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    胡家灘航道整治方案數(shù)學(xué)模型推演

    2014-10-23 19:49李德華
    中國水運(yùn) 2014年9期

    李德華

    摘 要:根據(jù)重慶主城河段航道條件和水動(dòng)力條件變化規(guī)律,結(jié)合航道整治原則及整治目標(biāo),對(duì)胡家灘提出的整治方案進(jìn)行二維水流數(shù)值模擬計(jì)算。通過對(duì)航槽沖淤變化及各斷面輸沙強(qiáng)度變化分析,航槽回淤量甚微,不易出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn),整治效果比較穩(wěn)定。

    關(guān)鍵詞:彎曲河流 二維數(shù)學(xué)模型 航道整治

    胡家灘水道位于長(zhǎng)江上游重慶市巴南區(qū)河段,航道里程從675km至681km。該河段內(nèi)航槽流態(tài)較為紊亂,多處出現(xiàn)泡漩水,水動(dòng)力軸線與航槽中軸線偏角達(dá)到20°,邊灘由于復(fù)雜的平面形態(tài)多處有回流、亂流現(xiàn)象,航道條件十分惡劣。根據(jù)《長(zhǎng)江干線航道總體規(guī)劃綱要》,到2020年,該河段航道等級(jí)為Ⅰ級(jí),航道尺度3.5m×150m×1000m,目前該河段維持2.7m×50m×560m的Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)都困難,因此該河段的航道整治工程十分必要。為反映航道整治工程實(shí)施前后,水流條件改善效果,應(yīng)用二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)算,為整治方案提供一定的理論依據(jù)。

    數(shù)學(xué)模型建立

    1、控制方程

    采用沿水深平均的封閉淺水方程組描述二維水流運(yùn)動(dòng),基本控制方程為

    2、邊界條件

    2.1初始條件

    2.2開邊界

    3、控制斷面選取與模型驗(yàn)證

    胡家灘下游0.85公里處有落中子水位站,上游12公里左右為釣二嘴水位站,選取這兩個(gè)水位站,作為二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)出口的控制條件。計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位基本一致,大多數(shù)驗(yàn)證水尺的水位誤差都小于0.1m,從沿程水位線的坡降分布來看,計(jì)算值也與實(shí)測(cè)值較為吻合,達(dá)到了相似要求。計(jì)算流速與實(shí)測(cè)值變化趨勢(shì)基本一致。

    整治方案布置

    1、整治基本原則

    針對(duì)整治河段的灘險(xiǎn)特性,提出如下整治原則:① 因勢(shì)利導(dǎo),充分利用河道有利條件,綜合考慮河勢(shì)、河床特征及水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律,確定投資省、效果好的航道整治方案。②筑壩和炸礁相結(jié)合,合理布置疏浚挖槽和整治建筑物,充分發(fā)揮整治建筑物在三峽水庫蓄水前和消落期束水導(dǎo)流和改善泥沙分布的作用。③綜合考慮整治工程對(duì)上下游河段的影響,避免灘險(xiǎn)整治后,其上、下游河段又出現(xiàn)新的礙航灘險(xiǎn)。

    2、整治平面布置

    在胡家灘灘頭外側(cè)筑洲頭壩(見圖1),為適應(yīng)左岸主槽走勢(shì),壩體分為兩段,上段長(zhǎng)420m,下段長(zhǎng)385m,兩段壩體均基本與疏浚挖槽右邊界平行,夾角約10°,壩頂高程為設(shè)計(jì)水位以上4.0m(高程170.60m)。疏浚范圍由洲頭壩壩頭的牛草溝至胡家灘灘尾,平面形態(tài)為不規(guī)則多邊形,疏浚面積89000m2。

    右岸布置1、2、3號(hào)丁順壩,其中1號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)100m,勾頭部分L2長(zhǎng)140m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。2號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)120m,勾頭部分L2長(zhǎng)160m,夾角約132°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約23°。3號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)140m,勾頭部分L2長(zhǎng)65m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。

    3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頂寬3m,高程170.60m,平坡,兩側(cè)邊坡均為1:2,壩頭坡為1:4,壩尾坡為1:3。挖槽設(shè)計(jì)水深3.7m(挖槽后河床底高程162.90m),挖槽邊坡1:3。壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頭頂部高程為設(shè)計(jì)水位以上3.0m(1、2、3號(hào)丁順壩高程分別為169.60m、169.50m、169.40m),寬10m,壩頂縱坡為1:140,兩側(cè)邊坡為1:1.5,壩頭坡為1:1.5,壩尾坡為1:1.5。

