金沙江急流、險灘航道整治技術探討

金沙江急流、險灘航道整治技術探討

　　摘要:金沙江中段河床多急流、險灘,對其整治首先應確定整治的水位,本文探討了利用平灘水平法及平均流量法兩種方法結合確定整治水位,根據金沙江中段水文地質特征,提出了擴大卡口斷面、拓寬緩流航道、開槽分流或新辟航槽、構筑錯口型灘搭跳上灘等整治措施,闡述了河道整治疏浚工程的通航及河床演變規律要求。
　　關鍵詞:金沙江;急流險灘;航道整治;疏浚工程
　　
　　一、引言
　　
　　金沙江是中國長江的上游,流域內礦物資源豐富,流急坎陡,江勢驚險,航運困難。金沙江河谷地貌特征可以德格縣白曲河口和馬塘縣瑪曲河口附近分為上、中、下三段。其中上段為峽寬相間河谷段,中段為深切峽谷段,下段為峽谷間窄谷段。中段自德格白曲河口至巴塘瑪曲河口,谷坡不穩定,崩塌、滑坡和泥石流頻繁發生,河流深切基巖,河床中多急流、險灘,是整治的重點。
　　
　　二、整治水位的選取與計算
　　
　　整治水位是當水位降至該水位時,水面受整治建筑物束窄,加大束水沖沙的能力,要求整治建筑物的高程以該水位為標準。從整治的結果看,整治水位是整治工程對淺灘航行條件能產生顯著改善的水位;從對河床造床機理看,整治水位是與造床流量相應的水位,計算方法主要有以下幾種:
　　(一)平灘水位法。在某些河段,中、枯水河槽穩定,水流條件良好,一般不出淺礙航,故稱其優良河段。形成該優良狀態,與河勢和邊灘的高程密切相關,邊灘起到較好的束水造床作用,增大退水期沖刷,從而能維持枯水河槽水深要求。既然這種邊灘高程能塑造出優良河段的河形,則整治水位就可模擬優良河段邊灘高程相應的超高值確定。
　　當前許多實踐表明,采用多年平均水位或與多年平均流量相應的水位為整治水位,也是一種可供選擇的方法,因為該水位一般接近于平邊灘水位。
　　(二)平均流量法。多年平均水位法計算整治水位,各淺灘河段整治水位計算先統計基本水文站多年平均流量資料,繪制近年水位流量關系曲線,查得基本站多年平均流量相應的水位值,再根據沿程瞬時水面線內插得沿程水位,該水位值即為該淺灘的整治水位。
　　(三)整治水位的確定。急流、險灘在工程整治后,淺灘存在著沙灘消長、深泓線擺動、深槽易位、以及淤積等問題,據分析是洪水期帶來的泥沙在枯水期無力帶走,是造成淺灘出淺的主要原因,采用超高水位法計算出的整治水位,其整治高度只提高了0.2m,變化不大,容易造成枯水歸槽時間晚,不能完全帶走洪水期帶來的泥沙。所以整治水位是偏小的。但是考慮到水利樞紐及大量采砂對下游河床下切的影響,整治水位也不可能定得太高。采用平均量流量法計算出的整治水位,整治高度平均達到了4.6m,沒有考慮到水利樞紐及大量采砂對下游河床下切的影響,其易造成對河床的過度沖刷,從而使整個河段不穩定。所以采用平均量流量法計算出的整治水位是偏大的。由上分析可得,整治高度定得太小,容易造成枯水歸槽晚,造成出淺;定得太大,容易造成過度沖刷。整治流量定為3900m3/s,所以,考慮到以上兩方面原因,整治高度定為2.5m。
　　
　　三、金沙江中段急流、險灘整治技術措施
　　
　　(一)擴大卡口斷面。急流灘一般因灘口過水面積急劇縮小而出現,因而整治急流灘常用而有效的措施就是擴大卡口斷面,使灘口在成灘水位至消灘水位期間過流順暢,剪刀水等礙航流態減弱,比降減緩。斷面擴大可以拓寬、也可以挖深。拓寬時可緩解剪刀水的流急狀態,使灘口下主流范圍相應拓寬,回流范圍縮小。挖深首先可以緩解跌水流態,泡漩減弱。同時對灘口比降改善明顯。當灘口斷面縮小以橫向收縮為主時,以拓寬為主,一般清炸突入江中礁石,開挖侵入江中的突嘴和溪口沖積扇等,其開挖底高程應根據成灘期盡可能定高些。當灘口斷面縮小以垂向收縮為主時,應以挖深為主,或在拓寬的同時,開挖底高程宜定在設計水位以下。
　　(二)拓寬緩流航道。急流灘兩岸邊的緩流水域往往被亂石和暗礁占據或侵占,本措施的主要工作是清理近岸亂石和暗礁,或肅清不起關鍵挑流作用的礙航凸咀,也可能開挖緩流區岸灘。急流灘口下主流區的位置與兩岸突入江中的壓縮程度和灘上突嘴上游岸壁的挑流角度有關�？梢娬�治中只要不動上游起關鍵作用的挑流突嘴,灘下主流位置一般不變,在緩流區內拓寬、挖深增加過水面積,將不會引起流速的增加而能增大水深。本措施適用于峽谷型急流灘整治因峽谷型急流灘兩岸陡峭無法大量開挖擴大卡口斷面,通過炸除岸邊局部的突嘴、石堆,拓寬緩流航道往往能取得良好的整治效果。
　　(三)開槽分流或新辟航槽。開槽分流或新辟航槽的整治設計中,主要內容如下:選擇好通航汊道;慎重確定開挖航槽的設計流量;合理確定開挖航槽的設計水位;確定合理的開挖糙率;根據航槽控制流速的要求來擴大航道尺度;有效地減緩航槽流速的航槽開挖方法。本措施可適用于分汊河道、彎道或灘地較寬的河段。為緩解分汊河道中航道內的急流狀況,可挖深非通航汊進行分流,也可以將非通航汊修整后作為通航汊而避開原洶險的汊道。對于彎道或灘地較寬的急流灘,也可因地制宜地開挖新槽進行分流或新辟航槽。
　　(四)構筑錯口型灘搭跳上灘。急流灘的凸咀處,一般上游因壅水而產生一定范圍的緩流區,其下一定范圍內為回流或緩流區。當兩岸突嘴錯開一定距離時,給船舶充分利用兩岸的緩流區上灘創造了有利條件。
　　錯口型急流灘的兩岸均有凸咀伸入河中,使灘口縮窄而成急流灘,但兩岸凸咀的位置上、下游錯開,從而在灘口產生不對稱的

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