CN106677118A - 一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法 - Google Patents

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王义安
彭伟
冯小香
王斐
章日红
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Abstract

本发明公开了一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，在右侧非通航汊道布置锁坝，在左侧通航汊道内布置明渠和雍水坝，明渠沿主流方向布置并采用梯形断面，包括航道，在航道两侧对称设置有导墙，在航道与导墙之间设置有边坡，明渠的长度、明渠的宽度、航道的底标高和导墙的顶标高根据平面二维水流数学模型调整，直至船闸下闸首水位、航道沿程断面的水深均可以满足设计要求；在明渠的渠首两侧各设有一雍水坝，雍水坝与明渠的渠首和近岸相接，雍水坝的顶标高与明渠的渠首顶标高相同。本发明在雍高近坝段水位、增加航道水深的同时，可以有效避免明渠内产生不良水流流态，以较小经济代价实现对内河船闸下游近坝段水位下降的治理。

Description

一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法
技术领域
本发明属于航道整治技术，涉及一种航道水位下降整治方法，尤其涉及一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法。
背景技术
受清水下泄、盗采河砂等影响，枢纽下游普遍出现水位下降现象，船闸下游水位常因低于设计最低通航水位而影响船闸正常运行，严重者甚至造成船闸停航和断航，船闸下游近坝河段也通常伴随着航道水深不足的问题。受枢纽库容和河道来流量等因素制约，大多数枢纽并不能通过加大航运基流来抬高下游水位和增加航道水深，在此情况下，通过航道整治技术雍高近坝段水位，以实现治理内河船闸下游水位下降的目的，是恢复河流正常通航的迫切需要。
目前，一般采用丁坝、潜坝等整治建筑物来控制水位下降，明渠多用于围堰施工导流期通航，作为雍水建筑物研究较少，尤其由于明渠内容易产生不良水流流态，因此很少用明渠来解决航道水位下降问题。而丁坝、潜坝在治理航道水位下降时也存在一些不足，如整治建筑物数量较少时，雍水能力不足，整治效果有限；整治建筑物数量较多时，工程投资巨大，且施工和后期管理难度较大。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，该方法在雍高近坝段水位、增加航道水深的同时，可以有效避免明渠内产生不良水流流态，以较小经济代价实现对内河船闸下游近坝段水位下降的治理。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，所述内河船闸下游近坝段被位于其中的江心洲分成右侧非通航汊道和左侧通航汊道，该整治方法为：在右侧非通航汊道布置锁坝，在左侧通航汊道内布置明渠和雍水坝，所述明渠沿主流方向布置并采用梯形断面，包括航道，在所述航道两侧对称设置有导墙，在所述航道与所述导墙之间设置有边坡，所述明渠的长度、所述明渠的宽度、所述航道的底标高和所述导墙的顶标高根据平面二维水流数学模型调整，直至船闸下闸首水位、航道沿程断面的水深均可以满足设计要求；在所述明渠的渠首两侧各设有一所述雍水坝，所述雍水坝与所述明渠的渠首和近岸相接，所述雍水坝的顶标高与所述明渠的渠首顶标高相同。
所述锁坝和所述雍水坝迎水坡坡度为1：2，背水坡坡度为1：3。
所述锁坝的顶标高比船闸下游设计最低通航水位高0.2m。
对航道水流流态有影响的河道边界和礁石进行整治，以避免明渠内产生不良水流流态。
对江心洲头部左侧边滩进行疏挖，以增加过流断面面积和降低航道流速。
切除江心洲尾部左侧边滩，以平顺江心洲岸线形态，增加明渠右侧的过流能力，避免因江心洲洲尾挑流在明渠内产生滑梁水。
清除明渠出口左侧礁石，以消除剪刀水影响。
对所述明渠上、下游水深不足区域疏挖至航道设计水深。
本发明具有的优点和积极效果是：
1)可以充分利用航运基流，雍高船闸下游近坝段水位，同时可以有效控制航道浅点疏挖引起的水位下降，以实现航道增深目的。
2)通过合理布置明渠和对明渠附近河槽形态进行整治，以避免和消除明渠内跌水、滑梁水、剪刀水等不良水流流态，获得满足船舶安全航行所需要的水流条件。
3)工程量小，工期短，工程费用节约，无需建设整治建筑物群或是新建梯级渠化工程，就能在现有航运基流下以较小的经济代价恢复河流通航。
附图说明
图1为应用本发明的沙溪口水电站下游近坝河段河势图；
图2为本发明应用在沙溪口水电站下游近坝河段的平面布置图；
图3是图2的A部放大图；
图4是图2中的明渠断面图；
图5为本发明应用在沙溪口水电站下游近坝河段的优选方案平面布置图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图5，一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，所述内河船闸下游近坝段被位于其中的江心洲分成右侧非通航汊道和左侧通航汊道，该整治方法为：在右侧非通航汊道布置锁坝1，在左侧通航汊道内布置明渠3和雍水坝21和22，所述明渠3沿主流方向布置并采用梯形断面，包括航道33，在所述航道33两侧对称设置有导墙31和32，在所述航道33与所述导墙31和32之间设置有边坡34和35，所述明渠3的长度、所述明渠3的宽度、所述航道33的底标高和所述导墙31和32的顶标高根据平面二维水流数学模型调整，直至船闸下闸首水位、航道沿程断面的水深均可以满足设计要求；在所述明渠3的渠首两侧各设有一所述雍水坝21或22，所述雍水坝21和22与所述明渠3的渠首和近岸相接，所述雍水坝21和22的顶标高与所述明渠3的渠首顶标高相同。
