长江上游典型浅险滩整治措施研究

摘要

长江上游河段常因原生地质、地貌而产生的碍航滩险大体有浅滩、急滩和险滩三大类。各类滩险的碍航特性各不相同，一般来说，浅滩碍航常表现为航道尺度不足;水流流速较急、比降较大，导致船舶无法自航上滩而表现为急滩碍航;以及局部流态较为紊乱、航行条件较为恶劣，使得船舶无法安全航行而表现为险滩碍航。改善上述碍航浅滩的通航水流条件主要有物理模型试验和数学模型模拟等方法。从精确度方面考虑，本文采用物理模型试验，以小米滩河段为研究对象，辅以理论计算手段对整治线参数和航道整治措施等方面进行了分析和研究。取得了以下成果:
　　以小米滩为研究对象，研究该河段河床演变规律和浅滩碍航特性。在分析各浅滩成因、河床演变规律的基础上，提出了小米滩河道的整治原则:以疏浚和炸礁提高航道尺度、改善水流条件为主，局部辅以整治建筑物加强输沙能力、稳固洲滩，在历次整治的基础上，优化整治线型，完善工程布置，维持航槽稳定。
　　根据多年实测资料推求试验河段的设计流量、水位和最高通航流量、水位。并且通过多种方法初步确定了试验河段的整治水位、整治线宽度以及整治建筑物的布置等，为后续进行整治方案的设计和选择提供了理论依据。
　　对物理模型试验进行水位、流速、流向等多方面验证。并进行工程前水沙认识性试验，观测各试验方案下的沿程水流流速、水位、比降、流态等，得出天然情况下河道的水流特性以及成滩、消滩特征水位等。
　　开展物理模型定床方案试验，对各初步拟定方案进行试验研究，对比分析各方案的整治效果，在满足通航水流条件及航道尺度的条件下，基于对外部环境影响均较小、航槽输沙稳定等原则，提出了该河段的推荐方案。
　　对拟定推荐方案作进一步航道稳定性分析，从水流流速、比降、消滩情况以及航槽输沙稳定性等方面进行详细论证，最终研究结果表明:该方案不仅能够较好的达到预期整治效果，同时还能维持良好的稳定性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 浅滩整治研究方法现状

1．2．2 整治参数的研究现状

1．2．3 数学模型方面的研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线图

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线图

第二章 滩险演变及碍航特性分析

2．1 研究河段概况

2．2 通航设计标准

2．3 碍航特性分析

2．3．1 小米滩段

2．3．2 金钟碛段

2．4 工程地质特征

2．4．1 小米滩段

2．4．2 金钟碛段

2．5 水文特性

2．6 水位流量关系

2．6．1 长江汇流比特性

2．6．2 朱沱站与赤水站流量关系

2．6．3 尾水与流量关系

2．7 河床演变分析

2．7．1 河段历史演变情况

2．7．2 河段近期演变情况

2．7．3 河段深泓线变化

2．7．4 河床横断面变化

2．7．5 滩险演变分析

2．8 本章小结

第三章 航道整治参数研究

3．1 设计最低通航流量与水位确定

3．2 设计最高通航水位与流量确定

3．3 整治水位及整治流量的确定

3．3．1 经验法确定

3．3．2 多年平均流量法

3．3．3 造床流量法确定

3．4 整治线宽度的确定

3．4．1 经验分析法

3．4．2 水力学公式法

3．4．3 河流动力学公式法

3．5 整治建筑物的布置

3．5．1 丁坝长度的确定

3．5．2 收缩断面位置

3．6 本章小结

第四章 工程前水沙特性试验

4．1 模型设计、制作

4．1．1 模型设计要点

4．1．2 模型设计依据资料

4．1．3 模型比尺

4．1．4 模型沙选择

4．1．5 模型制作

4．2 模型验证

4．2．1 水文测验资料

4．2．2 枯水验证

4．2．3 中水验证

4．2．4 洪水验证

4．3 工程前水沙特性认识性试验

4．3．1 试验流量

4．3．2 设计水位

4．3．3 水面比降

4．3．4 主槽流速

4．3．5 成滩、消滩特征水位

4．4 本章小结

第五章 航道整治方案拟定及稳定性分析

5．1 整治方案的拟定

5．1．1 整治工程布置原则

5．1．2 整治方案布置

5．1．3 整治方案比选

5．2 推荐方案航道稳定性综合分析

5．2．1 水位比降变化

5．2．2 航槽最大流速变化

5．2．3 主槽平均流速变化

5．2．4 水流动力轴线

5．2．5 航槽输沙能力

5．2．5 急滩消滩情况

5．3 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果