山区河流梯级渠化通航设计若干问题探讨

梯级渠化结合库区航道整治工程,是山区河流航道建设的有效途径。但由于山区河流洪水期陡涨陡落、水流形态较差,梯级电站通航设计中通航水位、流量、水位变幅等参数的合理确定较为困难。结合山区河流通航设计实践,以乌江为例,研究了枢纽通航流量及相应水位计算方法,提出了满足枢纽下游航道及港口要求的对策措施。

多目标协同下长江黄金航道承载力及提升潜力

成果概况多目标协同下长江黄金航道承载力及提升潜力研究是长江勘测规划设计研究有限责任公司、重庆交通大学、武汉理工大学、南京水利科学研究院共同完成。该科技创新成果作为“十三五”重点研发计划项目“长江黄金航道整治技术研究与示范”的理论支撑课题,以实现生态、防洪、航运等水资源综合目标下长江航道资源高效利用为总目标,重点解决了长江黄金航道各区段承载力(即最大可开发尺度)和提升潜力的问题,研究成果为确定长江航道建设标准提供了科学依据。

长江流域航运发展规划方案研究

长江航运存在通航等级偏低、航道潜能挖掘不足以及港口功能布局不合理等问题。论述了长江航运在综合交通运输体系中的战略地位和面临的发展机遇,提出了长江航运发展目标。根据已有的规划成果和流域水资源综合开发利用要求,提出了长江流域航道发展规划方案和港口建设规划意见:长江水系航道布局应以"一横十线一网"的国家高等级航道为骨架,地区重要航道为基础,其他航道为补充。长江水系主要港口布局应以流域性航运物流枢纽的上海、南京、武汉、重庆为中心,以其他主要港口为重点,形成长江港口主骨架,并辐射地区重要港口。

三峡水库变动回水区航道与港口治理对策研究

受三峡水库蓄水影响,变动回水区河段泥沙呈累积性淤积趋势,致使局部河段出现碍航问题。结合数学模型分析了新的水沙系列下变动回水区河段河道演变趋势及其对航道及港口的影响。结果表明,一般年份变动回水区航道及港口条件较好,仅在不利水文年,局部河段可能出现不同程度的碍航问题。按照航道及港口治理目标及标准,针对重点碍航河段,研究了相应航道及港口治理的工程和非工程治理措施,经综合分析,建议变动回水区碍航问题的解决应以工程治理措施(包括疏浚和整治)为主,在有条件时,可采取水库调度措施予以解决。

高山峡谷河段枢纽运行对下游水位变幅影响研究——以金沙江乌东德水电站为例

由于高山峡谷河段具有弯曲狭窄、滩险众多、岸坡高陡等地形特点,电站调峰运行往往在下游河道产生强非恒定流,对航运的影响远大于平原或普通山区河流。以金沙江乌东德水电站为例,采用一维非恒定流数学模型模拟了电站下游河段的水位变化规律,划分了适航区域,并初步提出了水位变幅的控制措施。研究结果表明:(1)高山峡谷河段水电枢纽运行对下游水位影响剧烈,沿河段水位变幅表现为整体衰减但局部卡口增强的规律;(2)乌东德水库坝址至四斗种长约41 km河段受非恒定流影响显著,水位变幅较大,不适宜通航;(3)为减小水位变幅,可采取控制电站调峰幅度、建立反调节枢纽实现水位反调节、疏挖局部卡口河道等措施。

综合利用水资源,拓展三峡工程航运效益

阐述了水资源综合利用框架下长江航运规划历史沿革,分析了三峡工程在长江航运发展中的战略地位;结合统计资料分析了三峡工程蓄水运行后的航运效益;针对航运进一步发展存在的问题和新的要求,研究提出了进一步拓展三峡航运效益的对策措施;围绕水资源综合利用的原则,提出了拓展三峡工程航运效益的有关建议。

