三峽水庫回水變動區(qū)重慶河段航道整治

1、第8卷 第12期 中 國 水 運(yùn) Vol.8 No.12 2008年 12月 China Water Transport December 2008 收稿日期:2008-10-29 作者簡介:陳賢祎(1981-,男,重慶交通大學(xué)碩士研究生,主要從事河床演變及航道整治技術(shù)研究。三峽水庫回水變動區(qū)重慶河段航道整治陳賢祎,張緒進(jìn)(重慶交通大學(xué)西南水運(yùn)工程科學(xué)研究所,重慶 400016摘 要:根據(jù)三峽水庫過渡期新擬定的水位調(diào)度方案,通過模型試驗(yàn),在分析回水變動區(qū)重慶河段的泥沙淤積部位和沖淤規(guī)律的基礎(chǔ)上,初步擬定了九龍坡河段和朝天門河段的整治方案,并對整治效果進(jìn)行了分析,結(jié)果表明泥沙淤積對重慶河段的航道

2、帶來的不利影響可以通過整治方法獲得較好解決。 關(guān)鍵詞:三峽水庫;回水變動區(qū);重慶河段;航道整治中圖分類號:U617 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-7973(200812-0040-02一、引言三峽水庫正常蓄水后,處于回水變動區(qū)的重慶河段具有水庫和天然河道的雙重特性,隨著水庫運(yùn)行時間的增長,該河段泥沙淤積將呈累積性增加,這直接影響到通航條件和港區(qū)作業(yè)。由于重慶是我國西南地區(qū)最大的水陸聯(lián)運(yùn)樞紐,是長江上游經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心,航運(yùn)地位非常重要,歷來受到有關(guān)部門和社會各界的關(guān)注。各科研單位對重慶河段的泥沙淤積以及對航道的影響進(jìn)行了大量的研究工作,并提出了相應(yīng)的整治措施14。本文根據(jù)三峽水庫過渡期新擬

3、定的水位調(diào)度方案,通過模型試驗(yàn),研究改善重慶河段的航道整治方案,為該河段的航道整治工作提供有益參考。二、河道概況和航道現(xiàn)狀重慶河段地處長江上游丘陵寬谷河段,從平面形態(tài)上看,該河段河道彎曲,特別是長江干流呈現(xiàn)連續(xù)彎道的形態(tài),嘉陵江則自北向南由左岸在朝天門匯入長江(見圖1。重慶河段河道斷面一般較窄,長江的中、洪水河寬一般在600m1000m 之間,個別河段枯、洪水河寬可達(dá)250m 和2000m。嘉陵江河段兩岸陡峭,大多由基巖組成,岸線凹凸不平,較為穩(wěn)定。重慶河段的河床多由卵石或卵石夾沙組成,卵石中值粒徑在60mm 左右,淤沙中值粒徑在2mm 左右,部分河段有基巖出露,形成石梁、暗礁。從河床縱剖面來

4、看,則是深潭與淺脊相間,河床高程起伏不平呈鋸齒狀。同時,嘉陵江的入?yún)R又使該河段具有河口特性。以上這些河道特點(diǎn)決定了重慶河段水流泥沙運(yùn)動的復(fù)雜性。天然情況下,嘉陵江口以上川江河段的航道情況尚好,一般能滿足現(xiàn)行航道尺度要求,其主要枯水淺灘有九龍灘、銅元局、豬兒磧、金沙磧等,雖未進(jìn)行筑壩整治,但航槽總體較為穩(wěn)定,平均每3年或更長時間才維護(hù)疏浚一次。嘉陵江口的金沙磧河段,一般亦可滿足航行需要,遇嘉陵江豐沙年,或受川江較高水位頂托,可能在河口處淤成礙航“攔門沙”,則需采用挖泥船疏浚,以維持枯水通航,但總的來說,出現(xiàn)此種礙航情況較少。嘉陵江下口以下洛磧至涪陵為川江淺灘較為集中的寬淺河段,枯水期航道容易出淺

5、,有的灘險每年需要疏浚,有的則兩、三年左右疏浚一次。圖1 重慶河段示意圖三、整治研究1.整治原則整治時應(yīng)根據(jù)河道具體情況,遵循因地制宜,因勢利導(dǎo),港航兼顧,綜合治理的原則,對各個灘險,礙航河段采取相應(yīng)的治理措施,以達(dá)到減少泥沙淤積,改善航道條件、改善港區(qū)水陸域條件的目的。2.整治標(biāo)準(zhǔn)三峽工程是一個多目標(biāo)開發(fā)的樞紐工程,效益主要體現(xiàn)在防洪、發(fā)電、航運(yùn)三個方面。其航運(yùn)效益主要指標(biāo)之一體現(xiàn)在萬噸級船隊渝漢直達(dá)通航期力爭達(dá)到50%。重慶長江河段現(xiàn)有航道等級為級,而嘉陵江河段尚未達(dá)到級航道標(biāo)準(zhǔn),三峽正常蓄水后,九龍坡河段將規(guī)劃為級航道,嘉陵江河段規(guī)劃為級航道。根據(jù)內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)GB501392004規(guī)定級

