三峡库区航道维护性疏浚技术方案分析

针对175 m试验性蓄水初期泥沙淤积碍航问题,结合实测水文、河道地形资料、2010—2022年度三峡库区航道维护性疏浚方案,对三峡库区近十年来的航道条件变化、滩险碍航成因及疏浚技术进行全面分析。结果表明:通过适当增加挖槽水深、“疏堵”结合等方法,可利于卵石输移、保持航道稳定,疏浚效果显著。在疏浚时机方面,有效结合三峡水库调度及疏浚滩险特点,合理安排施工时机,既提高施工效率,又可缓解施工与通航矛盾。

2022—2023年度特殊水情下三峡库区航道条件分析

针对2022年汛期长江流域罕见的“汛期反枯”现象,基于实测水沙资料及三峡水库变动回水区水位观测资料,结合三峡坝前水位以及向家坝下泄流量资料,进行2022—2023年度三峡库区航道条件特性分析。结果表明:2022年汛期至2023年汛期三峡坝前长时间持续较低水位(155~160 m),向家坝增大下泄流量期间,变动回水区实际航道维护水深大于计划水深,而减小下泄流量期间,水深随之减小,甚至出现了达不到计划维护尺度的情况。建议深入开展枯水期流域水工程联合调度研究工作,根据实时水雨情信息及三峡调度情况,在三峡坝前水位较低时(160 m以下),科学精细化流域水工程联合调度,进一步充分发挥水利工程应对流域旱情的航道效益。

金沙江下游梯级水库对三峡水库消落期水沙条件的影响

金沙江下游梯级水库蓄水运行对三峡库区水沙条件产生明显影响,进而引起航道条件的改变。利用实测水沙资料,分析金沙江下游梯级水库对三峡水库消落期水沙条件的影响。结果表明,2015年1—5月向家坝下泄流量增大,平均增幅37%,朱沱站、寸滩站流量也随之增加34%和26%;向家坝站输沙量减少约98%,由占寸滩站沙量比重58%以上减少为1%~5%。水沙条件的改变有利于改善三峡库区航道条件,特别是朝天门以上库尾河段枯水期的航道最小维护水深由1—4月的2.7 m提升至12月的2.9 m,而朝天门以下河段航道条件受向家坝下泄流量的影响相对较小。

断头孤礁险滩整治方法研究

断头孤礁是指礁石与上游床面之间的河床存在较深凹陷,礁石头部形似断裂,河床纵向存在剧烈起伏的河心孤立礁石。由于特殊边界断头的存在,使得孤礁险滩水流条件更为复杂,仍采用一般孤礁险滩的常规整治方法难以达到良好效果。以三峡回水变动区重庆主城河段的砖灶子滩为例,运用河工模型试验开展断头孤礁险滩整治方法的试验研究,提出采用炸礁结合潜鱼嘴连接坝的工程措施整治断头孤礁险滩,可达到较好的整治效果。

三峡水库175m试验性蓄水以来库区河床冲淤特性分析

三峡水库175m试验性蓄水以来入库沙量大幅减少,水库冲淤特性与论证阶段成果存在一定差异。针对这一问题,基于三峡水库蓄水以来库区航道泥沙原型观测资料,系统分析了进出库水沙特性、库区泥沙冲淤变化以及泥沙淤积分布特点。结果表明:1)入库沙量较预期大幅减少;2)淤积主要集中在清溪场以下的常年回水区,淤积量多、淤积强度大的河段主要是常年回水区的开阔与分汊河段;3)泥沙淤积呈现主槽淤平和以一侧淤积为主的不对称淤积的特点。

三峡水库蓄水以来重点淤积水道黄花城河床演变及航道变化

针对三峡水库蓄水以来常年回水区重点淤积水道黄花城出现泥沙累积性淤积的问题,根据三峡水库蓄水以来原型观测资料,分析黄花城水道蓄水以来水位变化、泥沙冲淤特性、典型断面冲淤变化和等深线变化,对该河道的航道条件变化和演变趋势进行预测。结果表明:黄花城水道存在细沙累积性淤积,主要淤积部位较为固定,2012年以前淤积速度、厚度和范围均较大,2012年以后随着上游来沙量减少的趋势渐缓,黄花城水道泥沙淤积速度逐渐减小。

库区急滩整治研究综述

三峡库区两坝间急碍航的滩险比比皆是,文中对库区急滩成因及碍航流态进行了分析,并对急滩整治措施进行了分析。

潜坝坝后缓流区宽度试验研究

潜坝作为一种常见的水下整治建筑物,对水流有一定的阻水作用,在坝后会形成一流速小于无坝状态时的缓流区。本文通过模型试验,对潜坝坝后缓流区宽度与潜坝坝长、坝高、来流量的关系进行了研究,并建立了它们之间的相关关系式,可为今后潜坝设计及应用提供参考。

