库区急滩整治研究综述

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摘 要：三峡库区两坝间急碍航的滩险比比皆是，文中对库区急滩成因及碍航流态进行了分析，并对急滩整治措施进行了分析。

关键词：急流；碍航流态；整治措施

三峡工程两坝间河段，在三峡大坝和葛洲坝反调节的影响下，以及在峡谷河段河床地形的制约下，水流流速、泡漩横流丛生，流态紊乱，对通航带来困难。素有“川江咽喉”之称的水田角、喜滩、狮子垴、石牌、偏垴等河段，水流复杂，通航条件较差[1]。

1 急滩基本特征

1.1 地形特征

急滩滩段大多具有上游收缩下游扩散的平面形态，横断面形态多为“U”“V”形。统计资料[2]显示，滩口断面过水面积最小，仅为上游断面的13%～84%，为下游断面的25%～44%。

1.2 急滩成因

一般急滩滩段过水断面较小，而河床组抗冲能力强，水流无法自行扩大过水断面。坡陡流急是引起急滩碍航的直接因素，而坡陡流急的根本因素是河道的地质地形。常见的地质地形条件原因常有如下几种：

（1）原生基岩挤压河道，过水断面急剧收缩而形成急滩。赤水河湾等滩险，两岸石壁以及河中横卧石梁、石盘或满布暗礁，河床局部隆起导致水流垂向收缩加剧，水深快速减小，动能突然增大，位能迅速降低，形成陡坡型急滩。

（2）山溪冲沟堆积物侵占干流河道，过水断面大幅减小而成急滩。山区河流有众多山溪冲沟，其集水面积大且底坡陡，山洪暴发、泥石流等输送大量大型甚至巨型块石至溪口，干流又难以输移而逐年堆积，长时期后形成扇形堆积体压缩干流过水断面而成急滩。

（3）临江崩滑物侵入河槽，占据过水断面而成急滩。乌江潮砥滩，川江兴隆滩、青滩，澜沧江的无名滩等因一岸或两岸崩岩所致；川江的鸡扒子、乌江的新滩等因岸坡山体滑坡形成坡陡流急碍航急滩。

1.3 急滩碍航流态

山区急流恶劣的碍航流态会危害船舶的航行[3]。

（1）泡漩水。水流将动能转换成位能形成泡漩水。在泡漩水区，船舶在泡水扩散力作用下而偏离航线，从而会引起歪船、扎驳、断缆或沉没的危险。

（2）回流。回流是在河面形态突然束放处产生的，回流不大时，船舶可借势上行而避开急流区，但船舶一旦行入剧烈回流区，会有触角碰岸的危险。

（3）滑梁水。此时水流向水位较低一侧流动，但梁上水深常常不满足设计要求，船舶容易发生触礁危险。

（4）剪刀水。水流遇到突出物时，会被挑成两股水流，当河道两岸有相对比较突出的物体时，会将水流挑引成两股水流，水流在平面上呈现出“V”形，称为剪刀水。

另外，对船舶的安全航行造成严重威胁的还有扫弯水、横流、跌水、激浪等。

2 整治方法

河床泄水面积的增加率与流量的增加率不适应，至最凶水位达到最大，后逐渐降低，是急流滩的显著特点，而陡比降和急流是急滩碍航的原因，在进行航道整治时，应根据其碍航因素采取不同的措施。

2.1 扩大泄水断面法

采用切宽滩口扩大泄水断面的方法，可以使消滩水位、成滩水位和最凶水位时的泄水面积泄水面积均能适应其通过的流量，水流条件得到改善，汇水面积得到增加，从而降低流速和减缓陡比降。

黔江弩滩以急、险著称，蔡国正[4]等采用扩大泄水断面法，对试验航段进行了开挖疏浚，整治后流急、浪大、水流紊乱现象全部消失，流态得到改善。袁涛峰[5]采用扩大断面法对喜滩进行了整治，整治后有效减少了水航线流速、比降，整治效果较好。