6、和級航道標(biāo)準(zhǔn)通航的航道尺度和通航船隊尺度見表1:3.設(shè)計水位與流量的確定河流中規(guī)定可以正常通航的最低水位,即航道標(biāo)準(zhǔn)尺度的起算水位,稱為設(shè)計最低通航水位,一般簡稱設(shè)計水位。按照原設(shè)計擬定的三峽水庫蓄水調(diào)度方案,當(dāng)水庫按照正常蓄水位175m 方案運(yùn)行后,在水庫消落期末至汛期,重慶主第12期 陳賢祎等:三峽水庫回水變動區(qū)重慶河段航道整治 41表1 內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)航道尺度標(biāo)準(zhǔn)航道尺度(m 直線段寬度 航道 等級 船舶噸 級(t 代表船型尺度(m (總長型寬吃水 船舶、船隊尺度(m(長寬設(shè)計吃水水深 單線 雙線 彎曲半徑 (1406.064.83.5 125 250 1200(2316.048.63.5

7、 100 195 950 3000駁船90.016.23.5 貨船110.016.23.0 (3223.032.43.5 3.5 4.0 70 135 670 (1238.021.62.0 55 110 720 (2167.021.62.0 45 90 500 1000駁船67.510.82.0 貨船85.010.82.0(3160.010.82.02.0 2.430 60480城區(qū)河段保持天然河道狀況,航道條件與天然河道相似,因此可取天然河道的礙航最低水位作為整治的設(shè)計水位,相應(yīng)的最小流量作為整治流量。經(jīng)水文泥沙資料分析確定該河段的設(shè)計流量為Q 長/Q 嘉=2286/363m 3/s。4.九

8、龍坡河段的整治按照三峽工程過渡期水位調(diào)度方案,從2007年10月開始水庫將按172-144-152m 方案運(yùn)行,按此方案運(yùn)行以后,10月初開始蓄水,河道水位最大抬高12m 左右,破壞了天然河道的走沙期,使沖刷走沙期推遲到次年水庫消落期末。根據(jù)西南水運(yùn)工程科學(xué)研究所做模型試驗(yàn)成果5,汛期在九龍坡港區(qū)、灘子口一帶由于存在大范圍的回流、緩流區(qū)而形成淤積邊灘,九龍坡港區(qū)前沿淤沙寬在4070m 之間,一般淤厚在8m 以下,局部最大淤厚在10m 左右,灘面高程達(dá)170m 左右,港區(qū)水域流速都在4.0m/s 左右。在水庫水位消落期或汛期低水位時段雖走沙沖刷強(qiáng)烈,也無法將九龍坡港區(qū)前沿的淤沙全部沖走,泥沙淤積

9、后,主槽右移,碼頭前沿水深不足,隨著水庫運(yùn)行時間的增長,淤積邊灘逐漸形成,對該河段的通航條件和港區(qū)作業(yè)產(chǎn)生明顯的不良影響。 (1整治方案布置圖2 整治方案布置圖 根據(jù)九龍坡河段的礙航情況,首先在進(jìn)口的洲頭附近修建一魚嘴,魚嘴頭部以1:10的坡度從高程165m 逐漸升至170m,后面接平臺,其作用是將上游來水分流歸槽,一方面保證左槽的流量和水深,另一方面將右槽水流集中,將槽中淤沙沖走,維護(hù)其副槽的通航作用。而對九龍坡港一側(cè)的整治主要是消除港區(qū)前沿的泥沙淤積,以保證船舶能夠正常進(jìn)出港作業(yè),因此整治方案為在泥沙淤積試驗(yàn)30年地形的基礎(chǔ)上,在淤積邊灘外緣附近以近乎垂直的坡度修筑一順壩,壩頂高程考慮三峽

