三峡水库回水变动区重庆河段航道整治

1、第8卷 第12期 中 国 水 运 Vol.8 No.12 2008年 12月 China Water Transport December 2008 收稿日期:2008-10-29 作者简介:陈贤祎(1981-,男,重庆交通大学硕士研究生,主要从事河床演变及航道整治技术研究。三峡水库回水变动区重庆河段航道整治陈贤祎,张绪进(重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆 400016摘 要:根据三峡水库过渡期新拟定的水位调度方案,通过模型试验,在分析回水变动区重庆河段的泥沙淤积部位和冲淤规律的基础上,初步拟定了九龙坡河段和朝天门河段的整治方案,并对整治效果进行了分析,结果表明泥沙淤积对重庆河段的航道

2、带来的不利影响可以通过整治方法获得较好解决。 关键词:三峡水库;回水变动区;重庆河段;航道整治中图分类号:U617 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(200812-0040-02一、引言三峡水库正常蓄水后,处于回水变动区的重庆河段具有水库和天然河道的双重特性,随着水库运行时间的增长,该河段泥沙淤积将呈累积性增加,这直接影响到通航条件和港区作业。由于重庆是我国西南地区最大的水陆联运枢纽,是长江上游经济发展的中心,航运地位非常重要,历来受到有关部门和社会各界的关注。各科研单位对重庆河段的泥沙淤积以及对航道的影响进行了大量的研究工作,并提出了相应的整治措施14。本文根据三峡水库过渡期新拟

3、定的水位调度方案,通过模型试验,研究改善重庆河段的航道整治方案,为该河段的航道整治工作提供有益参考。二、河道概况和航道现状重庆河段地处长江上游丘陵宽谷河段,从平面形态上看,该河段河道弯曲,特别是长江干流呈现连续弯道的形态,嘉陵江则自北向南由左岸在朝天门汇入长江(见图1。重庆河段河道断面一般较窄,长江的中、洪水河宽一般在600m1000m 之间,个别河段枯、洪水河宽可达250m 和2000m。嘉陵江河段两岸陡峭,大多由基岩组成,岸线凹凸不平,较为稳定。重庆河段的河床多由卵石或卵石夹沙组成,卵石中值粒径在60mm 左右,淤沙中值粒径在2mm 左右,部分河段有基岩出露,形成石梁、暗礁。从河床纵剖面来

4、看,则是深潭与浅脊相间,河床高程起伏不平呈锯齿状。同时,嘉陵江的入汇又使该河段具有河口特性。以上这些河道特点决定了重庆河段水流泥沙运动的复杂性。天然情况下,嘉陵江口以上川江河段的航道情况尚好,一般能满足现行航道尺度要求,其主要枯水浅滩有九龙滩、铜元局、猪儿碛、金沙碛等,虽未进行筑坝整治,但航槽总体较为稳定,平均每3年或更长时间才维护疏浚一次。嘉陵江口的金沙碛河段,一般亦可满足航行需要,遇嘉陵江丰沙年,或受川江较高水位顶托,可能在河口处淤成碍航“拦门沙”,则需采用挖泥船疏浚,以维持枯水通航,但总的来说,出现此种碍航情况较少。嘉陵江下口以下洛碛至涪陵为川江浅滩较为集中的宽浅河段,枯水期航道容易出浅

5、,有的滩险每年需要疏浚,有的则两、三年左右疏浚一次。图1 重庆河段示意图三、整治研究整治时应根据河道具体情况,遵循因地制宜,因势利导,港航兼顾,综合治理的原则,对各个滩险,碍航河段采取相应的治理措施,以达到减少泥沙淤积,改善航道条件、改善港区水陆域条件的目的。三峡工程是一个多目标开发的枢纽工程,效益主要体现在防洪、发电、航运三个方面。其航运效益主要指标之一体现在万吨级船队渝汉直达通航期力争达到50%。重庆长江河段现有航道等级为级,而嘉陵江河段尚未达到级航道标准,三峡正常蓄水后,九龙坡河段将规划为级航道,嘉陵江河段规划为级航道。根据内河通航标准GB501392004规定级和级航道标准通航的航道尺

6、度和通航船队尺度见表1:河流中规定可以正常通航的最低水位,即航道标准尺度的起算水位,称为设计最低通航水位,一般简称设计水位。按照原设计拟定的三峡水库蓄水调度方案,当水库按照正常蓄水位175m 方案运行后,在水库消落期末至汛期,重庆主第12期 陈贤祎等:三峡水库回水变动区重庆河段航道整治 41表1 内河通航标准航道尺度标准航道尺度(m 直线段宽度 航道 等级 船舶吨 级(t 代表船型尺度(m (总长×型宽×吃水 船舶、船队尺度(m(长×宽×设计吃水水深 单线 双线 弯曲半径 (1406.0×64.8×3.5 125 250 1200(2

7、316.0×48.6×3.5 100 195 950 3000驳船90.0×16.2×3.5 货船110.0×16.2×3.0 (3223.0×32.4×3.5 3.5 4.0 70 135 670 (1238.0×21.6×2.0 55 110 720 (2167.0×21.6×2.0 45 90 500 100030 60480城区河段保持天然河道状况,航道条件与天然河道相似,因此可取天然河道的碍航最低水位作为整治的设计水位,相应的最小流量作为整治流量。经水文泥沙资料分析

