长江宜宾至重庆段航道治理关键技术研究报告简本(3)

续表3-2 斗笠子滩整治方案一缆表

试验方案 工程内容 工程量 整治效果 改善斗笠子滩的方案四 （移顺坝＋滩口炸在方案三的基础上，再在庙角碛尾新建一条礁＋滩口岛尾坝：坝高程198.5m（平坡），筑坝长度下游180m100m,顶宽度为3m，两侧放坡1:1.5 处炸礁＋岛尾坝） 拆坝： 18000m 筑坝： 25200m 炸礁： 15870m 333综合评价 水流条件好，从船模试验和水流最不利比降流速组合来看，船舶自航上滩能力较好。在庙角碛碛翅和碛尾附近仍有少量的泥沙淤积。 枯水期冲刷庙角碛碛翅处冲刷泥沙能力与方案四可作为推荐方案 方案五 （移顺坝＋滩口炸在方案四的基础上，再在庙角碛碛首新建两礁＋滩口条分沙坝：坝顶高程200.0m（平坡）,坝顶下游180m宽度3m，两侧1:1.5放坡。第一条坝长度处炸礁＋165m，第二条坝长度150m。 岛尾坝＋分沙坝） 拆坝： 18000m 筑坝： 29400m 炸礁： 15870m 333相差不大。布置分沙坝后，只是改变庙角碛碛翅局部的淤积量，工程河段泥沙洪水期主要输移路线以及庙角碛碛翅的淤积并没有得到实质性的改变。中洪水期，分沙坝对船舶上行有一定影响。工程量最大。 分沙坝减淤效果不明显，且对中洪水船舶上行有一定影响，建议不采用。 3.4 卵石急滩整治技术总结

根据斗笠子滩和筲箕背滩历年整治情况，结合两滩现有整治方案，对叙渝段卵石急滩的卵石运动规律、水力指标、整治原则、整治方法进行总结。 3.4.1 卵石急滩卵石运动规律

①不管洪水期还是中枯水期，推移质输移路线对于斗笠子滩主航槽和筲箕背滩练家槽来说，都是异岸输移。

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②洪水期推移质输移路线经过主航槽，并产生一定淤积；枯水期水流归槽冲刷洪水期淤积的推移质。

③洪水期和枯水期的推移质输移路线方向不一样。斗笠子滩、筲箕背滩洪枯期卵石推移质输移方向的夹角分别为40°、30°左右。

④斗笠子滩和筲箕背滩的卵石运动强烈，均出现三维卵石沙波。斗笠子滩的卵石沙波出现在主航槽以下的斗笠子滩，筲箕背滩出现在练家槽以上的筲箕背滩脊。

⑤卵石运动与年来水量关系较大。1990年，筲箕背汛期和汛后的地形变化很小，2003年，斗笠子滩汛期和汛后主航槽地形变化也很小。分析其原因，主要是这两年的

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洪水流量较小造成的。1990年、2006年朱沱站年最大洪水流量分别为30000 m/s、27800