扩大泄水断面法基本上适用于所有的急流滩整治，但该方法并不适应于所有的急流滩整治，有的因为实施起来工程量过大而放弃采用，有的因为扩大卡口断面后引起上游水位降落过多而不便使用，有的因为施工难度较大或不安全而不采用。

2.2 对口滩改成错口滩

船舶上行时，可利用河岸凸嘴处由于壅水和回流等原因出现的缓流区搭跳上岸。在急流滩段，船舶上行十分困难，这时可利用缓流与地形的特点，使船舶利用两岸缓流自航上滩。

羊角滩群整治中，八十年代在急流滩段两岸抛筑一组错口丁坝，错口距1.3倍船长，工程竣工后船舶能自航上滩。九十年代将右侧丁坝拆除并下移至其上32m处，使错口距增大到2.8倍船长，并炸宽了缓流水域。

2.3 修建潜坝减缓比降和急流

有些枯水急滩，采用炸礁整治比较困难，或扩大过水断面后，造成滩上水位下降而影响上游滩险时，可靠虑在滩下筑坝雍水，减缓滩口比降、流速，改善流态，使船舶能自航上滩。

长江镇扬河段和畅洲左汊潜坝工程是首次在长江主汊中采用全断面潜坝形式实施的汊道控制工程，工程建成后使和畅洲左汊分流比上升的势头得到有效遏制，潜坝工程建成后和畅洲汊道发生了有利变化。

潜坝可以减小河床泄水面积，通过壅高坝上游水位，使河段的比降和流速得到降低。该法对于枯水急滩或以陡比降碍航为主的急滩较为有效，但该法存在壅水程度有限，且筑坝工程量巨大的缺点。

2.4 上疏下抬

扩大泄水断面后可能引起河段水位下降过多，而使上游滩险进一步恶化，因此，可通过在下游修建潜坝或丁坝的方法来壅高上游水位，减缓陡比降。

乌江磨寨、黄角碥两滩为石质急流滩，该滩采用扩大泄水断面，调整比降，降低流速，制造缓流区，使船舶搭跳上滩的整治原则。

上疏下抬法是扩大泄水断面和筑坝壅水两种方法的综合方法，急滩段扩大泄水断面以减缓流速，上滩下口筑坝壅水以减缓比降。

3 结束语

（1）库区急滩普遍存在，滩性具有峡谷型洪水急滩且滩段长的特点，成滩因素主要体现在流速急，流量增率与过水面积增率不适应。

（2）复杂的河床地形形态和水流动力条件形成了急流的各种碍航流态。进行航道工程整治时要充分掌握碍航流态及其影响因素。

（3）库区急滩整治采用常规的扩大泄水断面法，存在开挖工程量巨大、施工困难等缺点；筑坝壅水法、对口滩改成错口滩、开辟缓流区等方法，对于库区峡谷型洪水急滩也存在相应缺点；为了更好地发挥航道工程的效应还应加强航道的维护工作。

参考文献

[1]舒荣龙，陈桂馥，杜宗伟. 提高三峡-葛洲坝两坝间通航能力试验研究[J].人民长江，2005，36（7）：31-34.

[2]曹民雄.山区河流急流滩险航道整治技术研究[D].南京：南京水利科学研究院，2005，6.

[3]原辉，梁秀忠，赵琼娟.山区河流航道整治方法综述[J].水利科技与经济，2011，17（11）：22-24.

[4]蔡国正，唐利，唐存本.黔江弩滩航道整治方法的研究[J].水运工程，2003，（12）：53-55.

[5]袁涛峰，曾涛，马宪浩.长江三峡两坝间河段航道整治方案[J].中国港湾建设，2012，12（1）：15-18.

作者简介：刘辛愉（1991，4-），女，重庆市人，本科学历，重庆交通大学，河道治理与航道工程专业。