8、确定该河段的设计流量为Q 长/Q 嘉=2286/363m 3/s。按照三峡工程过渡期水位调度方案,从2007年10月开始水库将按172-144-152m 方案运行,按此方案运行以后,10月初开始蓄水,河道水位最大抬高12m 左右,破坏了天然河道的走沙期,使冲刷走沙期推迟到次年水库消落期末。根据西南水运工程科学研究所做模型试验成果5,汛期在九龙坡港区、滩子口一带由于存在大范围的回流、缓流区而形成淤积边滩,九龙坡港区前沿淤沙宽在4070m 之间,一般淤厚在8m 以下,局部最大淤厚在10m 左右,滩面高程达170m 左右,港区水域流速都在4.0m/s 左右。在水库水位消落期或汛期低水位时段虽走沙冲刷

9、强烈,也无法将九龙坡港区前沿的淤沙全部冲走,泥沙淤积后,主槽右移,码头前沿水深不足,随着水库运行时间的增长,淤积边滩逐渐形成,对该河段的通航条件和港区作业产生明显的不良影响。 (1整治方案布置图2 整治方案布置图 根据九龙坡河段的碍航情况,首先在进口的洲头附近修建一鱼嘴,鱼嘴头部以1:10的坡度从高程165m 逐渐升至170m,后面接平台,其作用是将上游来水分流归槽,一方面保证左槽的流量和水深,另一方面将右槽水流集中,将槽中淤沙冲走,维护其副槽的通航作用。而对九龙坡港一侧的整治主要是消除港区前沿的泥沙淤积,以保证船舶能够正常进出港作业,因此整治方案为在泥沙淤积试验30年地形的基础上,在淤积边滩

10、外缘附近以近乎垂直的坡度修筑一顺坝,坝顶高程考虑三峡水库运行后水位抬高和泥沙淤积的影响,初步确定为185m,顺坝距离鱼嘴左边堤坝最小宽度330m,以保证通航尺度要求;在码头前沿的三角碛在枯水期水深不足,实测Q 长/Q 嘉=2286/363m 3/s 时,该处水位161.8m,三角碛碛顶部分出露,碍航严重,需采取疏浚开挖的措施,考虑该段航道尺度标准最小水深3.5m,则将三角碛的开挖高程确定为158.3m(整治方案布置见图2。工程布置保证了九龙坡河段通航宽度300m 以上,水深3.5m 以上,能够满足级航道标准要求。(2试验成果分析整治工程措施实施后,从试验实测的水流条件可见,当流量Q 长/Q 嘉

11、=2286/363m 3/s 时,水流集中于左汊,三角碛处水位约162.0m,水深达到3.7m,满足级航道通航水深要求,无滑梁水,流态较好;当流量Q长/Q嘉=5390/716m 3/s 时,水流主要集中走左汊,三角碛处水深大于6.0m,水流集中下泄,流态较好;当流量增大至Q长/Q 嘉=7640/3160m 3/s 时,因右汊受泥沙淤积阻塞,水流仍然主要集中于左汊,三角碛滩面流速分布较为均匀,流态较好。由于鱼嘴分流,该段右汊流速并无明显增大。当流量进一步增大时,随着水位的抬高,水流趋直,三角碛处流速分布均匀,原缓流区范围缩小。当Q长/Q嘉=20000/8000m 3/s 时,鱼嘴淹没后,水流沿整

12、个河宽扩散,最大表面流速小于3.0m/s。由于在九龙坡码头与滩脑壳之间的缓流区域大大缩小,使得九龙坡港区前沿的泥沙淤积大量减少,改善了九龙坡港区船舶作业的条件,该河段的通航水流条件也得到较大的改善,满足了远期通航要求。三峡水库按172m 方案运用后,该河段泥沙淤积的主要部位是北岸珊瑚坝尾部汇流区,猪儿碛南岸的老鹳碛边滩,其次是朝天门沙嘴和下游的木关沱和梁沱,月亮碛几乎没有淤积。左岸江北咀至梁沱边滩的淤积及嘉陵江的入汇,进一步迫使主流向右岸偏移,使其在夫归石附近形成中水急流滩,并伴随有较大的波浪存在,影响船舶航行安全,而梁沱淤积边滩的逐渐形成,也会影响到船舶在港区的停泊、航行及作业。(1整治方案

13、布置针对朝天门梁沱河段的碍航特点,主要采取炸低夫归石和外梁两礁石的工程措施,减弱礁石的挑流和阻水作用,消除梁上的滑梁水等不良流态,调顺水流流向,降低外梁高程后,使得水流向梁沱内扩散,增大分流量,引起沱内流速增大,减少梁沱内的泥沙淤积。外梁和夫归石整治高程确定:天然情况下该河段在小流量时流速较小、流态较好,能够满足近期通航的要求,远期三峡水库按照175m 方案运行时,枯水期坝前水位上升至175m,此时该河段无论水深还是流速均可 (下转43页第12期 陈军民等:浅谈对船舶证书内容造假的检查 43所有人和经营人,关键要对船舶制造厂和改建厂进行核实,如果由于历史原因或制造厂在国外难以核实,可以通过对船

