岷江航道干龙子滩整治方案研究

周玉洁 余祥 于丽伟 谢玉杰

摘 要：干龙子滩为岷江干流龙溪口枢纽以下的天然航道，需通过航道整治达到内河Ⅲ-（3）级航道标准。该滩为典型的分汊型急流浅滩，流速比降均较大，船舶无法自航上滩，考虑该滩险各级流量时的碍航特点，分析该滩险各级流量时的碍航特点采取有效措施，优化疏浚布置，选址适宜的整治高度，改善通航水流条件，实现船舶自航上滩。

关键词：航道整治;分汊型急流浅滩;疏浚布置;整治高度

中图分类号：U617          文献标识码：A            文章編号：1006—7973（2021）11-0097-03

岷江是长江上游的一级支流，干流全长735km，流域面积135881km2。岷江下游龙溪口枢纽至河口宜宾段航道81km规划为内河Ⅲ-（3）级航道，建设标准为保证率为95%时达到航道尺度：2.4×60×500m（水深×直线段宽度×弯曲半径）[1]。干龙子滩距离上游龙溪口枢纽约4km，距岷江河口里程为78km～74km。

1滩段特性

干龙子滩为分汊急流浅滩，该滩位于河道转弯处，水流由西流至此经半径约1.2km的弯道顺时针转80°流至东南向。该滩上段及下段均为单一河道，水深条件较好，滩中部河道扩宽，滩中有一江心洲将河道一分为二。左汊左岸在历史上修建有一长顺坝与左汊内的低矮心滩相连，右汊上口现有上世纪70年代修筑的1座锁坝。

1.1河床演变

该河段深泓基本稳定，近年来平面变化较小，深泓均走左汊，贴左岸深槽。对比分析2010年04月及2017年4月两次测图，7年时间，全滩段大部分冲淤变化在0.2m以内，仅在左汊出口位置K75附近有约长200m宽50m的冲刷，最大冲刷深度为1.33m，在右汊入口堵坝坝后200m范围内有约长200m宽200m的淤积，最大淤积深度为2.95m。总体来讲，年际间深泓线的变化规律一致，横向摆动幅度较小，年际变化河床冲淤变化表现为基本平衡、河势基本稳定。

1.2平面形态

干龙子滩右汊相对较直，水浅、流急、比降大;左汊为相对较弯曲，是现行主航道;江心洲较为完整，平面形态头大尾小，头部地形扁平，尾部微微隆起，江心洲洲长约1307m，洲面最宽处约512m，洲面高程超过设计水位以上1.5m。右汊入口处有上世纪六十年代修筑堵坝，整治建筑物年久失修，其导水、束水功能逐年衰弱。

设计流量Q=900m3/s时：滩段上游单一河道（K81+000-K77+000）河宽约155～495m，水深最深值为3.0～13.47m;滩中段分汊河道（K77+000-K75+000）河宽约236～419m，水深最深值为2.1～5.44m;滩中段分汊河道（K77+000-K75+000）河宽约155～403m，水深最深值为4.99～20.00m。

滩中段分汊河段河道展宽，水深较浅，流速比降较大，特别是该滩入口处断面最深点仅为2.10m（K76+400），即使是断面最深点，也小于航道所需水深2.40m，现有航槽水深仅能保证约1.1m。该滩右汊较左汊宽浅，宽度最大为左汊的1.56倍（K76+000）。

1.3水流特征

根据实际调查，滩段现行碍航特征为流速比降较大，船舶上滩困难，根据实测流速流向资料及计算成果，各工况下流速最大值均出现在分汊河段：实测流量Q=1040m3/s时，滩段内最大流速为3.72m/s（K76+200），该段比降为2.4‰。在该比降和流速组合值下，设计船型有效推力小于航行阻力，船舶无法自航上滩。

依据水文计算的水位流量关系及实测地形资料，分析了设计水位至设计水位以上1.5m，4种代表工况时，滩中段分汊河段（K77+000-K75+000）断面过水面积及断面平均流速：最大断面平均流速出现在设计流量Q=900m3/s时，断面平均流速为1.36～3.89m/s，最大断面平均流速3.89m/s出现在分汊河段入口处（K76+800），随着流量加大，水位抬高，过水断面面积加大，流速降低。水位抬高0.5m，Q=1270m3/s时，断面平均流速最大值降低至2.91m/s（K76+800），水位继续抬高至设计水位以上1.0m，Q=1760m3/s时，断面平均流速最大值降低至2.64m/s（K76+200），流速最大点向下游移动约600m;水位抬高至设计水位以上1.0m，Q=2310m3/s时，断面平均流速最大值继续降低，为2.58m/s（K76+200）。

因此，干龙子滩段重点在设计流量时因水浅、流速比降大而碍航，整治措施应增大设计水深，减小流速及比降，使得水流条件满足船舶上滩要求。计算得到设计船型1000t级单机驳上滩指标见下表[2]。

