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优化近坝砂卵石河段整治方案

【摘要】:图6.4-3长江中游芦家河河段河势图及已建整治工程图6.4-4长江中游芦家河治理整体方案平面布置图根据数值模拟研究,芦家河河段治理整体方案实施后,上游水位下降,陈二口水位下降0.579m,枝城水位下降0.445m,毛家花屋一带最大比降由1‰减小至0.48‰,局部最大流速由3m/s以上下降至2.35m/s。同时,整体方案实施后,沙泓进口处近岸大堤水位最大增加0.021m,对荆江河段的防洪影响较小。图6.4-5长江中游芦家河治理工程实施后的相对冲淤变化和航深图

长江中游枝城—大步街河段习称芦家河河段,全长52km,上距三峡水库大坝104km,距葛洲坝枢纽64km。该河段属长江中游上荆江河段上端,包括枝城水道、关洲水道、芦家河水道、枝江水道、刘巷水道、江口水道和大步街水道,如图6.4-3所示。三峡水库蓄水运用以来,芦家河水道航道条件有了较大改善,特别是芦家河水道沙泓进口汛期泥沙淤积量大幅减少,对主航道常年维护在沙泓起了决定性作用。但由于汛后来水过程陡涨陡落,不利于沙泓进口段局部河床冲刷,枯水期航路变得弯曲。毛家花屋—姚港一带坡陡流急的碍航问题成为目前芦家河水道维护的主要问题,其下游的枝江—江口河段水陆洲、柳条洲出现洲头退缩、滩体面积冲刷减小的不利变化,张家桃园、水陆洲、吴家渡边滩高程也出现了冲刷降低的趋势,对航道条件极为不利。

枝江—江口已实施洲滩守护工程,改善了航道条件,有利于维持较好的航道发展态势,同时减小洲滩冲刷,减小水位降落,有利于缓解芦家河水道坡陡流急的问题,属于系统治理。在此基础上重点研究芦家河水道碍航问题,主要有两个:一是毛家花屋水深航宽不足,坡陡流急,宜适度开挖,通过增加水深减小流速,但幅度也不能太大,不能影响到上游,这可以增加水深航宽和调小比降改善水流;二是进口段冲刷不利,宜尽量加快汛后水流归槽,通过潜顺坝分流鱼嘴引导汛后水流及时归槽加大冲刷时间。因此,整体方案采用沙泓开挖及鱼嘴工程,如图6.4-4所示。

图6.4-3 长江中游芦家河河段河势图及已建整治工程

图6.4-4 长江中游芦家河治理整体方案平面布置图

根据数值模拟研究,芦家河河段治理整体方案实施后,上游水位下降,陈二口水位下降0.579m,枝城水位下降0.445m,毛家花屋一带最大比降由1‰减小至0.48‰,局部最大流速由3m/s以上下降至2.35m/s。整体方案的实施,能够较好地缓解坡陡流急的问题。同时,整体方案实施后,沙泓进口处近岸大堤水位最大增加0.021m,对荆江河段的防洪影响较小。

选择2008—2012年实测水沙系列,循环计算10年,预测航道整治效果。图6.4-5(彩图21)给出了工程影响下的相对冲淤变化和航深图。由图可见,挖槽的吸流及鱼嘴束水综合作用使得枯水期沙泓分流比增大,石泓的分流比减小,沙泓挖槽范围流速减小,其余位置流速增大,而石泓流速有所减小,从而导致沙泓除了挖槽范围回淤,其他位置均冲刷,石泓普遍有所淤积。工程实施1~3年后,沙泓挖槽有所回淤,其他位置普遍冲刷深度在0.10m以内,而石泓最大淤积0.09~0.23m,普遍淤积0.10m以内;5~10年后,沙泓挖槽最大回淤0.39~1.20m,其他位置普遍冲刷0.10~0.50m,石泓最大淤积0.55~0.85m,普遍淤积0.25~0.42m。工程实施后1~10年后,均可满足航深要求。

图6.4-5 长江中游芦家河治理工程实施后的相对冲淤变化和航深图(计算10年)