14、舶的主机和付机型号及序列号、舵机、锚机等一些关键性设备核对检查,船东造假时往往把这些资料和铭牌都更改了,但很多电气设备上的控制箱内的标识和序列号没有改变,可以检查船舶以前的保养记录,测厚报告和船舶的图纸等进行核对,有时候可以从船员房间找到相关的说明书和图纸,如果该船频繁买卖和资料极其缺乏,或和实际不相符合,往往怀疑其有造假的嫌疑,可以扩大检查范围来核对,另外,通过和船员交谈,也可以得到很多关于该船船龄的实际情况。2.对船舶吨位和功率造假的检查船舶吨位造假主要通过对船舶的一些主尺度改变,如船长、型深等数据。可以通过对船舶吨位计算书的检查,核对和吨位计算相关的数据,有些船有时候上有两套吨位计算书,

15、一套用来办理证书,一套是船上实际装货用,在对略小于500总吨和3000总吨的船可以通过实际核对船舶数据,检查设计图纸来检查吨位。主机功率造假主要通过更改铭牌和主机参数来进行,造成船舶实际功率和证书不相符合,在检查中可以通过对铭牌外形、主机说明书、主机的修理报告、试航报告等来核对,对明显有出入的可以根据主机型号和序列号和主机厂家核对,再和船级社核对,也可以通过主机燃油消耗、主机功率计算公式来估算功率。3.对船舶设备造假的检查。对船舶设备的造假主要通过检查其船用产品证书,核对其在设备上的标识,如主机、舵机、锅炉等设备一般不容易更换,检查它的电路图、说明书、电气控制单元标识,还可以检查其设备上的序列

16、号和制造厂家,如果对这一设备型号的年份有怀疑,可以通过陆上专业机构很容易对其制造年份进行验证,如国外在中国的代理机构或备件供应商验证其制造年份,另外需要基本掌握设备的发展过程和更新历史,如二冲程主机排气机构从70年代的顶杆式发展到80年代的弹簧式、90年代的液压式,还要掌握一般的国外历史知识,如昭和四十六即1971年,有不少更改过的设备或留存说明书、图纸上面有一些旧年份的标记。通过这些和实际设备核对求证其真实情况。总之,在对船舶检查中,发现擅自更改船舶登记数据和内容,造成实际和证书不符的,使船舶航行和装卸作业失去准确的技术数据支持,容易发生事故的船舶。要做到严格检查,对伪造、作假、欺骗的手段获

17、得证书的要加大打击力度,深入调查,通过治理船舶隐患,维护水上交通安全形势的稳定,全力以赴保安全,营造和谐稳定的交通环境。(上接41页满足通航要求,到水库消落期时两江春汛已到,以较小流量组合Q长/Q嘉=7640/3160m3/s为例,此时该河段水位约在164.5m左右,考虑远期大型船舶通航要求,因此将整治高程确定为160m,一方面可以满足通航水深要求,另一方面可以消除外梁上的滑梁水,改善流态,并且使水流向梁沱内扩散,消除沱内缓流,减少沱内淤积,维护其港区锚地的作用。(2试验成果分析实施整治工程措施后的试验成果表明:当流量Q长/Q嘉=2286/363m3/s时,梁沱水位约160.0m,外梁和夫归石

18、切除部分对水流没有影响;当Q长/Q嘉=5390/716m3/s时,因流量较小,主流归槽,水流仍较平缓,夫归石对主流影响不大,在礁石附近的流速分布变得均匀化,靠近夫归石左侧处流速偏角有所减小,外梁顶部水深约2m,梁上流速在1.1m/s左右,梁沱内的流速在1m/s以内;当Q长/Q嘉=7640/3160m3/s时,由于夫归石炸低后,其对流速的影响明显减弱,该处主流分布趋于均匀,河段流态明显好转,外梁顶部水深约4.5m,已完全满足船舶吃水要求,该处的航道有效宽度大于300m,梁沱内流速增大至1m/s以上,沱内的回流被消除,这将大大减少沱内的泥沙淤积,梁沱以下河段流速分布亦更加趋于均匀化;当流量增至Q长/Q嘉=10710/10975m3/s时,夫归石段工程前的紊乱流态已被彻底消除,外梁处的水深大于10m,该段水流流态良好,且主流流速有所减小,梁沱内的流速进一步增大,随着流量的继续增大,该段河道的通航条件将更加良好。四、结论1.通过实体模型试验,对九龙坡河段和朝天门河段的整治效果进行了验证分析,其结果表明可以有效解决泥沙淤积及其碍航问题,为航道整治工程设计提供有益的参考。2.根据长江流域综合利用规划,在三峡枢纽建成前后,长江上游干支流将陆续建成一批大型水库,在一定时期内,均可拦截部分泥沙,对减少回水变动区的泥沙淤积,起到