[发明专利]过渡段沙卵石分汊浅滩直槽整治方法

说明书

技术领域

本发明属于航道整治研究领域，尤其涉及一种过渡段沙卵石分汊浅滩直槽整治方法及航槽稳定性判别方法。

背景技术

长江叙渝段分汊河段多出现在弯曲狭窄河段下游的放宽段，多为两汊形态，铜鼓滩、神背嘴、风簸碛滩段均具有弯曲放宽、枯水分汊的河势特征。铜鼓滩、神背嘴河段枯水河槽江心又有心滩或暗碛存在，将枯水河槽进一步分为左右两槽。其中靠近河岸的一汊往往弯曲且窄深，进口弯、浅、斜流较强；中下段弯曲半径小，碛翅边缘开挖的航槽易回淤。碛槽宽浅，航深不足；出口受弯槽所在的凹岸深槽吸流影响流速比降较大，水流较为紊乱。由于弯槽往往为整治前的枯期通航汊道，若开辟直槽通航，不仅疏浚工程量大；此外，为增加挖槽稳定性须增加直槽流速，整治前直槽出口流速比降就较大，直槽疏挖后可能出现航行阻力大船舶上行困难的不利局面，因此在上世纪90年代进行此类型滩险整治时，均选择弯槽进行整治。山区河流的沙卵石浅滩的航道整治多采取疏浚与整治相结合的措施，但疏浚的挖槽长度往往较短。以往没有开辟长直挖槽通航的经验，直槽河床组成相对较粗，基建性挖槽长度大、工程量较大，整治工程对枯水河势的改变较大，航槽的稳定性存在一定的风险。在弯曲汊道通航条件难以进一步改善的情况下，能否可以开辟长直槽通航需要进行慎重研究。

在满足航道尺度的基础上，在冲积或半冲积河流，开挖航槽的主要问题是汛后推移质回淤问题。上世纪50年代H.A.列亚尼兹提出了水流与挖槽轴线交角的理论计算方法，认为挖槽与水流方向成一交角时形成的螺旋流有利于挖槽内泥沙的输运。但事实表明由于经水流作用后挖槽边坡较为平坦，螺旋流并不明显。规范规定挖槽轴线宜与中枯水主流方向或底流方向尽量一致。因此，在卵石分汊浅滩的直槽整治时，挖槽的横断面型式的选择成为了滩险整治设计重点考虑的问题。

长江航道局编制的航道手册认为，在满足航道尺度要求的前提下，挖槽宜采取较为窄深的断面，但该结论没有理论依据，也没有沙卵石挖槽工程实践证明依据。长直挖槽的横断面断面形态与挖槽稳定性的关系还需进一步明确。挖槽的稳定性实际上主要取决于挖槽前后的输沙能力，一般要求挖槽后与挖槽前挖槽内流速比值大于1，但应大于多少没有明确指标，如何采取直观明确的水沙特性指标反映挖槽的稳定性，是工程设计亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过渡段沙卵石分汊浅滩直槽整治方法及航槽稳定性判别方法，旨在过渡段沙卵石分汊浅滩取得良好的整治效果，在直槽挖槽满足航深要求的同时到达良好的挖槽稳定性。

本发明是这样实现的，一种过渡段沙卵石分汊浅滩直槽整治方法是采用在过渡段枯水分汊河道开辟宽浅型长直槽通航，同时利用整治建筑物调整水流结构，束窄枯水航槽，增强新开航槽的输沙能力。

一种过渡段沙卵石分汊浅滩航槽稳定性判别方法，为增强挖槽的稳定性，开辟直槽通航时宜采取宽浅型挖槽横断面型式。

一种过渡段沙卵石分汊浅滩航槽稳定性判别方法，为满足挖槽的稳定性要求，应保证挖槽前后进入直槽的推移质底沙具有相同的起动条件。在实际应用时，可采用在整治流量下的推移质起动条件进行控制。

具体计算方法为，选取整治前整治流量下航槽内能起动的推移质最大粒径为计算特征粒径D_max，挖槽后航槽内水深增加，适当增加航槽内流速以满足特征粒径D_max具有相同的起动条件，起动条件采用长江寸滩站实测卵石起动流速经验公式进行计算：

V0=1.08γs-γγgd(hd)1/7]]>

式中K＝1.08，d为泥沙粒径，h为水深。