长江黄金航道整治技术研究构想与展望

当前,长江黄金航道面临着长江三峡枢纽和上游水库群联合运行带来的水沙条件新变化,以及防洪、航运、发电、供水、生态等水资源综合利用的新需求,亟待深入认识新水沙条件下航道演变机理及发展趋势,科学评估航道承载力及提升潜力,系统研发水资源综合高效利用目标下的航道整治技术,有效促进航道整治与生态环境保护的协调融合。"长江黄金航道整治技术研究与示范项目"以提高航道通过能力,实现长江航道资源高效利用为目标,凝练了四大关键科学和技术问题:1)水沙变化条件下长江航道演变机理及发展趋势;2)长江重要生物-生境对航道整治工程的响应机制;3)多因素影响下长江航道滩群联动整治方法与技术;4)基于河流完整性的航道整治生境融入及再造技术。结合关键科学问题和技术内涵,提出五大重点研究内容:1)研究长江不同类型河段复杂动力过程与滩槽演变的相互作用机理,预测长江航道演变趋势;2)研究长江生态航道的架构及评价体系;3)评估多功能河流航道承载力及可提升潜力;4)研究多库联调下山区河流卵石滩群联动航道整治技术、防洪-通航协同下中游强冲刷河段航道整治技术、下游复杂多分汊河段航道滩槽调控技术、径潮流河段深水航道协调治理与减淤技术等;5)研究长江航道整治工程的生境融入及再造技术,构建生态友好型航道整治模式。最后,将五大重点研究内容细分为八大前沿研究方向:1)新水沙条件下长江航道演变机理及趋势预测;2)长江生态航道架构及评价方法体系;3)多目标协同下长江黄金航道承载力及提升潜力;4)多库联调下卵石滩群联动航道整治技术;5)防洪-通航协同下强冲刷河段航道整治技术;6)复杂多分汊河段航道滩槽调控技术;7)径潮流河段深水航道协调治理与减淤技术;8)长江典型生态保护段航道整治技术。基于以上内容,初步构建长江航道整治技术研究体系,以期为提高黄金航道通过能力提供理论基础和技术支撑。

长江下游双涧沙守护工程局部冲刷水槽试验研究

双涧沙守护工程中的护滩潜堤与南北顺堤过渡段河床受越堤翻滚流作用冲刷剧烈,为此采用系砼块软体排进行护底。排体的守护范围是决定该段工程稳定的制约因素,而排体外缘冲刷坑最大深度是确定余排长度的关键因素。采用80、120和200三种比尺的水槽分别对潜堤过渡段不同部位进行冲刷试验,通过系列模型延伸法对比研究不同守护范围下的局部冲刷范围和深度。结果表明,护底宽度增加后,河床最大冲深值减小明显。

长江中游调关水道演变规律及趋势分析

通过实测资料系统分析了长江中游调关水道演变特点,重点对三峡蓄水后调关水道演变规律进行了分析,并研究了调关水道未来演变趋势。结果表明,调关水道河床由中细沙组成,河岸为粘性土和沙组成的二元相结构,河段自然属性较强,历史上河床在自然条件下主要表现为凹岸崩坍、凸岸淤长,弯顶缓慢下移。三峡工程运行后,来沙减少,枯水流量增加等因素影响,原淤积性凸岸发生冲刷,河道总体流速降低,且弯道进口区域由于凸岸冲刷,水流趋直,弯道环流作用减弱,导致了凹岸淤积。随着三峡蓄水后来沙持续减少,弯道段凸冲凹淤的趋势将会持续。

一种新型植生型钢丝网格护坡结构研究

钢丝网格结构具有较好的固土、渗透、生态种植性能好等特点,在工程中应用广泛,但在航道整治护岸工程中,仍存在着护坡时机与植被生长时间冲突、消落带植被很难恢复等问题。针对此,文章提出了一种新型植生型钢丝网格护坡结构,开展了结构型式、尺寸研究,形成了施工工艺,并依托于荆江航道整治工程,开展了现场试验研究,结果表明,新型植生型钢丝网格不仅起到了较好的护岸效果,且网格内植物基本成活,长势良好,取得了较好的生态效益。

透水框架群水力特性试验研究

透水框架群在长江航道整治工程中具有减速、防冲、促淤的特点,在三峡工程蓄水运用后清水下泄促淤有限的条件下,框架群在护滩边缘的防护效果明显,但对其作用机理,特别是透水框架群在整治工程中的水力特性还认识不足。通过水槽试验研究了透水框架群的减速率与摆放高度、孔隙率等因素的相互关系,并对透水框架群内部和尾部的减速效果进行了深入分析,研究结果可为规范护滩边缘结构的设计提供技术支撑。