长江中游武汉河段江心洲的差异化冲刷规律

近20 a长江中游分汊河段的江心洲经历了冲刷并发生蚀退,但对微弯河段和顺直河段的江心洲差异化冲刷尚未有清晰认识。选取长江中游武汉河段的白沙洲和天兴洲作为研究对象,采用遥感影像、水文资料及野外调查,分析了白沙洲与天兴洲形态变化及差异化冲刷的原因。结果表明:1989—2020年,白沙洲洲体萎缩将近43.83%,天兴洲洲头浅滩变化较大,整体出露面积相对稳定;白沙洲与天兴洲的归一化植被指数(NDVI)整体较小,洲体植被覆盖空间差异性减小;这2个江心洲枯水期出露面积的变化主要体现在洲头浅滩;位于顺直河段的白沙洲洲头及侧向洲体遭遇冲刷,左侧洲体出现窝崩现象,其主要原因是白沙洲大桥桥墩的壅水与阻流作用;位于微弯河段的天兴洲自三峡工程蓄水后洲头遭受冲刷,2004年洲头守护工程实施和人工抛石有效地抑制了冲刷并实现了促淤作用。因此,江心洲的冲刷差异性主要体现在河段形态、主支汊相对位置和有无守护工程。

长江中游典型顺直分汊河段冲刷调整的特性与机理

与单一分汊河段相比,连续分汊河段的上游和下游汊道段相互影响,主支汊冲刷调整更加复杂。基于实测资料分析了长江中游武汉河段白沙洲-潜洲连续顺直分汊段冲刷调整的特性与机理。分析结果表明:三峡水库蓄水后两汊道河段的主支汊深泓纵剖面均冲刷下降,断面向窄深发展,江心洲的洲体冲刷萎缩;白沙洲主汊冲刷快于支汊。潜洲支汊冲刷快于主汊,支汊分流比增加。两汊道段的相关性导致白沙洲主汊深泓的右摆增强了潜洲支汊的分流比和冲刷动力,减小了潜洲主汊的分流比和冲刷动力,同时潜洲支汊河床的抗冲性弱于主汊,白沙洲主汊的抗冲性弱于支汊,两方面因素共同导致了两汊道段主支汊不同的冲刷发展过程。

长江口岸直水道鳗鱼沙浅滩成因分析

鳗鱼沙浅滩位于长江下游口岸直水道,属顺直宽浅水下分汊型沙质浅滩,是长江下游深水航道主要的碍航浅滩之一.根据河道实测水文、地形资料,分析浅滩段近期河床演变特征,并结合深水航道的建设规划,分析了浅滩碍航特性及其成因.分析研究认为:顺直宽浅的河道属性使鳗鱼沙心滩和左、右深槽不稳定,河床发生大幅度冲淤变化;顺直段滩槽的大幅度冲淤变化是鳗鱼沙浅滩形成的主要原因,而河床边界条件引起的水流运动特征是浅滩形成的重要影响因素.

长江口岸直水道鳗鱼沙心滩头部守护工程局部冲刷水槽概化试验研究——Ⅰ.水槽概化与护滩建筑物模拟设计

为维持长江口岸直水道下段目前较为有利的滩槽格局和较好的航道条件,在口岸直水道的鳗鱼沙心滩头部进行护滩守护工程,需要研究守护工程周边的最大冲刷深度,以确定边缘压石宽度与重点防护部位,给设计提供技术依据。在分析口岸直水道水流运动特性与泥沙组成特点的基础上,进行了概化水槽的模型设计,提出了采用"流带法"确定水槽边界,确定了最强水流动力、每年可能出现的最大流量、经常出现的流量等试验水力条件。对砂肋软体排、混凝土联锁块软体排、D型系混凝土块排,以及抛石压载等护滩建筑物的模拟进行了设计,为护滩带周边局部冲刷变形试验奠定了基础。

长江口岸直水道鳗鱼沙心滩头部守护工程局部冲刷系列水槽试验研究

为维持长江口岸直水道下段目前较为有利的滩槽格局,将在鳗鱼沙心滩头部建造护滩守护工程,需要研究守护工程周边的最大冲刷深度,以确定边缘压石宽度与重点防护部位。采用1∶100与1∶200的系列水槽试验研究护滩工程周围的局部冲刷深度,试验结果表明:局部可能最大冲深6.0 m左右,结果可应用于工程设计。

长江马鞍山河段洲滩演变特征及影响因素分析

马鞍山河段是长江下游典型的顺直分汊河段,河段内洲滩众多,消长频繁,是长江下游重点研究治理河段之一。基于历年实测资料,详细分析了马鞍山河段滩群演变特征及其联动效应,进而揭示了影响马鞍山河段演变的主要因素。研究表明:马鞍山河段内滩群以此消彼长的形式发生着局部格局的调整,随着江心洲左缘冲刷后退、心滩和下何家洲冲刷下移,牛屯河边滩淤积展宽、下延。上游河势调整以及来水来沙条件变化是马鞍山河段洲滩演变的外驱动力,河道宽而顺直的平面形态、滩群演变的互馈机制则是其内驱动力。