m/s，小于1990～2005年的年最大洪水平均流量32800 m/s，更小于5年一遇洪水流量

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为45100 m3/s。 3.4.2 整治原则

（1）卵石急滩以调节急滩比降为主

在方案布置时，主要以减小比降为主，最大局部比降能调整到2.0‰左右。从整治效果来看，降低了卵石急滩的比降，流速并未降低多少，船舶自航上滩的能力大大提高。

（2）布置整治方案时既要考虑标准船队自航上滩，又要考虑航槽稳定。 3.4.3 整治方法

（1）炸除河底礁石等方法进行扩大过水断面，既能满足船舶自航上滩，又能保持航槽稳定。

扩大过水断面是急滩整治的基本方法之一。通过扩大滩口过水断面，水流相对平顺，急流段的比降相对较小，流速减缓，使调整后的水流条件，能满足船舶自航上滩。

（2）采取局部炸礁方法，减小底部环流，改善流态。

由于河床起伏不平，河床高差较大，底部环流得到充分发展。水位越枯，底部环流强度越大，故在设计水位时，虽从表面流速和比降组合来看能满足船舶自航上滩，但较

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强的底部环流使船舶不能自航上滩。

（3）修建岛尾坝能局部壅水，达到减小庙角碛碛尾横比降，拓宽缓流区的目的，以便船舶自航上滩。

“上疏下抬”是急滩整治的方法之一，“下抬”的一般方法是在滩下深槽断面修筑潜坝，筑坝壅水，减缓滩口的比降、流速，改善流态，使船舶能自航上滩。

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4 金沙江建库对叙渝段航道的影响研究

金沙江建库引起的水流、泥沙条件的改变，将使叙渝段河床演变规律发生相应变化，直接影响一些重点滩险的水流、泥沙、河床变化规律，从而造成卵石滩险的河床下切，基岩河床滩险的水流流速、比降加大，这些变化都将影响航道的通航条件。

采用一维数学模型，重点研究建库后长河段水流、泥沙运动规律和水位变化趋势，并通过局部河段平面二维水沙数学模型模拟计算，研究典型重点浅滩河段的河床演变、水流条件、航道尺度的变化情况及发展趋势。 4.1 重点滩险二维数学模型计算

平面二维数学模型计算的主要目的是，分析向家坝水电站修建后，在电站日调节下泄非恒定流情况下，对叙渝段重点滩险平面二维水流流速、流态、水深、河床冲淤变化的影响。分别选取铜鼓滩和风簸碛作为重点研究对象。

为探讨上游金沙江建库后，经水库调节下泄非恒定流过程对长江叙渝段航运条件的影响，建立了非恒定流数学模型。选取重点河段（铜鼓滩、风簸碛河段），计算了河道中水流为非恒定流时流速及水深分布，确定河道中水流流态及水位变化；并对沿程各断面位置处水流运动参数的变化过程进行了研究，着重对流速、水位随时间的变率做了分析，反映流速及水位随时间的变化强度。

①根据水文资料统计分析，向家坝水库在下泄最小流量为1200m3/s时，长江叙渝段（李庄站）年均1.6天流量小于设计流量1950m3/s。

②溪洛渡、向家坝建库后将拦截金沙江大部分悬沙和几乎全部推移质。长江叙渝段推移质泥沙由天然的年均226.4万t减少到年均44.4万t。

③当叙渝段河道基流最小时，向家坝进行日调节时为非恒定流情况下叙渝段河道通航条件最不利工况。

④非恒定流传播沿流程存在洪峰坦化现象，相应沿程流量、水深、流速变幅逐渐减

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小。

⑤不同日调节工况比较发现，最小下泄流量增加，沿程各点水力参数变幅减小。 ⑥向家坝日调节流量过程经长距离河道调蓄作用后，至铜鼓滩、风簸碛河段最小流量较天然枯水流量增大，航道水深增加。

⑦上、下游河段水力参数变率分析显示，沿程水力参数变率减小，非恒定流引起的河道水流波动沿程衰减。

⑧长时段日调节对河道变形影响因河床组成和边界条件的差异而不同，对比而言，铜鼓滩段河床变形较风簸碛段明显。

⑨河床变形后，可通航宽度增加，但同时可能伴随有航深的减小，非恒定流传播增加水深的效果有所反弹，河段航深与天然来流时相当。 4.2 金沙江建库后对叙渝段航道的影响

上游金沙江建库后，叙渝段的来水来沙条件将发生较大的变化，从而导致本段航道水流条件和泥沙运动规律发生改变，这些改变将引起河床演变规律的改变。研究表明:

（1）虽然电站日调节流量对叙渝段下泄非恒定流存在洪峰坦化现象，相应沿程流量、水深、流速逐渐减小，但宜宾至太安长140km的河段，水位日变幅都在0.7m以上。越靠近坝址，水位日变幅越大，李庄以上水位变幅近2m。这将对船舶的靠泊和航行安全带来一定影响。

（2）长时段清水冲刷对河道变形影响:因河床组成和边界条件的差异而不同，在多数地方由于河床冲刷下切引起水位下降，而在由紧密的大粒径沙卵石或礁石组成的滩脊，由于抗冲性强，水位下降后将引起水深减小。

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