)狀設(shè)計通航流量下水面線和地形縱剖面，水位和地形沿程變化具有下述特點(diǎn)。

（1）水位受局部地形控制明顯，距常年水尺300m（旅游碼頭）、600m、850m（公路橋）、1400m（鐵路橋）為明顯大比降河段，鐵路橋至旅游碼頭河段水面總比降為2.10‰。

（2）礙航基本出現(xiàn)大比降河段，航道最大水深1.75m、最小水深0.22m、平均水深0.74m，水深小于0.70m。其中最小水深出現(xiàn)在公路橋上游，礙航河段占比為55.9%。

2維護(hù)方案

圖們江為界河，根據(jù)河段特點(diǎn)，確定航道維護(hù)措施為“疏浚”，航道走向布置原則為“利用深槽、走向平順、改善流態(tài)、不對堤岸安全產(chǎn)生影響”。

2.1平面尺度設(shè)計

圖們江圖們航道段通航等級為內(nèi)河Ⅶ級，航道尺度為24×0.70×130m（航寬×航深×曲率半徑），考慮通航需求，研究對上游船舶調(diào)頭區(qū)、公路橋橋區(qū)航道、下游旅游碼頭回旋水域進(jìn)行了專項設(shè)計，設(shè)計依據(jù)《河港工程總體設(shè)計規(guī)范》[1]和《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》[2]進(jìn)行。

2.1.1上游調(diào)頭區(qū)

旅游船出發(fā)和最終?？看a頭均為圖們旅游碼頭，為此在航道上游設(shè)調(diào)頭區(qū)。調(diào)頭水域平面尺度：垂直水流方向?qū)挾?7 m，順?biāo)鞣较蜷L度40m。

2.1.2躉船下游回旋水域

旅游碼頭為躉船，躉船尾部為旅游船頂靠泊位，設(shè)置旋轉(zhuǎn)水域。躉船下游回旋水域直徑27m。

2.1.3公路橋橋區(qū)航道

圖們公路橋位于河段中部，疏浚方案按雙孔通航設(shè)計，橋區(qū)河段航道走向與橋墩軸線平行。橋區(qū)河段枯水河槽順直，考慮橋區(qū)航道與上下游航道的銜接，設(shè)計時橋區(qū)河段航道順直段長度上游取50m、下游取30m。

2.2航道底坡及挖深設(shè)計

河道航深不足基本出現(xiàn)在大比降河段，考慮便于施工，結(jié)合水面線和地形沿程變化特點(diǎn)，航道疏浚采取“分段統(tǒng)一底坡”控制，底坡等于河段水位比降。設(shè)計將河段分成4個子河段，子河段節(jié)點(diǎn)基本位于水位上下游比降突變的交點(diǎn)（深水）處，表1和圖4為節(jié)點(diǎn)航道控制底高程和航道底坡，航道縱向底坡介于1.5～2.6%。

3方案效果分析

3.1 水位水深

表2為航道工程前后水位與水深統(tǒng)計，圖5為航道工程前后水位和航中線地形縱剖面圖。

3.1.1水深

工程后航道最小水深0.72m，平均水深0.82m，水深全部大于0.70m，滿足通航要求。

3.1.2水位

上游比16水尺處水位降落0.05m，疏浚對上游影響有限;水位降落最大0.41m、平均0.22m，水位降落利于防洪，同時水位降落減小了局部河段水位差，利于船舶航行安全。

3.2流速流態(tài)

3.2.1流速

表3為工程前后流速及其變化，流速工程前介于0.04～2.21m/s之間、平均1.06m/s，流速工程后介于0.51～1.63m/s之間、平均1.21m/s。工程后最大流速1.63m/s流速，流速大小不影響船舶正常航行;工程前后比較表明，小流速增大，大流速減小，沿程流速變幅減小，利于船舶航行安全。

3.2.2流態(tài)

圖6為調(diào)頭區(qū)、公路橋橋區(qū)和圖們旅游碼頭河段流場[3]。工程后水流歸槽明顯，航道處于主流區(qū)、航道走向與水流流向基本一致、水流流向與上下游連接平順，無不良流態(tài)。

碼頭水域流速橫向分布均勻、縱向分布變化小、水流流向與航道走向一致，無影響船舶航行和調(diào)頭轉(zhuǎn)向的不良流態(tài)。

4結(jié)論

（1）河段水位受局部地形控制明顯，地形隆起處上游水面緩、比降小，地形隆起處及其下游水面陡、比降大，礙航原因主要為水深、航寬不足，礙航出現(xiàn)在局部大比降河段。

（2）維護(hù)方案實施后，航道水深大于0.70 m、流速介于0.50～1.65m/s，水流流向與航道走向基本一致，無不良流態(tài)，通航水流條件滿足通航要求。

（3）航道布于深槽，維護(hù)方案實施后水位降落對防洪有利;上游水位降落0.05m，工程對上游影響有限。

綜合分析表明，航道維護(hù)方案實施后，航道通航條件優(yōu)良，對防洪無不良影響，對河道上游工程也影響有限。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTJ212-2006，河港工程總體設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB50139-2014，內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 劉臣，楊宗默.海南環(huán)島游公路昌江大橋通航水流條件分析[J].中國水運(yùn)，2020，20（10）：9-11.