10、水庫運(yùn)行后水位抬高和泥沙淤積的影響,初步確定為185m,順壩距離魚嘴左邊堤壩最小寬度330m,以保證通航尺度要求;在碼頭前沿的三角磧在枯水期水深不足,實(shí)測Q 長/Q 嘉=2286/363m 3/s 時,該處水位161.8m,三角磧磧頂部分出露,礙航嚴(yán)重,需采取疏浚開挖的措施,考慮該段航道尺度標(biāo)準(zhǔn)最小水深3.5m,則將三角磧的開挖高程確定為158.3m(整治方案布置見圖2。工程布置保證了九龍坡河段通航寬度300m 以上,水深3.5m 以上,能夠滿足級航道標(biāo)準(zhǔn)要求。(2試驗(yàn)成果分析整治工程措施實(shí)施后,從試驗(yàn)實(shí)測的水流條件可見,當(dāng)流量Q 長/Q 嘉=2286/363m 3/s 時,水流集中于左汊,三

11、角磧處水位約162.0m,水深達(dá)到3.7m,滿足級航道通航水深要求,無滑梁水,流態(tài)較好;當(dāng)流量Q長/Q嘉=5390/716m 3/s 時,水流主要集中走左汊,三角磧處水深大于6.0m,水流集中下泄,流態(tài)較好;當(dāng)流量增大至Q長/Q 嘉=7640/3160m 3/s 時,因右汊受泥沙淤積阻塞,水流仍然主要集中于左汊,三角磧?yōu)┟媪魉俜植驾^為均勻,流態(tài)較好。由于魚嘴分流,該段右汊流速并無明顯增大。當(dāng)流量進(jìn)一步增大時,隨著水位的抬高,水流趨直,三角磧處流速分布均勻,原緩流區(qū)范圍縮小。當(dāng)Q長/Q嘉=20000/8000m 3/s 時,魚嘴淹沒后,水流沿整個河寬擴(kuò)散,最大表面流速小于3.0m/s。由于在九龍

12、坡碼頭與灘腦殼之間的緩流區(qū)域大大縮小,使得九龍坡港區(qū)前沿的泥沙淤積大量減少,改善了九龍坡港區(qū)船舶作業(yè)的條件,該河段的通航水流條件也得到較大的改善,滿足了遠(yuǎn)期通航要求。5.朝天門河段三峽水庫按172m 方案運(yùn)用后,該河段泥沙淤積的主要部位是北岸珊瑚壩尾部匯流區(qū),豬兒磧南岸的老鸛磧邊灘,其次是朝天門沙嘴和下游的木關(guān)沱和梁沱,月亮磧幾乎沒有淤積。左岸江北咀至梁沱邊灘的淤積及嘉陵江的入?yún)R,進(jìn)一步迫使主流向右岸偏移,使其在夫歸石附近形成中水急流灘,并伴隨有較大的波浪存在,影響船舶航行安全,而梁沱淤積邊灘的逐漸形成,也會影響到船舶在港區(qū)的停泊、航行及作業(yè)。(1整治方案布置針對朝天門梁沱河段的礙航特點(diǎn),主要

13、采取炸低夫歸石和外梁兩礁石的工程措施,減弱礁石的挑流和阻水作用,消除梁上的滑梁水等不良流態(tài),調(diào)順?biāo)髁飨?降低外梁高程后,使得水流向梁沱內(nèi)擴(kuò)散,增大分流量,引起沱內(nèi)流速增大,減少梁沱內(nèi)的泥沙淤積。外梁和夫歸石整治高程確定:天然情況下該河段在小流量時流速較小、流態(tài)較好,能夠滿足近期通航的要求,遠(yuǎn)期三峽水庫按照175m 方案運(yùn)行時,枯水期壩前水位上升至175m,此時該河段無論水深還是流速均可 (下轉(zhuǎn)43頁第12期 陳軍民等:淺談對船舶證書內(nèi)容造假的檢查 43所有人和經(jīng)營人,關(guān)鍵要對船舶制造廠和改建廠進(jìn)行核實(shí),如果由于歷史原因或制造廠在國外難以核實(shí),可以通過對船舶的主機(jī)和付機(jī)型號及序列號、舵機(jī)、錨機(jī)

14、等一些關(guān)鍵性設(shè)備核對檢查,船東造假時往往把這些資料和銘牌都更改了,但很多電氣設(shè)備上的控制箱內(nèi)的標(biāo)識和序列號沒有改變,可以檢查船舶以前的保養(yǎng)記錄,測厚報告和船舶的圖紙等進(jìn)行核對,有時候可以從船員房間找到相關(guān)的說明書和圖紙,如果該船頻繁買賣和資料極其缺乏,或和實(shí)際不相符合,往往懷疑其有造假的嫌疑,可以擴(kuò)大檢查范圍來核對,另外,通過和船員交談,也可以得到很多關(guān)于該船船齡的實(shí)際情況。2.對船舶噸位和功率造假的檢查船舶噸位造假主要通過對船舶的一些主尺度改變,如船長、型深等數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^對船舶噸位計算書的檢查,核對和噸位計算相關(guān)的數(shù)據(jù),有些船有時候上有兩套噸位計算書,一套用來辦理證書,一套是船上實(shí)際裝貨用

