黄河无名滩航道整治研究

摘要：通过对分析黄河河道情况下的河床演变、通航条件，分析碍航成因。确定无名滩采取“切咀与填槽相结合措施，扩大过水面积，降低流速、比降，调整河床纵坡，削弱泡漩强度，改善通航条件的整治原则”，最终确定方案2的整治效果较好，流速、比降减小，泡漩、斜流减弱，流态明显改善，可作为无名滩的推荐整治方案。

关键词：黄河；切咀；填槽

1.河道概况和滩险分析：

黄河宁夏中卫市段最严重的滩险无名滩，处于“L”形峡谷河段，河床形态十分复杂，河谷呈“U”字型，岸线凹凸不平，河面狭窄。无名滩段距下游沙坡头水利枢纽2.5km，沙坡头水利枢纽是以灌溉、发电为主的综合性水利枢纽工程，正常蓄水位1240.5m，死水位1236.5m，总库容0.26亿m3，水库运行一年后基本冲淤平衡，为不完全日调节。电站装机容量116MW，有4台单机，设计灌溉面积87.7万亩。50年一遇洪峰流量为6550m3/s，500年一遇洪峰流量7480m3/s，1000年一遇洪峰流量7680m3/s。当汛期来沙量较大时，水库水位降到1236.5m进行冲沙。

无名滩位于沙坡头水利枢纽上游约2500m处，处于弯道顶点附近，主流顶冲右岸凸咀，形成强劲扫弯水势，水陡流急。流量Q=2000m3/s时，滩口最大流速达4.75m/s，比降达1.07‰；流量Q=3000m3/s时，滩口最大流速达5.79m/s。

综上所述：黄河宁夏中卫市南长滩至沙坡头段航运的开发建设，不仅对改变黄河两岸交通落后面貌，有利地区商品流通和居民出行，促进当地经济和旅游业的发展具有积极而重要的作用；还可充分发挥内河水运自身优势，完善综合运输体系，推动当地水运事业的发展。由此可见，黄河宁夏中卫市南长滩至沙坡头段航运工程建设对中卫市乃至宁夏回族自治区交通运输网的完善将起到重要作用，具有深远的社会意义。

2.模型设计与制作：

由于试验河段河床多为基岩和礁石组成，河床及河岸相对稳定，因此，按定床水流模型进行设计。试验河段处于峡谷内，河面狭窄，岸壁陡峭，岸线凹凸不平，水陡流急，进口无名滩扫湾水势强劲，流态恶劣，水流条件十分复杂。模型设计采用几何比尺为 =60， =60的大比尺正态定床河工模型；其它比尺参数： =7.75， =27885， =1.98， =7.75。

经模型水面线、表面流速、流向、流态验证试验成果可知，模型与原型相似性较好，因此，可以在此基础上进行整治方案的试验研究。

3.航线拟定：

无名滩上、下行过滩航线的合理选择事关行船难易及安全。拟定该滩的航线为：（1）上行：船舶上行时宜避开主流，选择水流相对较平缓的缓水区，以减小上行难度。该滩河面较窄，岸线凹凸不平，流速横向分布不均，中洪水期上行航线应充分利用水流特性，船舶自下游沿左岸缓流区上行至无名滩尾适当部位“搭跳”过滩，再沿右岸缓水区继续上行。枯水期，整个河段水流平缓，船舶上行难度不大，航线可沿着河道中心布置。（2）下行：船舶一般循主流下行，整治后斜流和泡漩强度显著减弱，通航条件明显改善，船舶可沿河心主流下行，而航经乌龙漩滩时则应避开泡漩影响。

4.整治方案试验

方案1：

1）工程布置：该滩处于弯道顶点附近，扫弯水强劲，加上右岸石咀突出，缩窄河宽，水流湍急，在流量Q=3000m3/s时，滩口最大流速达5.79m/s，局部比降达1.81‰，左岸泡漩强烈，流态紊乱。该滩拟在综合考虑其滩险成因，碍航情况，整治效果，工程投资及施工条件等因素，采用切咀弃渣抛填深槽措施进行整治。即将右岸凸咀适当切除（切除基线与深槽走向一致，长度134m，底高程1265.70m），并将切咀弃渣抛填至滩下深槽内（填槽高程1260m）。

2）试验成果分析：模型实测了Q=1000m3/s、Q=2000m3/s及Q=3000m3/s三级流量的水位、比降、流速分布、流态及泡漩高度等，试验成果见表-1。

表-1 方案1上水航线流速变化表（Q=2000m3/s）

整治后，滩段的河面增宽，最大流速减小0.33m/s，局部比降减小0.36‰（流量Q=2000m3/s）。同时，从该处泡漩观测结果来看，泡漩强度较天然情况下明显降低，如当流量Q=2000m3/s时，泡漩高度由工程前1.56m减小到0.87m；当流量Q=3000m3/s时，泡漩高度由工程前2.38m减小到0.88m。总的说来，整治后该滩的滩势有所减弱，通航条件有一定程度的改善。

方案2：

1）工程布置：该方案仍采用采用切咀和弃渣填槽相结合措施，工程布置基本同方案1，仅将切咀基线往河心方向平移3m，其底坡、边坡及底高程不变。另外，深槽的抛填高度降低1m（抛填高程为1259m）。

2）试验成果及分析：在方案1的基础上，模型实测增加了Q=368m3/s（设计流量）四级流量的水位、比降、流速分布、流态及泡漩高度等。工程整治后，无名滩段的流速，比降较整治前均有所减小，水面增宽，当Q=2000m3/s时，滩段流速减小0.3m/s～0.5m/s，局部比降减小0.1‰左右，泡漩强度降低，泡漩高度由工程前的1.56m减小到0.65m；当Q=3000m3/s时，泡漩高度由工程前的2.38m减小到1.19m。

该方案对上游河段水位影响不大，设计流量时滩上水位仅降落0.011m，究其原因是切咀+填槽的综合结果使滩段过水面积整治前后变化不大，故上游水位降落有限，可以认为整治工程基本不影响上游河段的通航条件。

结论：

（1）本项目根据黄河无名滩河段航道特性、水流条件、碍航情况及整治要求所确定的研究方法、技术路线正确，模型设计合理，制作精细，模型水面线与原型的相似性较好，验证精度符合交通部《内河航道与港口水流模拟技术规程》的要求。

（2）无名滩采取“切咀与填槽相结合措施，扩大过水面积，降低流速、比降，调整河床纵坡，削弱泡漩强度，改善通航条件的整治原则”符合实际，试验表明：方案2整治效果较好，流速、比降减小，泡漩、斜流减弱，流态明显改善，满足设计要求，可作为无名滩的推荐整治方案。

参考文献：

[1]徐成伟.李家峡水库变动回水区散乱浅滩整治研究[J].水道港口，2012，69（11），153-160

[2]赵志洲，周华君.长江上游铜鼓滩航道整治数值模型研究[J].重庆交通大学学报，2013，31（8）.