2整治方案研究

2.1航路选择

针对该滩分汊河道的的平面特征，首先选择主通航汊道：由于①右汊水深小于左汊水深，②右汊为凹岸非控制性河岸，③右汊航道长度（2.8km）小于左汊（2.2km），比降更大，④且历史上均行船均选择左汊为主航道，目前上下行船舶均沿左汊航行，因此此次设计选择左汊为主航道。结合现有船舶航线及地形水流条件，参照类似航道布置[3]设计航槽中心线：下行船舶出龙溪口枢纽船闸后，沿右侧深槽进入干龙子滩，沿干龙子滩左岸顺坝整治线规划走左汊，顺坝结束后继续沿左侧主导河岸规划整治线至下游左岸深槽结束。

2.2方案布置

针对该滩设计水深不足的浅滩平面特征，沿设计航宽范围内不满足设计水深的区域布置疏浚，疏浚至2.8m水深（本次取富裕水深为0.4m=0.3Ⅲ级航道富裕水深+0.1卵石和岩石质河床富裕水深）。

针对该滩水流流速大，比降大的急滩水流特征，且滩段为微弯河道，在疏浚满足设计航道尺度60m航宽的基础上，左右各加宽10m，将分汊河段左汊的疏浚区域宽度增加至80m，由于较低流量时（设计流量Q=900m3/s）流速较大，因此重点开挖设计水位以下河床，且分汊进口处（K76+800）断面平均流速最大，因此将航槽内的疏浚区域布置为喇叭口，在分汊入口处加大开挖宽度[4]，与上游深槽平顺衔接。布置航槽内疏浚工程后，Q=900m3/s时，滩段内最大平均横向流速由3.89m/s（K76+800）降低至1.89m/s（K76+300）。随着流量加大，水位抬高，航槽内疏浚对流速的影响变小，且流速最大值出现下移，因此对左汊中段右岸布置切咀工程，切至设计水位，拓宽设计水位以上过水面积，调顺左汊的右岸岸线，布置了疏浚和切咀工程后，Q=2310m3/s时，滩段内最大平均横向流速由2.62m/s（K76+300）降低至2.27m/s（K76+300）。

由于滩段内堵坝及顺坝修建年代久远，年久失修，因此对两座整治建筑物进行修补，两座建筑物在历年整治效果均较好，但由于先航道等级提升，航道尺度增加，因此对两座整治建筑物的坝位及布置沿用原坝轴线，仅对坝顶高程进行分析。顺坝坝后基本不过水，仅在坝田内因采砂形成倒套。考虑抬高坝顶高度对过水断面影响较小，为稳定该顺坝，并在流量加大时仍调顺水流，将顺坝坝顶高程抬高至设计水位以上1.5m。考虑堵坝高程对过流面积及流速、比降影响较大，因此分析了堵坝两个整治高度分别为两种（设计水位以上0.5m及设计水位以上1.0m）情况对河道的影响。当整治高度为设计水位以上1.0m时，由于江心洲洲顶高程超过设计水位以上1.0m，因此在流量1760m3/s时，仅靠左汊过流，最大平均流速达到3.99m/s，流速过大，船舶上滩困难。若坝顶高程继续加高，流速将更大，因此堵坝整治高度取设计水位以上0.5m。

2.3整治效果

针对以上整治方案：①航槽内布置80m宽的喇叭口疏浚工程至设计水位以下2.8m;②在左汊右岸布置两处切咀工程且至设计水位;③修补原左岸顺坝，整治高度为设计水位以上1.5m;④修补右汊堵坝，整治高度为设计水位以上0.5m。进行了数值模拟，得出整治后该滩各级水流条件下的流速与比降组合值，设计船型有效推力均大于航行阻力，满足设计船舶自航上滩水流条件。

3 结论

（1）由于该滩分汊型急流险滩的特性，结合滩段平面、水流特征及船舶习惯航线，选址左汊为主汊，并针对各级流量的碍航特点，采取工程措施减小流速及比降。

（2）分析该滩险各级流量时的碍航特点，针对性的采取有效措施，优化疏浚布置及疏浚尺度，选址适宜的整治高度，达到合理的流速比降组合。

（3）就该滩险的整治方案进行数学模拟，按该方案整治后，整治后航槽流态较好，满足船舶自航上滩要求。

参考文献：

[1]四川省交通勘察设计研究院. 岷江（龙溪口枢纽至宜宾合江门）航道整治一期工程初步设计 [R].成都：四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，2019.

[2]李顺超，张有林，何熙，谢玉杰.岷江下段航道典型滩险整治技术[J].水运工程， 2020（4）：89-94.

[3]谢玉杰，周家渝.嘉陵江八字脑滩群航道整治模型试验研究[J].中国水运， 2016（16）：254-256.

[4]王常紅，程小兵，李少希.汉江下游马口滩航道整治[J].水运工程， 2012（2）：103-107.