    結(jié)果分析

    1、整治水位下航道條件變化

    1.1流場(chǎng)變化

    整治前,胡家灘河段航槽水淺、流速大,航槽右側(cè)水流散亂流向右岸的倒鉤磧,整治后,該河段右岸水流受丁壩引導(dǎo),流向線向主流方向偏轉(zhuǎn),趨向航槽流動(dòng),1、2、3號(hào)丁壩附近水流流速下降,壩后水流明顯減小,邊灘水流歸槽,航槽內(nèi)水深增加,流速放緩,整個(gè)河段內(nèi)水流結(jié)構(gòu)分布更為平順,流態(tài)有所改善。

    1.2最大局部比降和最大流速組合

    從上表可知,整治后斷面因丁壩引導(dǎo)、大量水流匯入主槽引起最大流速升高,斷面最大局部水面比降、最大流速、都呈下降趨勢(shì),可見整治后水流流態(tài)更加平順,航道條件有所改善。

    2、整治效果穩(wěn)定性分析

    2.1航槽沖淤變化

    輸沙帶的分布與流速分布密切相關(guān),且斷面局部位置輸沙強(qiáng)度的大小取決于其流速大小。

    由圖2可知,在整治流量下,整治后,斷面流速分布與整治前基本一致,因此可認(rèn)為在上游來流量相同的情況下,整治后主城河段的輸沙帶分布與整治前大致相同,不會(huì)發(fā)生較大變化,航槽內(nèi)不會(huì)因?yàn)檩斏硯Х植嫉淖儎?dòng)而產(chǎn)生大量淤積。同時(shí),由于重慶主城河段航槽基本位于輸沙帶,因此如果航槽內(nèi)地形邊界、水流條件的變化較大將迫使水流結(jié)構(gòu)調(diào)整,導(dǎo)致新的沖淤平衡。

    整治區(qū)域航槽底部因疏浚高程降低,水深增加,流速下降,而航槽外側(cè)的丁壩束窄河段,減小過水面積,加大流速,兩者綜合作用后航槽內(nèi)的流速較整治前略有減?。ū?),導(dǎo)致航槽內(nèi)水流輸沙強(qiáng)度略有下降,但航槽流速、輸沙強(qiáng)度下降幅度不大,不會(huì)導(dǎo)致大量泥沙落淤。

    2.2各斷面輸沙強(qiáng)度變化

    在同一級(jí)流量下,斷面的輸沙能力與斷面平均水深及平均流速的乘積值成正比,將整治流量下整治方案前后胡家灘斷面的值變化列于表3。

    表3 整治流量下整治前后值變化

    從表3可看出,在整治流量下,整治后斷面的水深略有增加,變化幅度非常小,加上重慶主城河段河床大都由堅(jiān)硬的基巖組成,巖性穩(wěn)定,不易沖刷變形,因此可認(rèn)為主城河段采用該整治方案后,各斷面輸沙強(qiáng)度變化不大,不容易出現(xiàn)某些斷面因輸沙強(qiáng)度變化較大而引起河床形態(tài)重大調(diào)整,導(dǎo)致新的礙航灘險(xiǎn)。

    結(jié)論

    整治后,各灘險(xiǎn)航槽內(nèi)水位上升、流速下降、水面比降放緩,船舶的自行上灘通航水力指標(biāo)下降,航道尺度均達(dá)到Ⅰ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)(3.5m×150m×1000m)。航道條件大有改善,整治效果良好。

    通過分析整治前后水動(dòng)力條件變化,認(rèn)為整治后輸沙帶分布不會(huì)發(fā)生變化,航槽內(nèi)的流速、水面比降、輸沙強(qiáng)度均略有減小,但下降幅度不大,不會(huì)引起航槽內(nèi)大量落淤,各斷面輸沙強(qiáng)度有增有減,均為小幅變動(dòng),不容易引起河床重大變化,從而出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn)。因此可認(rèn)為整治效果比較穩(wěn)定。

    (作者單位:重慶交通大學(xué)河海學(xué)院)