在所述明渠3的上、下游航道内存在浅点时，还需对所述明渠3上、下游水深不足区域疏挖至航道设计水深，以达到设计航道尺度。
请参见图1，应用上述整治方法的沙溪口水电站下游近坝河段河势及滩险碍航情况简述如下：
沙溪口水电站为闽江下游的第二级枢纽，距离闽江水口水电站约108km。沙溪口水电站至南平延福门河段长约13.5km，位于水口水库的变动回水区，下段西芹镇至延福门10km河段河床较低，水深条件较好，上段西芹镇至沙溪口水电站3.5km河段枯水河槽弯窄、水浅流急、流态紊乱，通航条件较差。
沙溪口水电站具有发电与航运功能，电站安装的4台单机容量75MW发电机组位于河道右岸，同步建设的一线单级300t级船闸布置于左岸。沙溪口船闸下游设计最小通航流量为265m3/s、延福门水位低于61m时，近坝段基本不受水口水库回水影响，沙溪口船闸下闸首水位仅63.07m，比设计最低通航水位63.8m低0.73m，近坝段航道水深一般仅0.3～0.8m，达不到航道设计水深2.1m的要求，严重影响了该航段的畅通。
请参见图2，根据碍航情况、河势和河槽特征，应用上述整治方法对船闸下游近坝河段进行整治。在本实施例中，所述锁坝1和所述雍水坝21和22迎水坡坡度为1：2，背水坡坡度为1：3。所述锁坝1的顶标高比船闸下游设计最低通航水位高0.2m。请参见图3及图4，明渠两侧导墙31和32之间的顶宽70m，其中航道33宽55m，航道33距离左侧导墙31为10m，航道33距离右侧导墙32为5m；为避免跌水影响，航道左侧边坡34及右侧边坡35均为规则边坡，即对天然河底线4进行整治，清除边坡上大的凸包和填平大的坑洼，以对边坡进行整平，同时，要清除明渠内航道底部浅点，深潭和坑洼处需要填充至设计高程。
进一步地，对航道水流流态有影响的一些河道边界、礁石等应采取进一步的综合整治措施，以避免明渠内产生不良水流流态。请参见图5，为坝下近坝河段优选整治方案平面布置图，具体情况为：根据航道内水深情况，对水深不足区域(1#、2#、3#)疏挖至设计航道水深；根据适航流量条件下航道内的流速流态情况，确定航道局部整治方案，主要有：针对鲤鱼洲头部左侧边滩附近过流能力不足、流速过大问题，对边滩进行适当疏挖(4#)，以增加过流断面面积和降低航道流速；针对鲤鱼洲洲尾挑流而产生滑梁水，使得明渠内航道横流过大的问题，适当切除鲤鱼洲尾部左侧边滩以平顺江心洲岸线形态(5#)，以增加明渠右侧的过流能力；针对明渠出口左侧礁石在中水流量下挑流而产生剪刀水的问题，适当清除礁石(6#)，以消除剪刀水影响；
优选整治方案实施后，明渠内航道最小水深为2.14m，整治河段航道各断面最小水深均达到2.1m，设计流量下船闸下闸首水位为64.17m，比设计水位高0.37m，明渠内水流一般较为平顺，明渠内航道的纵向流速一般小于2.3m/s，横向流速一般小于0.3m/s，无不良流态，实现了治理坝下水位下降和恢复船闸通航的目的。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，所述内河船闸下游近坝段被位于其中的江心洲分成右侧非通航汊道和左侧通航汊道，其特征在于，该整治方法为：在右侧非通航汊道布置锁坝，在左侧通航汊道内布置明渠和雍水坝，所述明渠沿主流方向布置并采用梯形断面，包括航道，在所述航道两侧对称设置有导墙，在所述航道与所述导墙之间设置有边坡，所述明渠的长度、所述明渠的宽度、所述航道的底标高和所述导墙的顶标高根据平面二维水流数学模型调整，直至船闸下闸首水位、航道沿程断面的水深均可以满足设计要求；在所述明渠的渠首两侧各设有一所述雍水坝，所述雍水坝与所述明渠的渠首和近岸相接，所述雍水坝的顶标高与所述明渠的渠首顶标高相同。
2.根据权利要求1所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，所述锁坝和所述雍水坝迎水坡坡度为1：2，背水坡坡度为1：3。
3.根据权利要求1所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，所述锁坝的顶标高比船闸下游设计最低通航水位高0.2m。
4.根据权利要求1所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，对航道水流流态有影响的河道边界和礁石进行整治，以避免明渠内产生不良水流流态。
5.根据权利要求4所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，对江心洲头部左侧边滩进行疏挖，以增加过流断面面积和降低航道流速。
6.根据权利要求4所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，切除江心洲尾部左侧边滩，以平顺江心洲岸线形态，增加明渠右侧的过流能力，避免因江心洲洲尾挑流在明渠内产生滑梁水。
7.根据权利要求4所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，清除明渠出口左侧礁石，以消除剪刀水影响。
8.根据权利要求1所述的内河船闸下游近坝段航道水位下降整治方法，其特征在于，对所述明渠上、下游水深不足区域疏挖至航道设计水深。
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