三峡库区长寿水道忠水碛左槽应急副航道开通可行性研究

针对长寿水道王家滩河段消落后期船舶积压严重、通行效率低的问题,进行忠水碛左槽应急副航道开通可行性研究。通过对王家滩河段河床演变情况及航道条件现状的分析,认为切除部分忠水碛碛翅和炸除部分牛肋巴礁石可改善忠水碛左槽柴盘子航道弯和水流条件差的现状。工程实施后,柴盘子应急副航道在当地水位151. 0～155. 0 m时维护(消落期末和汛期),航道维护尺度为3. 0 m×50 m×560 m。

三峡水库变动回水区洛碛河段年内冲淤变化过程

针对三峡水库175 m蓄水后变动回水区典型河段冲淤特点变化及航道条件变化的问题,利用三峡水库变动回水区洛碛河段近期连续测图,采用实测地形图对比分析的方法,对洛碛河段年内冲淤过程进行研究,得到洛碛年内冲淤变化特点及对航道条件的影响,为航道维护管理及船舶航行安全提供参考。

三峡水库变动回水区鱼洞水道维护疏浚方案

三峡水库175m试验性蓄水以来,库区河段出现卵石累积性淤积碍航的问题。本文以2020年碍航较为明显的鱼洞水道为背景,分析了河段冲淤特点及碍航成因,提出了相应的维护疏浚方案,并对疏浚效果进行了分析。结果表明,疏浚工程实施后,鱼洞水道(鸡翅膀)处航宽、水深、弯曲半径均得到一定改善。

淹没条件下水射流喷嘴内外流场特性

基于水射流技术环保、取材方便和切割能力强的特点,提出一种应用水射流切割礁石的方法。通过建立二维平面数学模型,对淹没条件下高压水射流运动特性进行模拟计算。结果表明,射流初始段为冲击速度最大、动压最大且能量最为集中的区域。淹没水深0~30 m内,伴随着水深围压的增加,初始段速度衰减不足5 m/s,衰减程度仅约1. 5%。在水流流速0~5 m/s的淹没环境中,射流初始段受水流冲击作用影响较小,水平方向速度分量变化仅在8. 5 m/s内,射流未发生明显偏离,仍具备较好的冲击流态。

吉林九站松花江大桥河段航道整治方案研究

吉林市九站松花江铁路大桥桥区河道地形起伏大,枯水期航道尺度不足,水位落差集中,存在明显的陡比降。加之桥区临时建筑物未拆除,导致过水断面剧烈收缩,形成急流,严重碍航。采用二维水流数学模型对整治方案进行了计算分析。结果表明:扩大卡口断面和航槽疏浚不能有效解决该河段陡比降的问题,而采用复式断面对桥下游边滩进行开挖可较好地调整水流流态,降低流速,消除陡比降,通航条件较好,可为桥区河段急险滩整治提供借鉴。

三峡库区变动回水区上段鱼洞水道中堆、窎鱼嘴疏浚方案

三峡水库175 m试验性蓄水以来,在新水沙条件下变动回水区上段局部重点碍航浅滩持续存在卵砾石淤积碍航问题,对库尾河段航道条件产生不利影响,船舶通航安全存在一定隐患。自2020年汛期特大洪水以来,变动回水区上段鱼洞水道中堆、窎鱼嘴浅碛逐年淤长,以该段重点碍航滩险为背景,分析了重点碍航浅滩冲淤特点、碍航成因等,提出了针对性维护疏浚方案,并对疏浚后效果进行分析。从维护性疏浚完工后效果及河段航道条件来看,鱼洞水道中堆、窎鱼嘴重点碍航浅滩河段的航宽、水深、弯曲半径均得到一定改善,航道条件明显好转。

透空式导航墙复杂边界水流数值模拟处理技术

在水利枢纽中,船闸引航道口门区存在回流、斜流等不良流态,工程中通常在下引航道口门区处采用透空布置的导航墙优化水流。文中以景洪水电站下游导航墙为例,采用平面二维水流数值模拟,基于薄壁堰等效溢流研究了引航道口门去栅栏过流现象。计算结果表明口门区所有水流回流包括最大回流值接近1m/s的回流均被消除,与实际工程情况相符,为类似透空式引航道工程口门区的数值模型计算提供了借鉴。

浮标锚缆缠绕物清除装置浮筒的优化研制

浮标是保障航道畅通及安全的重要工具,长江航道中上游水域垃圾杂物频繁缠绕浮标锚缆导致浮标移位、侧翻等,相关单位组织研制了浮标锚缆缠绕物清除装置"浮筒",利用浮筒的漂浮和旋转功能,达到有效预防及清除浮标锚缆缠绕物的目的,根据三维仿真模型调整浮筒的阻升力、重量、转速等参数,从而制定优化方案,提升浮筒的工作性能。