15、,在對略小于500總噸和3000總噸的船可以通過實(shí)際核對船舶數(shù)據(jù),檢查設(shè)計圖紙來檢查噸位。主機(jī)功率造假主要通過更改銘牌和主機(jī)參數(shù)來進(jìn)行,造成船舶實(shí)際功率和證書不相符合,在檢查中可以通過對銘牌外形、主機(jī)說明書、主機(jī)的修理報告、試航報告等來核對,對明顯有出入的可以根據(jù)主機(jī)型號和序列號和主機(jī)廠家核對,再和船級社核對,也可以通過主機(jī)燃油消耗、主機(jī)功率計算公式來估算功率。3.對船舶設(shè)備造假的檢查。對船舶設(shè)備的造假主要通過檢查其船用產(chǎn)品證書,核對其在設(shè)備上的標(biāo)識,如主機(jī)、舵機(jī)、鍋爐等設(shè)備一般不容易更換,檢查它的電路圖、說明書、電氣控制單元標(biāo)識,還可以檢查其設(shè)備上的序列號和制造廠家,如果對這一設(shè)備型號的年份

16、有懷疑,可以通過陸上專業(yè)機(jī)構(gòu)很容易對其制造年份進(jìn)行驗(yàn)證,如國外在中國的代理機(jī)構(gòu)或備件供應(yīng)商驗(yàn)證其制造年份,另外需要基本掌握設(shè)備的發(fā)展過程和更新歷史,如二沖程主機(jī)排氣機(jī)構(gòu)從70年代的頂桿式發(fā)展到80年代的彈簧式、90年代的液壓式,還要掌握一般的國外歷史知識,如昭和四十六即1971年,有不少更改過的設(shè)備或留存說明書、圖紙上面有一些舊年份的標(biāo)記。通過這些和實(shí)際設(shè)備核對求證其真實(shí)情況。總之,在對船舶檢查中,發(fā)現(xiàn)擅自更改船舶登記數(shù)據(jù)和內(nèi)容,造成實(shí)際和證書不符的,使船舶航行和裝卸作業(yè)失去準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)支持,容易發(fā)生事故的船舶。要做到嚴(yán)格檢查,對偽造、作假、欺騙的手段獲得證書的要加大打擊力度,深入調(diào)查,通過

17、治理船舶隱患,維護(hù)水上交通安全形勢的穩(wěn)定,全力以赴保安全,營造和諧穩(wěn)定的交通環(huán)境。(上接41頁滿足通航要求,到水庫消落期時兩江春汛已到,以較小流量組合Q長/Q嘉=7640/3160m3/s為例,此時該河段水位約在164.5m左右,考慮遠(yuǎn)期大型船舶通航要求,因此將整治高程確定為160m,一方面可以滿足通航水深要求,另一方面可以消除外梁上的滑梁水,改善流態(tài),并且使水流向梁沱內(nèi)擴(kuò)散,消除沱內(nèi)緩流,減少沱內(nèi)淤積,維護(hù)其港區(qū)錨地的作用。(2試驗(yàn)成果分析實(shí)施整治工程措施后的試驗(yàn)成果表明:當(dāng)流量Q長/Q嘉=2286/363m3/s時,梁沱水位約160.0m,外梁和夫歸石切除部分對水流沒有影響;當(dāng)Q長/Q嘉=

18、5390/716m3/s時,因流量較小,主流歸槽,水流仍較平緩,夫歸石對主流影響不大,在礁石附近的流速分布變得均勻化,靠近夫歸石左側(cè)處流速偏角有所減小,外梁頂部水深約2m,梁上流速在1.1m/s左右,梁沱內(nèi)的流速在1m/s以內(nèi);當(dāng)Q長/Q嘉=7640/3160m3/s時,由于夫歸石炸低后,其對流速的影響明顯減弱,該處主流分布趨于均勻,河段流態(tài)明顯好轉(zhuǎn),外梁頂部水深約4.5m,已完全滿足船舶吃水要求,該處的航道有效寬度大于300m,梁沱內(nèi)流速增大至1m/s以上,沱內(nèi)的回流被消除,這將大大減少沱內(nèi)的泥沙淤積,梁沱以下河段流速分布亦更加趨于均勻化;當(dāng)流量增至Q長/Q嘉=10710/10975m3/s時,夫歸石段工程前的紊亂流態(tài)已被徹底消除,外梁處的水深大于10m,該段水流流態(tài)良好,且主流流速