    摘 要:根據(jù)重慶主城河段航道條件和水動(dòng)力條件變化規(guī)律,結(jié)合航道整治原則及整治目標(biāo),對(duì)胡家灘提出的整治方案進(jìn)行二維水流數(shù)值模擬計(jì)算。通過對(duì)航槽沖淤變化及各斷面輸沙強(qiáng)度變化分析,航槽回淤量甚微,不易出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn),整治效果比較穩(wěn)定。

    關(guān)鍵詞:彎曲河流 二維數(shù)學(xué)模型 航道整治

    胡家灘水道位于長(zhǎng)江上游重慶市巴南區(qū)河段,航道里程從675km至681km。該河段內(nèi)航槽流態(tài)較為紊亂,多處出現(xiàn)泡漩水,水動(dòng)力軸線與航槽中軸線偏角達(dá)到20°,邊灘由于復(fù)雜的平面形態(tài)多處有回流、亂流現(xiàn)象,航道條件十分惡劣。根據(jù)《長(zhǎng)江干線航道總體規(guī)劃綱要》,到2020年,該河段航道等級(jí)為Ⅰ級(jí),航道尺度3.5m×150m×1000m,目前該河段維持2.7m×50m×560m的Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)都困難,因此該河段的航道整治工程十分必要。為反映航道整治工程實(shí)施前后,水流條件改善效果,應(yīng)用二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)算,為整治方案提供一定的理論依據(jù)。

    數(shù)學(xué)模型建立

    1、控制方程

    采用沿水深平均的封閉淺水方程組描述二維水流運(yùn)動(dòng),基本控制方程為

    2、邊界條件

    2.1初始條件

    2.2開邊界

    3、控制斷面選取與模型驗(yàn)證

    胡家灘下游0.85公里處有落中子水位站,上游12公里左右為釣二嘴水位站,選取這兩個(gè)水位站,作為二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)出口的控制條件。計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位基本一致,大多數(shù)驗(yàn)證水尺的水位誤差都小于0.1m,從沿程水位線的坡降分布來看,計(jì)算值也與實(shí)測(cè)值較為吻合,達(dá)到了相似要求。計(jì)算流速與實(shí)測(cè)值變化趨勢(shì)基本一致。

    整治方案布置

    1、整治基本原則

    針對(duì)整治河段的灘險(xiǎn)特性,提出如下整治原則:① 因勢(shì)利導(dǎo),充分利用河道有利條件,綜合考慮河勢(shì)、河床特征及水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律,確定投資省、效果好的航道整治方案。②筑壩和炸礁相結(jié)合,合理布置疏浚挖槽和整治建筑物,充分發(fā)揮整治建筑物在三峽水庫蓄水前和消落期束水導(dǎo)流和改善泥沙分布的作用。③綜合考慮整治工程對(duì)上下游河段的影響,避免灘險(xiǎn)整治后,其上、下游河段又出現(xiàn)新的礙航灘險(xiǎn)。

    2、整治平面布置

    在胡家灘灘頭外側(cè)筑洲頭壩(見圖1),為適應(yīng)左岸主槽走勢(shì),壩體分為兩段,上段長(zhǎng)420m,下段長(zhǎng)385m,兩段壩體均基本與疏浚挖槽右邊界平行,夾角約10°,壩頂高程為設(shè)計(jì)水位以上4.0m(高程170.60m)。疏浚范圍由洲頭壩壩頭的牛草溝至胡家灘灘尾,平面形態(tài)為不規(guī)則多邊形,疏浚面積89000m2。

    右岸布置1、2、3號(hào)丁順壩,其中1號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)100m,勾頭部分L2長(zhǎng)140m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。2號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)120m,勾頭部分L2長(zhǎng)160m,夾角約132°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約23°。3號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)140m,勾頭部分L2長(zhǎng)65m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。

    3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頂寬3m,高程170.60m,平坡,兩側(cè)邊坡均為1:2,壩頭坡為1:4,壩尾坡為1:3。挖槽設(shè)計(jì)水深3.7m(挖槽后河床底高程162.90m),挖槽邊坡1:3。壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頭頂部高程為設(shè)計(jì)水位以上3.0m(1、2、3號(hào)丁順壩高程分別為169.60m、169.50m、169.40m),寬10m,壩頂縱坡為1:140,兩側(cè)邊坡為1:1.5,壩頭坡為1:1.5,壩尾坡為1:1.5。

