赣江鸡心洲滩航道整治工程效果分析
2017-11-01丁雄伟
丁雄伟
(江西省港航管理局赣州分局,江西 赣州 341000)
赣江鸡心洲滩航道整治工程效果分析
丁雄伟
(江西省港航管理局赣州分局,江西 赣州 341000)
文章首先概述了鸡心滩项目概况,而后阐述了该项目中水文及泥沙的特性,并简要分析了该项目历史航道情况,随后通过阐述治理历史、河床演变及碍航等方面,分析了浅滩近期河床演变情况,最后介绍了Ⅱ级航道整治工程平面布置方案,以供参考。
鸡心滩;航道整治;工程效果
赣江是江西省的第一大河流,自南向北纵贯全省,为国家水运主通道之一。南昌姚湾至湖口河段位于赣江下游,全长175km,河段包括(姚湾~吴城)94公里赣江尾闾航道和(吴城~湖口)81公里的湖区航道,其Ⅱ-(3)级航道(2000吨级)整治工程于2011年7月开工建设,2015年12月交工验收。航道设计标准:设计水深2.8m,宽75m,弯曲半径不小于550m,通航保证率为98%。该工程建成后为江西省提供了一条通江达海的水上高速通道。鸡心洲滩为该段航道重点整治的碍航浅滩河段(见图1)。本文在收集历年该滩航道地形图以及水文泥沙资料的基础上,分别对浅滩内河床演变特征、河工模型试验推荐方案、竣工测图进行了分析,在此基础上对航道整治工程的整治效果进行了分析。
1 河段概况
鸡心洲滩位于赣江西河昌邑至吴城河段内,距上游昌邑大桥约8公里,该滩上起猴子脑排灌站,下至铁河口,全长约4.3公里,浅段长约2.8公里。两岸有完整圩堤,可抵御20年一遇洪水,河段起点上游堤距约800m,河段终点下游圩堤向两侧急剧展开,堤距达1300m,滩地开阔,中枯水河槽由滩地间穿过,洪水时滩地被淹没,是鄱阳湖的一部分,中枯水水流归槽,是赣江西支的入湖通道。鸡心洲滩河段的河宽相对上下游小且沿程变化不大,平均堤距约500m,中枯水河床比较顺直,深槽不明显。河段中部左岸有一长320m,宽50m的江心洲,称为鸡心洲,洲面高程在15~16.5m之间。左汊中枯水断流。河道内流态平顺,流速、比降平缓。水流流速小于1.0m,比降约为0.109‰。
2 水文泥沙特性
2.1 水文
鸡心洲滩上游的外洲水文站为赣江控制站。表1至表3是外洲站多年实测流量资料的统计结果。由表可知,外洲站多年平均径流量为676.3亿m3,历年最大洪水流量20400m3/s(82年6月20日),历年最小枯水流量172m3/s(63年11月13日),多年平均流量2227 m3/s。径流在年内分配很不均匀,汛期4、5、6三个月径流量约占全年50%,枯季9、10、11、12、1、2六个月径流量仅占全年24%,最小流量出现在11、12和1月份。
表1 外洲站径流量统计表
表2 外洲站流量特性表
表3 外洲站多年平均径流量逐月分配表
表4 外洲站悬移质特征统计表
表5 外洲站多年平均悬移质输沙量逐月分配表
2.2 泥沙
赣江悬移质含沙量较小,属少沙河流,统计外洲水文站平均悬移质含沙量为0.15kg/m3,最大为1.63kg/m3,最小为0。悬移质输沙量在年内分配,不均匀程度超过径流。多年平均悬移质输沙量为904.3万吨,其中4、5、6三个月占全年的66.25%,6月一个月占全年的25.55%,相当于中、枯水期8个月之和(见表5)。
河段内床沙主要由中、细沙组成,两岸土质大部分为砂壤土,抗冲性较强。根据2001年的床沙取样分析资料,浅滩床沙中值粒径d50表层为0.42 mm,表层1米以下为0.47mm。
3 历史航道状况
本滩段是赣江西河著名的碍航浅滩,70年代就进行过整治,92年IV级航道整治中又进行了系统整治。通过整治,航道条件改善,枯水航深从0.9m提高到1.8m。2002年进行了Ⅲ级航道整治,整治后航道水深达到2.2m。但水深航宽仍不能满足航运发展的需求,再次通过航道整治措施,提高航道等级,进一步改善通航条件,十分必要。
4 浅滩近期河床演变分析
4.1 治理历史
该滩于70年代初修建2座顺坝、3座丁坝,还进行过多次疏浚维护工程的治理。由于当时对水流认识水平的原因,两条顺坝实施后,中枯水期使水流和泥沙一起进入航道,航道得不到有效冲刷,而中洪水期含沙量少的面流进入坝田,造成坝田冲刷,含沙量大的底流进入航道,造成航道淤积,整治效果较差。89年至99年以来又在该滩布置了9座正挑丁坝(见图2)。整治后枯水航深1.8m,达到500吨级航道水平。2003年Ⅲ级航道整治时,对该河段浅滩进行了航道疏浚,整治后枯水航深2.2m,达到1000吨级航道条件。
4.2 河床演变及碍航情况分析
该浅滩出浅原因有两个,一是河道突然放宽,中、洪水期受鸡心洲顶托壅水,水流流速减缓,泥沙淤积;二是顺直段长达4公里,在河道内不能形成弯道环流,泥沙无法带走而出浅。套绘1992年与1999年航道地形图(图2)知:1992年2m等深线多处中断,航道中有上、中、下三个深槽,每个深槽中断超过1公里;1999年2.0m等深线向下游延伸了2.5公里左右,上深槽与中深槽相互连通并向下游延伸1公里,但在原中深槽以下宽度很小,2.0m等深线断开处位于原下深槽处,上深槽与下深槽相互交错,中间成滩。计算1992~1999年冲淤量:上段共冲刷1.5万m3,浅段水深增加0.6m左右。下段共冲刷7.7万m3,浅段水深增加0.5m左右。河段多数断面为‘U’型,没有明显的深槽,枯水最小航深1.8m。
图2 鸡心洲滩92年、99年地形套绘图
5 Ⅱ级航道整治工程平面布置方案
依据分析计算,确定浅滩河段整治线宽度220~280m。
该滩整治工程在初设阶段设计了多种方案进行比选并通过河工模型试验,最终推荐小曲率方案。该方案在浅滩的上段以右岸丁坝为依托,中段则将整治线规划到河道中间,下段以右岸为依托,这样就将顺直河段改变成曲率半径为2000m左右的微弯河段,同时将前期整治工程布置的整治线适当缩窄。工程布置(见图3):在右岸新建5座丁坝,左岸新建3座丁坝,加长左岸4座老丁坝,拆除2座顺坝及右岸1座老丁坝,布置1段挖槽。其优点是可以在航道中形成环流,使主流挑向河中,泥沙导入坝田,而且水流容易由上深槽向下深槽过渡,整治效果较好,工程投资也相对较少。
6 结束语
分析该段2015年施测的航道地形图可见,该浅滩通过整治,航深、航宽都达到设计要求,2.8m等深线纵向延伸和横向展宽的趋势十分明显,5m纵向延伸和横向展宽的趋势加强,整治工程河段内呈现普遍冲刷的特征,效果优良。同时,笔者认为若在下游的铁河口河段的左岸增设1座长丁坝,以隔断在整治水位以下时水流的左岸通道,使水流在此顺利向右过渡,效果可能会更好,航道也更稳定顺畅。
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U617.6
A
1006—7973(2017)10-0049-02
10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.021