长江上游叙渝段枯水浅急型卵石滩的整治技术研究

摘要

为响应国家实施水运发展战略，满足地方经济发展;国家建设资源节约型、社会;提高长江上游地区综合交通体系服务能力;打造长江上游航运物流中心，激活区域发展潜力;把叙渝段航道打造成高等级到是非常有必要的。目前，长江上游枯水浅急型卵石滩在叙渝段较为常见，以往的整治思路比不能完全适用于该类型的滩险需求。因此通过调整整治思路，将以往依靠枯水期束水攻沙的思路转化为依靠提高整治水位在中水期加强输沙能力，延长退水冲刷历时。
　　本课题依托叉鱼碛水道航道整治工程，通过建立平面二维水流数学模型对研究河段进行数值模拟，优化整治方案，主要的工作内容和研究成果有:
　　(1)本文结合大量实测数据分析整理对研究河段的水沙运动规律、卵石运动规律进行了整理分析。确定了叙渝段的流量变化规律，以及卵石粒径特征，以及近年来水流对河道形态的塑造作用。
　　(2)建立了以叉鱼碛河段为研究对象的平面二维数学模型，分析了不同流量下工程河段的水位和流速的分布规律及船舶过滩能力，总结归纳了滩段的碍航特征及滩险成因。
　　(3)依托工程河段仅疏浚作为第一类方案;枯水整治时不同整治线宽度作为第二类整治方案;在第一类与第二内基础上采用不同中水整治水位作为第三类方案。通过方案试验研究结果表明，在满足船舶正常通航的基础上，以往常规的开挖和移坝都不能航槽稳定性的要求，在通过加高整治建筑物高度增强中水期水流对河道的冲刷能力时河道既能通航水力指标要求同时也能维护航槽稳定性。
　　(4)总结了叙渝段枯水浅急型卵石滩的整治原则、整治思路、整治水位和整治线宽度。提出了中水整治水位取多年平均流量下1m，以整治前后输沙能力相同的角度推导了中水整治线宽度的关系式B=B0(h0/h)8/7，总结的该类型整治技术对以后叙渝段枯水浅急型卵石滩的治理具有参考作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 卵石浅滩整治的研究现状

1．2．2 卵石急流滩整治研究现状

1．3 研究内容和方法

1．4 研究技术路线

第二章 研究河段概况

2．1 长江上游典型的枯水浅急滩

2．1．1 研究河段概况

2．1．2 典型浅急型滩段

2．2 依托工程概况

2．3 水文、泥沙

2．3．1 长江朱沱站

2．3．2 水位日变幅分析

2．3．3 流量日变幅分析

2．3．4 枯季日均流量与最小流量的关系

2．3．5 赤水河

2．3．6 卵石推移质

2．3．7 河床质组成特征

2．4 整治历史与演变

2．4．1 叉鱼碛航道整治历史

2．4．2 历史演变

2．4．4 近年演变

2．4．5 河床演变结论

2．5 本章小结

第三章 叉鱼碛河段模型的建立与验证

3．1 数学模型的建立

3．1．1 控制方程

3．1．2 边界条件

3．1．3 基本方程的数值离散与求解

3．1．4 总体有限元方程的求解

3．1．5 计算域的选取及网格的生成

3．1．6 计算域的糙率的选取

3．2 数学模型的验证

3．2．1 枯水验证(Q=3280m3／s)

3．2．2 中水验证(Q=10400m3／s)

3．2．3 洪水验证(Q=19000m3／s)

3．3 尾水位与流量的关系

3．4 试验流量工况的初步拟定

3．5 本章小结

第四章 叉鱼碛滩水流特性与碍航成因分析

4．1 水流特性分析

4．1．1 水面线与比降

4．1．2 流速与流态

4．2 通航条件分析

4．2．1 航道尺度

4．2．2 船舶过滩能力分析

4．3 碍航成因

4．4 本章小结

第五章 叉鱼碛滩方案效果分析

5．1 整治思路与整治参数

5．1．1 整治思路

5．1．2 整治水位

5．1．3 整治线宽度

5．2 整治方案的拟定

5．3 整治效果分析

5．3．1 第一类方案效果分析

5．3．2 第二类方案效果分析

5．3．3 第三类方案效果分析

5．4 浅区稳定性分析

5．5 研究河段优化整治方案

5．5．1 方案布置

5．5．2 整治效果

5．5．3 航槽稳定性

5．5．3 航段造床作用对比

5．6 本章小结

第六章 枯水浅急型卵石滩整治技术总结

6．1 整治原则

6．2 整治思路

6．3 整治参数

6．3．1 整治水位

6．3．2 整治线宽度

6．3．3 疏浚水深

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论著及参与的科研项目