    結(jié)果分析

    1、整治水位下航道條件變化

    1.1流場(chǎng)變化

    整治前,胡家灘河段航槽水淺、流速大,航槽右側(cè)水流散亂流向右岸的倒鉤磧,整治后,該河段右岸水流受丁壩引導(dǎo),流向線向主流方向偏轉(zhuǎn),趨向航槽流動(dòng),1、2、3號(hào)丁壩附近水流流速下降,壩后水流明顯減小,邊灘水流歸槽,航槽內(nèi)水深增加,流速放緩,整個(gè)河段內(nèi)水流結(jié)構(gòu)分布更為平順,流態(tài)有所改善。

    1.2最大局部比降和最大流速組合

    從上表可知,整治后斷面因丁壩引導(dǎo)、大量水流匯入主槽引起最大流速升高,斷面最大局部水面比降、最大流速、都呈下降趨勢(shì),可見整治后水流流態(tài)更加平順,航道條件有所改善。

    2、整治效果穩(wěn)定性分析

    2.1航槽沖淤變化

    輸沙帶的分布與流速分布密切相關(guān),且斷面局部位置輸沙強(qiáng)度的大小取決于其流速大小。

    由圖2可知,在整治流量下,整治后,斷面流速分布與整治前基本一致,因此可認(rèn)為在上游來流量相同的情況下,整治后主城河段的輸沙帶分布與整治前大致相同,不會(huì)發(fā)生較大變化,航槽內(nèi)不會(huì)因?yàn)檩斏硯Х植嫉淖儎?dòng)而產(chǎn)生大量淤積。同時(shí),由于重慶主城河段航槽基本位于輸沙帶,因此如果航槽內(nèi)地形邊界、水流條件的變化較大將迫使水流結(jié)構(gòu)調(diào)整,導(dǎo)致新的沖淤平衡。

    整治區(qū)域航槽底部因疏浚高程降低,水深增加,流速下降,而航槽外側(cè)的丁壩束窄河段,減小過水面積,加大流速,兩者綜合作用后航槽內(nèi)的流速較整治前略有減?。ū?),導(dǎo)致航槽內(nèi)水流輸沙強(qiáng)度略有下降,但航槽流速、輸沙強(qiáng)度下降幅度不大,不會(huì)導(dǎo)致大量泥沙落淤。

    2.2各斷面輸沙強(qiáng)度變化

    在同一級(jí)流量下,斷面的輸沙能力與斷面平均水深及平均流速的乘積值成正比,將整治流量下整治方案前后胡家灘斷面的值變化列于表3。

    表3 整治流量下整治前后值變化

    從表3可看出,在整治流量下,整治后斷面的水深略有增加,變化幅度非常小,加上重慶主城河段河床大都由堅(jiān)硬的基巖組成,巖性穩(wěn)定,不易沖刷變形,因此可認(rèn)為主城河段采用該整治方案后,各斷面輸沙強(qiáng)度變化不大,不容易出現(xiàn)某些斷面因輸沙強(qiáng)度變化較大而引起河床形態(tài)重大調(diào)整,導(dǎo)致新的礙航灘險(xiǎn)。

    結(jié)論

    整治后,各灘險(xiǎn)航槽內(nèi)水位上升、流速下降、水面比降放緩,船舶的自行上灘通航水力指標(biāo)下降,航道尺度均達(dá)到Ⅰ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)(3.5m×150m×1000m)。航道條件大有改善,整治效果良好。

    通過分析整治前后水動(dòng)力條件變化,認(rèn)為整治后輸沙帶分布不會(huì)發(fā)生變化,航槽內(nèi)的流速、水面比降、輸沙強(qiáng)度均略有減小,但下降幅度不大,不會(huì)引起航槽內(nèi)大量落淤,各斷面輸沙強(qiáng)度有增有減,均為小幅變動(dòng),不容易引起河床重大變化,從而出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn)。因此可認(rèn)為整治效果比較穩(wěn)定。

    (作者單位:重慶交通大學(xué)河海學(xué)院)

