芦林潭航道整治及通航条件研究.doc

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1、濠河口——芦林潭航道整治及通航条件研究图1.1濠河口河环全局图图1.2濠河口轮廓示意图图1.3小流量时的河段卫星图图1.4大流量时的河段卫星图1项目研究的背景及主要内容1.1项目研究的目的意义及国内外概况湘江是长江的最重要支流之一，自然条件极为优越。湘江干流全长856㎞，流域面积94660㎞2，在湖南省境内湘江长670㎞，流域面积85369㎞2，占湖南省土地面积的40%。湘江水量充沛，水系发达，河床稳定，含沙量少。目前湘江通航里程达2000㎞。近年来，湘江水运增长迅速，2005年湘江货运量已达5379万吨，且船舶大型化趋势也明显加快，千吨级及以上船型已成为湘江

2、主力船型，设计吃水大于2m的占90%，大于2.6米的约占70%。原有航道条件已严重制约湘江水运的进一步发展。为此，湖南省交通厅于2006年对湘江干流航道规划进行了修编，将湘江城陵矶~衡阳439公里河段的航道标准由Ⅲ级提升为Ⅱ级。濠河口系湘江汇入洞庭湖的河口，濠河口以上为湘江干流，濠河口以下为湘江洪道，为拟建的两千吨级航线所必经之水域；西支长33㎞，经刘家坝滩群，于临资口处汇合资水东支，合流而下至芦林潭，复与东支汇合，经营田、鹿角进入东洞庭湖；湘江洪道西支的濠河口至临资口到毛角口河段，为湖南省澧湘航线上的著名的“三口两段”的一部分，该航道已于“七·五”期间建成，

3、满足300吨单驳组成的船队航行，目前正在进行千吨级航道整治的施工建设。研究河段上起濠河口，下迄芦林潭。濠河口连续急弯河段位于湘江洪道东支的进口，包括进口弯道、谭家洲弯道、与星月洲弯道三个紧连的急弯水量主要来自湘江干流及其各支流流域的降水，同时有资水东支汇入。受长江、沅水、澧水入湖后的水位顶托，水文条件十分复杂，河流动力条件变动大，防洪、港口与各滩之间相互的影响关系错综复杂。洪道西支的千吨级航道整治工程接近完成，在东支2000吨级航道的整治过程中，不得影响西支已取得的整治效果。因此，为了研究不同水流条件下，险滩整治工程实施前后，该河段水流流态及特性的变化，分析整

4、治工程对该河段通航和防洪安全的影响，处理好航道整治与行洪的关系，必须开展该改河段的整治研究，确保整治工程方案达到预定的目的。同时也为了对濠河口连续弯道的通航条件进行更为细致的研究，必须开展船模试验研究，对相应滩险整治方案的通航条件及优化提出意见和建议。1.2项目目标和主要研究内容（要解决的主要技术难点和问题）1.2.1目标（1）利用水流数学模型，计算东支整治后的通航水流条件，保持东西支分流比基本不变。（2）利用船舶物理模型，论证濠河口邻近一段连续弯道的通航条件，经优化的整治工程方案被设计单位采用。通过局部正态定床河工模型，对濠河口邻近的一段连续弯道进行船舶模型

5、试验。本河段在濠河口分汊后立刻连接连续弯道，水流和航行条件十分复杂。在充分掌握不同整治方案的水流特点的基础上，通过船模试验，得出船舶航行迹线、漂角、对岸航速等参数，对该段航道的通航条件进行论证，进一步优化整治方案。2模型的设计制作本试验研究采用正态定床水流物理模型、小尺度自航船模试验相结合的研究方法。2.1物理模型的设计与制作2.1.1物理模型的设计模型范围上起下萝卜洲，东支至洋沙河口上游700m，西支至濠河口下游500m，模拟河道总长9680m（见图2.1）。模型的几何比尺受诸多条件和因素的限制。根据模型范围、实验场地条件和船模实验的需要，采用正态模型，几何

6、比尺为1：100。（1）几何相似：（2）水流运动相似：按河工模型水流运动相似性基本准则，定床模型水流运动相似应满足重力相似、阻力相似、水流连续相似等条件。重力相似：阻力相似：采用曼宁糙率公式则流量比尺为：（3）模型设计的限制条件①考虑模型设计流量下水深为2.6m，流速为0.5m/s，水温为20°，求得相应模型水流雷诺数为：满足模型水流处于阻力平方区要求。②原型设计航道水深2.6m，相应模型水深为2.6cm，模型水流表面张力的影响很小。2.1.2物理模型制作及布置2.1.2.1模型制作模型制作所依据的地形图采用湖南省航务勘察设计院施测的2004年2月1：2000

7、测图和2008年3月1：2000测图。为了保证断面高程控制精度，模型采用断面板法用水泥砂浆刮制而成，制模平面采用三角形导线网控制，共布置121个断面，模型断面间距60～80cm，特殊地形采用等高线控制。高程控制误差小于±1.0mm，平面控制误差小于±1.0cm，符合《内河航道和港口水流泥沙模拟技术规程》的要求。2.1.2.2模型加糙根据湖南省航务勘察设计研究院2010～2011年实测的4级流量（洪水、中水、枯水、壅水）水文资料计算，研究河段的综合糙率为0.024～0.038。相应模型糙率为0.012～0.014，采用水泥砂桨抹面，大部分模型河段不需要加糙即可与

8、原河床糙率相似。原河床局部糙率较大的区