基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的長(zhǎng)江上游順壩的優(yōu)化設(shè)計(jì)

朱俊鳳 劉勇

摘要：順壩是長(zhǎng)江上游河段應(yīng)用較廣的整治建筑物之一。本文以長(zhǎng)江上游草鞋磧?yōu)╇U(xiǎn)順壩為例，為嚴(yán)格落實(shí)水環(huán)境保護(hù)措施，在長(zhǎng)江上游順壩常規(guī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)該順壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析表明該壩體結(jié)構(gòu)首次在長(zhǎng)江上游壩面進(jìn)行使用，是一種新技術(shù)新工藝，為其他山區(qū)河流的航道整治提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境保護(hù);順壩;優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U617文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006—7973（2022）05-0080-02

順壩是一種壩根與河岸（或洲灘）相接，壩身與整治線基本重合或平行的整治建筑物。對(duì)于長(zhǎng)江上游山區(qū)河段來說，順壩的主要作用為用于修正枯水岸線，調(diào)整航道彎曲半徑，并使水流狀況獲得預(yù)期改善[1]。本文以長(zhǎng)江上游草鞋磧?yōu)╇U(xiǎn)為例，在基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的前提下，對(duì)順壩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1工程概況

草鞋磺灘位于長(zhǎng)江上游河段內(nèi)，屬于朝天門水道，長(zhǎng)江上游航道里程656km處，位于朝天門長(zhǎng)江大橋與大佛寺長(zhǎng)江大橋之間，上游左岸有嘉陵江匯入。草鞋磧?yōu)橐粶\灘，其礙航特性主要為右岸草鞋磺磺翅伸出江中，與左岸蜂窩子石梁相對(duì)，束窄航槽，在每年三峽水庫(kù)消落低水位期（3-6月）航寬水深均不足;另外左岸蜂窩子和蜂窩子下梁淹沒不能過船時(shí)有滑梁等不良流態(tài)，威脅船舶航行安全[2]。

針對(duì)草鞋磺的礙航特性，提出其治理思路為通過整治達(dá)到規(guī)劃航道尺度，同時(shí)改善不良流態(tài)。其具體整治方案為：對(duì)草鞋磧右岸淺區(qū)進(jìn)行開挖擴(kuò)寬航槽，使其滿足規(guī)劃尺度要求，并在左岸蜂窩子和蜂窩子下梁之間筑順壩封堵石梁內(nèi)浩，歸順?biāo)鳎纳苹旱炔涣剂鲬B(tài)（見圖1）。

2順壩的常規(guī)結(jié)構(gòu)

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于長(zhǎng)江上游已建工程，如長(zhǎng)江上游九龍坡至朝天門河段航道建設(shè)工程中豬兒磺灘段，長(zhǎng)江干線瀘州納溪至重慶婁溪溝航道建設(shè)工程中鯉魚磺灘段、斗笠子灘段、神背嘴灘段，長(zhǎng)江干線宜賓合江門至瀘州納溪航道建設(shè)工程中紅燈磧?yōu)┒?、銅鼓灘灘段等等，均建有整治建筑物順壩。

上述順壩的結(jié)構(gòu)形式均為常規(guī)結(jié)構(gòu)，壩體均為拋石結(jié)構(gòu)，壩頂寬為2m或3m，邊坡為1：1.5～1：3.0，壩頂基本上采用平坡，壩頭設(shè)計(jì)為圓弧形，壩頭坡為1：3（見圖2與圖3）。

3順壩的優(yōu)化設(shè)計(jì)

草鞋磧順壩的目的是封堵左岸蜂窩子與下梁處缺口，壩體受水流沖擊力大，因此考慮到順壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，將壩頂寬設(shè)計(jì)為5m;壩頂高程為設(shè)計(jì)水位下4m（154.31m，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)），壩體長(zhǎng)度325m，壩頂為平坡，順壩兩端與石梁平順銜接。迎水坡比1：2，背水坡比1：3[3]。

考慮到順壩實(shí)施后將可能導(dǎo)致局部河段水動(dòng)力條件改變，影響局部河段水文情勢(shì)，因此，為嚴(yán)格落實(shí)水環(huán)境保護(hù)措施，在長(zhǎng)江上游順壩常規(guī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)草鞋磧?yōu)┒蔚姆涓C子順壩進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在順壩壩頂設(shè)置兩處過水通道，從壩體穩(wěn)定性角度考慮，過水通道位置位于順壩下游段，兩處通道頂部中心點(diǎn)間距100m，下游側(cè)通道下端點(diǎn)CXQ-K4距離順壩下游壩頭35m，底部高程為設(shè)計(jì)水位下7m，深3m?？紤]到通道的上游側(cè)邊坡類似該順壩的壩頭，因此，通道的上游側(cè)邊坡為1：3;頂部寬度控制在20m，通道的下游側(cè)邊坡為1：2，通道的底部寬度為5m。

根據(jù)相關(guān)模型試驗(yàn)研究成果，方案實(shí)施后，航槽寬度增加，航道尺度可達(dá)到規(guī)劃尺度。同時(shí)，航槽內(nèi)水流流態(tài)明顯改善，斜流減弱，水流平順;順壩區(qū)的分流作用減弱，增大了開挖區(qū)的水流動(dòng)力條件，增強(qiáng)了束水攻沙的能力，有利于航槽穩(wěn)定和通航安全。

4結(jié)語

對(duì)于草鞋磧蜂窩子順壩，根據(jù)生態(tài)環(huán)保要求，本次設(shè)計(jì)中蜂窩子順壩沿壩體縱向增加兩處過水通道，分析表明該壩體結(jié)構(gòu)首次在長(zhǎng)江上游壩面進(jìn)行使用，是一種新技術(shù)新工藝，為其他山區(qū)河流的航道整治提供技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]長(zhǎng)江航道局.川江航道整治[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2]長(zhǎng)江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院.長(zhǎng)江上游朝天門至涪陵河段航道整治工程第一批施工圖設(shè)計(jì)[R].重慶：長(zhǎng)江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院，2020.

[3]中華人民共和國(guó)交通部.航道整治工程技術(shù)規(guī)范[J]. 北京：人民交通出版社，2004.