    摘 要:根據(jù)重慶主城河段航道條件和水動(dòng)力條件變化規(guī)律,結(jié)合航道整治原則及整治目標(biāo),對(duì)胡家灘提出的整治方案進(jìn)行二維水流數(shù)值模擬計(jì)算。通過對(duì)航槽沖淤變化及各斷面輸沙強(qiáng)度變化分析,航槽回淤量甚微,不易出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn),整治效果比較穩(wěn)定。

    關(guān)鍵詞:彎曲河流 二維數(shù)學(xué)模型 航道整治

    胡家灘水道位于長(zhǎng)江上游重慶市巴南區(qū)河段,航道里程從675km至681km。該河段內(nèi)航槽流態(tài)較為紊亂,多處出現(xiàn)泡漩水,水動(dòng)力軸線與航槽中軸線偏角達(dá)到20°,邊灘由于復(fù)雜的平面形態(tài)多處有回流、亂流現(xiàn)象,航道條件十分惡劣。根據(jù)《長(zhǎng)江干線航道總體規(guī)劃綱要》,到2020年,該河段航道等級(jí)為Ⅰ級(jí),航道尺度3.5m×150m×1000m,目前該河段維持2.7m×50m×560m的Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)都困難,因此該河段的航道整治工程十分必要。為反映航道整治工程實(shí)施前后,水流條件改善效果,應(yīng)用二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)算,為整治方案提供一定的理論依據(jù)。

    數(shù)學(xué)模型建立

    1、控制方程

    采用沿水深平均的封閉淺水方程組描述二維水流運(yùn)動(dòng),基本控制方程為

    2、邊界條件

    2.1初始條件

    2.2開邊界

    3、控制斷面選取與模型驗(yàn)證

    胡家灘下游0.85公里處有落中子水位站,上游12公里左右為釣二嘴水位站,選取這兩個(gè)水位站,作為二維數(shù)學(xué)模型進(jìn)出口的控制條件。計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位基本一致,大多數(shù)驗(yàn)證水尺的水位誤差都小于0.1m,從沿程水位線的坡降分布來看,計(jì)算值也與實(shí)測(cè)值較為吻合,達(dá)到了相似要求。計(jì)算流速與實(shí)測(cè)值變化趨勢(shì)基本一致。

    整治方案布置

    1、整治基本原則

    針對(duì)整治河段的灘險(xiǎn)特性,提出如下整治原則:① 因勢(shì)利導(dǎo),充分利用河道有利條件,綜合考慮河勢(shì)、河床特征及水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律,確定投資省、效果好的航道整治方案。②筑壩和炸礁相結(jié)合,合理布置疏浚挖槽和整治建筑物,充分發(fā)揮整治建筑物在三峽水庫蓄水前和消落期束水導(dǎo)流和改善泥沙分布的作用。③綜合考慮整治工程對(duì)上下游河段的影響,避免灘險(xiǎn)整治后,其上、下游河段又出現(xiàn)新的礙航灘險(xiǎn)。

    2、整治平面布置

    在胡家灘灘頭外側(cè)筑洲頭壩(見圖1),為適應(yīng)左岸主槽走勢(shì),壩體分為兩段,上段長(zhǎng)420m,下段長(zhǎng)385m,兩段壩體均基本與疏浚挖槽右邊界平行,夾角約10°,壩頂高程為設(shè)計(jì)水位以上4.0m(高程170.60m)。疏浚范圍由洲頭壩壩頭的牛草溝至胡家灘灘尾,平面形態(tài)為不規(guī)則多邊形,疏浚面積89000m2。

    右岸布置1、2、3號(hào)丁順壩,其中1號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)100m,勾頭部分L2長(zhǎng)140m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。2號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)120m,勾頭部分L2長(zhǎng)160m,夾角約132°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約23°。3號(hào)丁順壩,順壩部分L1長(zhǎng)140m,勾頭部分L2長(zhǎng)65m,夾角約141°,順壩部分軸線與航槽軸線夾角約25°。

    3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頂寬3m,高程170.60m,平坡,兩側(cè)邊坡均為1:2,壩頭坡為1:4,壩尾坡為1:3。挖槽設(shè)計(jì)水深3.7m(挖槽后河床底高程162.90m),挖槽邊坡1:3。壩體為拋石結(jié)構(gòu),壩頭頂部高程為設(shè)計(jì)水位以上3.0m(1、2、3號(hào)丁順壩高程分別為169.60m、169.50m、169.40m),寬10m,壩頂縱坡為1:140,兩側(cè)邊坡為1:1.5,壩頭坡為1:1.5,壩尾坡為1:1.5。

