东江古竹至榄溪河段牛牯石浅滩整治工程设计文献综述

 2022-10-08 11:10

文献综述(或调研报告):

目前,对于河道工程问题的研究一般有三种方法:河床演变分析、物理模型试验和数值模拟计算。河床演变分析是对大量原型观测资料进行定性和定量分析的基础上,利用水力学和河流(海岸)动力学及相关学科的理论,确定工程水域的水文、泥沙特征,探讨地形的历史演变、近期演变和将来的演变趋势,为工程预可行评价提供科学依据。物理模型试验依据水流、泥沙运动的动力学和运动学关系,建立一定的相似准则,将原型河流缩制成模型河流。在模型上进行水流、泥沙运动的研究,预测工程的作用与效果,以及工程对附近水域的影响,再依据模型相似率推广应用到原型,为工程的合理设计和管理提供科学依据。数值模拟计算是运用一定的离散方法,数值求解水流及泥沙运动方程,解出工程水域内给定水文情况下各结点的水流、泥沙情况,预测工程的作用与效果,为工程的前期规划和多方案选择提供依据。(《潮汐影响下西江“三滩”的航道整治工程研究》)

东江是珠江水系三大河流之一,发源于江西省寻邬县桠髻钵,上游称寻邬水,南流入广东境内,至龙川合河坝定南水汇入后,称东江。本次研究河段为东江中游河段为河源--惠州河段,全长为128km,界于东经114.27ordm;~114.35ordm;、北纬23.06ordm;~23.45ordm;之间。研究河段起于河源市新丰江汇入处下游不远的河源东江大桥,止于惠州市惠州大桥。其中有四个水文站分别为河源水文站、观音阁水文站、岭下水文站和惠阳水文站。

河源--惠州河段浅滩众多,加上枢纽下游不稳定流影响下水位时高时低,加快了河段河床的冲淤不平衡演变过程。从1965年开始,东江干流出现的大规模的航道整治工程,至1972年完成了老隆至河源88km全线整治、河源至惠州126km的基本整治、惠州至石龙74km的重点整治。随后在60-70年代,80-90年代初都进行了继续整治。航道维护水深达不到内河通航标准V级要求。(《东江航道潜能分析与开发研究:II.东江中游优良河段河相关系分析》)

河源至惠阳段属于山区河段,山区河段的航道整治主要采取整治建筑物和渠化措施,并且根据河道类型采取不同的整治方案,如整治过渡段浅滩,应束窄河床,固定和加高边滩,集中水流冲刷航槽;整治弯道浅滩,可在凹岸适当部位建顺坝或下挑丁坝,平顺近岸水流,必要时疏浚凸岸浅区,增大弯曲半径,也可以建顺坝封闭弯槽,开挖直槽等。在《东江航道潜能分析与开发研究:II.东江中游优良河段河相关系分析》一文中,通过研究东江中游河段优良断面在不同流量下沿程河相关系,统计分析得到东江中游优良河段不同河道类型下的沿程河相系数alpha;及指数beta;,确定了流量Q的线性函数关系式,为航道的潜能开发与分段整治提供理论基础和技术支撑。

东江中下游干流河道自河源~惠州段为东江中游下段和下游上段,河床多为沙质,平均比降为0.2permil;,浅滩较多。根据广东省水文局惠州水文分局规划,河段的河床质大体可分为3种情况:一是河源~古竹河段,河床质以卵石为主,其次是粗砂,卵石直径为3~10cm;二是古竹~观音阁河段,河床质以粗砂为主,其次是卵石,卵石直径为3~10cm;三是观音阁~惠州河段,河床质主要为中粗砂,间有卵石。

浅滩根据河床质地类型划分,可以分为砂质浅滩、卵石浅滩、石质浅滩等,此次设计中的牛牯石浅滩整治为砂质、卵石浅滩整治,一般为过渡段浅滩。其整治方法大致分为以下几种:(《过渡段浅滩的整治方法和措施研究》)

  1. 疏浚航道.集水归槽

过渡段浅滩,当上下深槽不发生交接,过渡段不太长,即通常称的正常浅滩。当河床质粒径较大,冲淤变化不显著,中、枯水位主流接近一致,仅仅由于过渡段上环流消失,使过渡段河面宽阔,水流分散,水深不足而碍航者,采用单纯疏浚浅槽、集中水流,也可达到增加水深的效果。挖槽方向应与枯水主流向基本一致,这种挖槽对航行也较方便。为了增加挖槽的稳定性,当航槽较稳定时,可将挖出的卵石用来增加下边滩的高度,但不宜用来加大边滩的宽度,其原因是较高的边滩,能在较高水位时束水导流,冲刷航槽,既增加了航槽的冲刷时间,有利于刷深航槽。而宽的边滩只能在较低水位时导引水流,冲刷航槽的时间短,冲刷效果相对减弱。当施工水位较低,不能在边滩的根部或中部抛泥,若滩段的稳定性较差,边滩与过渡段有下移的性质,若抛泥区布置在下边滩的上部,有可能将来阻碍航行或成为鞍槽回淤的泥沙来源,此时宜将抛泥区布置在上边滩的下部;反之,若边滩与过渡段比较稳定,抛泥区宜选在下边滩的上部。

2、疏浚和整治相结合

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