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原文传递黄河中卫段沙质分汊型浅滩航道整治研究

论文题名：	黄河中卫段沙质分汊型浅滩航道整治研究
关键词：	黄河中卫段;沙质分汊;碍航特性;航道整治
摘要：	为了提高沿河地区经济社会的发展，黄河航运迫切需要进一步的提升，其中沙质分汊型河段是黄河航道整治工程中的重难点。黄河沙质分汊型河段的特点是受汊道形态影响且自身的水沙条件复杂，河道内心滩发育，汊河较多，水流分散，河道形态弯曲多变，边界条件复杂。因此，通过研究黄河沙质分汊型河道的碍航特性，进而开展航道整治工程试验研究，提出能够解决碍航问题，改善航道通航条件的整治方案，以期带动沿河地区的经济社会发展，也为日后类似的航道整治工程研究提供借鉴。　　本文以黄河中卫沙坡头水利枢纽至中宁县白马乡三道湖村段约90km的航道整治工程为依托，通过长河段一维数学模型嵌套滩险河段二维数学模型计算，并结合物理模型试验对枣林湾至申滩段、马滩至营盘滩段两重点滩段进行通航水流条件分析以及整治措施研究，提出满足Ⅴ级航道尺度和通航水流条件的整治措施，以实现航道畅通的目的。主要研究成果如下：　　（1）通过对原型观测及历年地形图资料分析，黄河中卫段为沙质分汊型浅滩河床，受岸线治理工程的影响，岸线边界条件变化不明显，洲滩发育，逐渐形成多汊宽浅河道格局；伴随上游梯级水库建设，上游来沙逐渐减小，河床冲刷下切，特别是河道凹岸侧易受主流顶冲形成显著深槽。研究河段滩险碍航特性表现为洲滩密布、支汊纵横，且河道形态弯曲多变，枯期河道弯窄、水浅，多因水深不足而碍航；中洪水期则因水陡流急，波高浪大，流态紊乱而碍航。　　（2）选择枣林湾至申滩与马滩至营盘滩两段典型沙质分汊型浅滩河床进行航道整治试验研究，前者采用物理模型试验，后者采用二维数值模拟试验。对两者天然条件下的水流特性进行了分析，发现局部区域水流较为集中，流速较大，部分滩段存在跌水、剪刀水等不良流态，导致船舶航行困难，需进行整治。综合考虑研究河段浅滩的特点、滩险形成原因、航道整治标准及航道天然水流条件等，采取了“控制河势、稳定洲滩、优选航槽、低水整治、统筹兼顾”的整治原则，并通过计算确定了研究河段的各项整治参数。　　（3）通过分析枣林湾至申滩段、马滩至营盘滩段天然条件下的水流特性发现典型分汊型沙质浅滩河段整治的重难点是通航汊道的选择。其中枣林湾至申滩段中卫黄河大桥1#、2#滩碍航严重，中、枯水期水流被分成左、右两汊，以左汊为主，但水深大，水流急，比降大，流态紊乱，通航水流条件差，而右汊流速小，水深不足。马滩至营盘滩段田滩碍航严重，中枯水条件下，左汊分流比稳定在80%以上，同样左汊存在水陡流急，右汊流速小、水深不足的问题。通过对比分析各险滩段不同整治方案的效果，提出沙质分汊型浅滩段通航汊道的选择宜顺应河道河床演变发展方向，布置于河道主汊一侧，有利于维持航道长期稳定，减小航道维护成本。　　（4）针对沙质河床选用了“切滩为主、填槽为辅”的整治思路。通过对比分析不同整治方案的水流条件和疏浚范围，针对两处严重碍航滩段给提出了推荐航道及整治方案。其中中卫黄河大桥段航槽布置选择2#滩的左汊为通航汊道，对1#滩进行疏浚切滩，提高右汊分流比，局部填槽并结合复式断面形式挖槽改善不良流态，整治后水面平顺，航深充足，满足Ⅴ级航道尺度以及通航水流条件要求。田滩段航槽布置选泽左汊为通航汊道，同时对整体河道内航深不足处采取疏浚措施，整治后航槽内整体流态良好，满足通航要求。
作者：	傅丽华
专业：	水利工程
导师：	张绪进
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023