    結(jié)果分析

    1、整治水位下航道條件變化

    1.1流場(chǎng)變化

    整治前,胡家灘河段航槽水淺、流速大,航槽右側(cè)水流散亂流向右岸的倒鉤磧,整治后,該河段右岸水流受丁壩引導(dǎo),流向線向主流方向偏轉(zhuǎn),趨向航槽流動(dòng),1、2、3號(hào)丁壩附近水流流速下降,壩后水流明顯減小,邊灘水流歸槽,航槽內(nèi)水深增加,流速放緩,整個(gè)河段內(nèi)水流結(jié)構(gòu)分布更為平順,流態(tài)有所改善。

    1.2最大局部比降和最大流速組合

    從上表可知,整治后斷面因丁壩引導(dǎo)、大量水流匯入主槽引起最大流速升高,斷面最大局部水面比降、最大流速、都呈下降趨勢(shì),可見整治后水流流態(tài)更加平順,航道條件有所改善。

    2、整治效果穩(wěn)定性分析

    2.1航槽沖淤變化

    輸沙帶的分布與流速分布密切相關(guān),且斷面局部位置輸沙強(qiáng)度的大小取決于其流速大小。

    由圖2可知,在整治流量下,整治后,斷面流速分布與整治前基本一致,因此可認(rèn)為在上游來流量相同的情況下,整治后主城河段的輸沙帶分布與整治前大致相同,不會(huì)發(fā)生較大變化,航槽內(nèi)不會(huì)因?yàn)檩斏硯Х植嫉淖儎?dòng)而產(chǎn)生大量淤積。同時(shí),由于重慶主城河段航槽基本位于輸沙帶,因此如果航槽內(nèi)地形邊界、水流條件的變化較大將迫使水流結(jié)構(gòu)調(diào)整,導(dǎo)致新的沖淤平衡。

    整治區(qū)域航槽底部因疏浚高程降低,水深增加,流速下降,而航槽外側(cè)的丁壩束窄河段,減小過水面積,加大流速,兩者綜合作用后航槽內(nèi)的流速較整治前略有減小(表2),導(dǎo)致航槽內(nèi)水流輸沙強(qiáng)度略有下降,但航槽流速、輸沙強(qiáng)度下降幅度不大,不會(huì)導(dǎo)致大量泥沙落淤。

    2.2各斷面輸沙強(qiáng)度變化

    在同一級(jí)流量下,斷面的輸沙能力與斷面平均水深及平均流速的乘積值成正比,將整治流量下整治方案前后胡家灘斷面的值變化列于表3。

    表3 整治流量下整治前后值變化

    從表3可看出,在整治流量下,整治后斷面的水深略有增加,變化幅度非常小,加上重慶主城河段河床大都由堅(jiān)硬的基巖組成,巖性穩(wěn)定,不易沖刷變形,因此可認(rèn)為主城河段采用該整治方案后,各斷面輸沙強(qiáng)度變化不大,不容易出現(xiàn)某些斷面因輸沙強(qiáng)度變化較大而引起河床形態(tài)重大調(diào)整,導(dǎo)致新的礙航灘險(xiǎn)。

    結(jié)論

    整治后,各灘險(xiǎn)航槽內(nèi)水位上升、流速下降、水面比降放緩,船舶的自行上灘通航水力指標(biāo)下降,航道尺度均達(dá)到Ⅰ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)(3.5m×150m×1000m)。航道條件大有改善,整治效果良好。

    通過分析整治前后水動(dòng)力條件變化,認(rèn)為整治后輸沙帶分布不會(huì)發(fā)生變化,航槽內(nèi)的流速、水面比降、輸沙強(qiáng)度均略有減小,但下降幅度不大,不會(huì)引起航槽內(nèi)大量落淤,各斷面輸沙強(qiáng)度有增有減,均為小幅變動(dòng),不容易引起河床重大變化,從而出現(xiàn)新的卵石灘險(xiǎn)。因此可認(rèn)為整治效果比較穩(wěn)定。

    (作者單位:重慶交通大學(xué)河海學(xué)院)

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