草、青、鲢、鳙鱼卵水力学特性试验及其在三峡库区孵化条件初步预测

通过测定草鱼(Ctenopharyngodon idoiius)、青鱼(Mylopharyngodonpice-us)、鲢(Hypophthalmichthys mohitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)鱼卵的水力学特性,取得分析依据,进而预测漂流性鱼卵在未来三峡水库库区漂流孵化的时空条件.1.测得草鱼、青鱼、鲢、鳙鱼卵的相对比重为1.0014—1.0031.2.静水沉降速度为0.65—0.96cm/s.静水沉速与其主要有关因素之间的表达式:V_静=2.48 ((r_卵-r_液)/r_液)^(1/2)·g·D3.流速为0.25m/s 时,草鱼、青鱼、鲢、鳙鱼卵悬浮率分别为89.1%、89.1%(推算值)、89.3%、81.0%.4.带动草鱼、鲢、鳙鱼卵悬浮80%以上时所需的垂线平均流速(V_垂)与相应鱼卵静水沉速(V_静)之间的关系式:V_垂=0.478V_静-0.144.该式有助于估算其它漂流性鱼卵在水流中的垂直分布状况.5.以0.25m/s 作为未来三峡水库库区漂流性鱼卵漂流孵化的下限流速,按出现频率80%年份的流量计算,175米调蓄方案时,鱼卵可安全漂流的时程、区间为200小时、400—490公里.

梯级开发对汉江中下游航运的改善作用研究

汉江中下游干流是国家规划的高等级航道,上游梯级综合调度以及中下游干流梯级渠化可有效减缓流域外调水量对中下游干流航运的不利影响。本研究基于汉江中下游干流航运发展需求及梯级开发方案,研究上游梯级调度对汉江中下游水文情势的影响,并初步分析了梯级渠化对航运的改善作用。结果表明:通过上游丹江口等大型水库梯级调度及中下游梯级渠化,可大幅改善汉江中下游航道条件。

三峡上游衔接梯级日调节非恒定流对航运影响范围研究

为分析三峡水利枢纽的上游衔接梯级日调节运行对下游航运的影响,本研究建立了坝址下游至三峡一维非恒定流水动力学模型,并以实测水位流量资对模型进行了率定及验证,模拟了电站下游日调节非恒定流波动传播规模。初步结果表明:在三峡水库调节作用下,上游电站日调节非恒定流影响范围有限。

引调水工程对汉江中下游航运影响初步研究

汉江流域是全国水资源配置的重要水源,随着流域经济社会快速发展对流域需水增加,南水北调中线一期、引汉济渭等跨流域调水工程的实施,流域水资源供需矛盾将逐渐突出,枯水时期水资源综合利用压力加大。为分析引调水工程实施对汉江中下游航运的影响,文章以引调水工程实施后汉江中下游水文情势变化为基础,结合汉江中下游航运现状及规划,初步分析了工程实施后汉江中下游通航特征流量的变化。结果表明:通过综合调度运行,引调水工程实施对汉江枯水条件下通航基本无影响。

长江干线航道系统整治关键技术及应用

长江航道作为连接我国东、中、西部地区的水运主通道,是长江经济带发展和交通强国建设等国家战略的重要支撑。受长江三峡工程及上游水库群联合调度运行影响,长江航道出现了超预期的演变新特征和新问题,长江大保护、沿江生态廊道建设与水资源综合利用对航道治理也提出了多目标协同的新需求。现有的航道整治技术难以完全适应长江干线上、中、下游及河口航道的系统治理需要,亟需攻关解决黄金航道可持续发展潜力评价、航道演变、航道承载力、航道整治、生态航道以及绿色高效航道整治技术装备等方面的关键技术难题。

多目标协同下长江航道承载力研究——I.理论

为探究长江航道极限开发尺度,引入航道承载力的概念,构建了多目标协同下长江航道承载力评价理论体系.该体系对航道承载力进行了定义,明确了航道承载力的本质是多目标需求下可开发的最大航道尺度;构建了航道承载力“供给-需求-开发”3层影响因素体系,揭示了航道开发与生态、防洪、水资源和经济等多个目标之间的互适机理;提出了航道承载力评估方法和步骤,先采用“稳定航深估算法”计算基于自然禀赋的航道承载力,再建立多目标评价模型评估多目标协同下的航道承载力,最后取两者中的较小值作为最终的航道承载力.

多目标协同下长江航道承载力研究——Ⅱ.应用

为破除长江中游航运瓶颈、探究航道尺度提升空间,将多目标协同航道承载力评价方法和模型应用至长江中游河段,通过选取典型河段,以点代线,对长江中游航道承载力(即可开发的最大航道尺度)进行了评估.结果显示:多目标协同下长江中游航道承载力自上而下逐步增大,可达到宜昌-大埠街河段4.5m×200m、大埠街-城陵矶河段4.5m×200m、城陵矶-武汉河段6.0m×200m、武汉-湖口河段7.0m×200m(以2035年为水平年),比各河段现状航道维护尺度均大1~2m.该结论可为长江中游航道规划标准的制定提供理论支撑.