嘉陵江(合川至河口段)航运工程关键技术研究

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1、嘉陵江（合川至河口段）航运工程关键技术研究研究报告（简写本）中交水运规划设计院二○○七年五月目录1.项目工作基本情况11.1项目背景11.2总体目标12.主要研究内容、成果及关键技术12.1.主要研究内容及研究成果12.2.关键技术23.研究过程54.依托工程与科研结合情况55.项目的经济、社会、环境效益和推广应用前景66.合作者77.致谢：8项目研究报告辑要中文题名嘉陵江（合川至河口段）航运工程关键技术研究英文题名TheKeyTechnologyofJialingjiang(Hechuan-Hekousection)

2、NavigationProject交通编号项目来源西部交通建设科技项目单位编号400759-04合同号200332852042分类号U65项目起止年限2003年～2006年第一完成单位中交水运规划设计院密级内部项目负责人吴澎（总工）　（教高）报告撰写人吴澎（总工）　（教高）张绪进（所长）（研究员）金一心（副总）张德茹（高工）项目主要参加人刘洪波（所长、高工）、陆永军（研究员）、杜宗伟（研究员）刘亚辉（总工）、文岑（副研究员）、唐兵（工程师）母德伟（工程师）、左利钦（硕士）、张珊（高工）黄碧珊（工程师）、季荣耀（博士）、

3、何进朝（助工）丁生奇（副研究员）、周军（工程师）、赵世强（研究员）徐成伟（高工）、韩巍巍（硕士）、谢岷（工程师）汤建宏（博士）、张晓明（工程师）、杨琳（高工）高亚军（高工）、安利（工程师）、王志力（博士后）、缪吉伦（工程师）、张廷辉（工程师）王召兵（工程师）、黄文辉（硕士）、蔡汝哲（研究员）尹崇清（副研究员）、赵丽云（助工）、罗绍桢（助工）袁苹（副研究员）、李平（工程师）、任志杰（助工）王云莉（工程师）、金羽（硕士）、豆文朋（助工）主题词嘉陵江　草街至朝天门　航运工程　整治方案研究关键词航道整治报告摘要：嘉陵江草街至朝

4、天门河段全长68.2km，河段上段受到草街枢纽泄流和电站调峰下泄水流的影响，下段既受到草街枢纽的泄流影响又受到长江水位顶托和三峡水库回水变化的影响，因此该河段的滩险情况、水流条件及泥沙冲淤变化情况均极其复杂。而本段航道建设又是能否发挥嘉陵江全江渠化工程效益的关键。通过对该河段现状的详细调查，研究了该河段的滩险分类、成因和碍航情况。本河段计有各类滩险27处，其中12个特急险滩群，水流条件及泥沙冲淤变化情况均极其复杂。嘉陵江来水来沙条件复杂，具有典型山区河流特征，径流方面表现为最大流量和最小流量相差巨大，水位变幅巨大，日涨

5、幅可达12m，年内来水、来沙分配不均，水沙变化过程不完全同步，受降雨区分布的影响较为突出。河段内峡谷与宽谷相间，具有峡谷河段汛冲枯淤，宽谷段汛淤枯冲的冲淤演变规律，一般来说整个河段能基本保持冲淤平衡，河床地形基本稳定。通过二维水流泥沙数学模型、船舶数值模拟和局部河段物理模型相结合的手段，研究了三峡水库运行后嘉陵江草街至朝天门河段的演变规律；北碚河段和井口至朝天门河段整治方案的整治效果；设计代表船型在重点滩段整治前、后的航行条件，验证整治效果。研究得到的主要结论是：（1）三峡水库运行后，本河段将发生累积性淤积，淤积部位主

6、要位于岸线不规则的弯沱、回流及河道宽浅段，淤积后河床岸线更趋平顺。（2）整治后各滩段航道尺度可满足2.0×60×480m（水深×宽度×弯曲半径）的Ⅲ级航道标准，中枯水流量时各滩段航槽流速略有增大，尤以整治流量时增加最多，中、洪水流量情况下，航槽流速变化不明显。（3）各滩险整治后，在各级流量下，自航驳均可安全上行过滩，441kw＋2×1000T顶推船队在中枯水流量下可安全上行通过各个滩险河段，在中水流量下，该船队上行通过锅铲石～朱家沱滩、二郎滩等均存在航宽紧张的问题。（4）河段最高通航流量受峡谷制约，温塘峡在10000m

7、3/s流量时已不能满足通航水流条件要求。根据对整治方案的研究成果，从技术可行性、船舶航行条件、航道通过能力、水资源综合利用、环境保护、工程投资等方面与河段渠化方案进行综合分析比较，提出嘉陵江草街至朝天门河段航道建设方案近期应通过航道整治满足货运需求的推荐意见。本项研究采用二维水流泥沙数学模型、船舶数值模拟和局部河段物理模型相结合的手段，研究水沙条件极其复杂的河口河段整治方案的整治效果，然后对整治方案和河段渠化方案进行综合分析比较，在研究手段和方法上是一种创新。同时，在模拟技术方面还有以下创新：（1）采用贴体正交曲线坐标

8、克服了干支流汇合处河道边界形状复杂的困难，给出了正交曲线坐标系下二维水沙的基本方程、数值计算格式及关键问题的处理方法。（2）将时空守恒元和解元方法（简称CE/SE方法）运用于二维浅水流动方程的模拟计算，提出了基于时空守恒（CE/SE）方法的浅水方程的离散格式。（3）采用神经网络技术进行水动力参数的辩识和计算，解决了船舶模拟模型水动