长江下游江阴-福姜沙弯曲与分汊过渡河段边滩演变研究
发布时间：2021-12-11 22:08
研究三峡工程蓄水后长江边滩的水沙动力条件及其演变规律,有助于合理利用边滩资源,促进长江航运发展,具有重要的科学研究意义及实践应用价值。以靖江边滩为例,根据该水域丰富的水沙及地形观测资料,分析了弯曲与分汊河型过渡段靖江边滩年内动态冲淤演变规律及其成因。研究表明:靖江边滩上段河势稳定,中下段冲淤反复,边滩冲淤变化主要位于7.0～12.5 m范围。靖江边滩沿程冲淤年内随流量的变化而变化,边滩上游弯道节点年内主流摆动、丰水期上游丰富的泥沙来源以及下游福姜沙阻水分流是造成过渡段靖江边滩冲淤演变的主要影响因素。
【文章来源】：泥沙研究. 2020,45(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究河段
江阴水道六圩港至八圩港之间于2004年存有12 m以浅的狭长心滩，使得江阴水道被分隔为南北航槽。近年来，江心滩冲刷下移，12 m以浅心滩已冲刷消亡(图1)。2015-2017年间江阴水道整体冲淤变幅仍较大，局部冲淤变化可达10 m以上(图2)。在鹅鼻嘴弯道节点上游，河道左岸地形冲淤变化大，是主要输沙水域，至鹅鼻嘴节点水域，河道弯曲，宽度迅速缩窄，节点河道整体冲淤变化显著。受上游来水影响，河道洪季冲淤量明显大于枯季，以六圩港至十圩港冲淤量为例，洪季平均冲淤量分别是枯季的1.7和2.0倍。河道冲淤变幅与上游来水量呈正相关(冲刷量相关系数为0.73，淤积量相关系数为0.97)。在鹅鼻嘴节点上游，河道左岸附近呈现冲淤交替的动态过程。当年的冲刷水域基本位于上一年同期活动沙体的淤积位置，如图2箭头所示。在江阴水道弯段处，受弯道节点挑流的影响，洪、枯季鹅鼻嘴节点附近地形冲淤分布不同。洪季呈现“凸岸冲刷、凹岸淤积”，冲刷位置与来流情况相关，流量越大，冲刷位置越向下游发展。枯季则呈现“凹岸冲刷、凸岸淤积”的冲淤分布特征。3.2 下游福姜沙分汊河段演变特征
靖江边滩水域位于上游江阴弯段与下游福姜沙分汊段之间的顺直过渡水域，水动力以落潮优势为主。实测ADCP流速断面XS-1#位于弯道出口，XS-2#断面位于下游靖江边滩水域(图1)。大流量期间(2013年7月、2014年7月，图4),XS-1#大潮落潮平均流速呈现左岸浅滩流速大于右岸深槽，小流量期间(2012年11月，图4)，大潮落潮主流略偏向右岸深槽。随着下游河道的逐步展宽，大流量条件下(2015年9月、2016年8月及2017年8月，图4),XS-2#断面落潮主流仍略靠近北侧浅滩10～15 m水域，小流量条件下(2016年2月及2017年2月，图4)，落潮主流略靠近南侧航道深槽(18～20 m水深区域)。因此，过渡段主流(落潮流)变化与上游弯段鹅鼻嘴弯道节点控制密切相关，呈现“大水取直，主流靠左岸边滩，小水作弯，主流靠南侧深槽”的摆动特征。这种主流摆动的变化特征与鹅鼻嘴弯道节点洪季呈现“凸岸冲刷、凹岸淤积”、枯季呈现“凹岸冲刷、凸岸淤积”的冲淤演变特征一致。实测断面流速分布也进一步显示这一特征(图5)。此外，过渡水域水动力也受下游福姜沙滩体阻水分流影响。不同流量下，落潮期间过渡段水域始终存在指向左岸的横向分流(图5)。与小流量条件相比，大流量条件下，由于福南水道进口宽度较窄且受下游弯道环流影响，弯道水流泄流不畅，使得福南水道进口水位略高于福左水道进口(图6(a))，福左分流比增加，落急流向略向北偏转(图6(b))，过渡段水域断面横向分流增加。综上所述，过渡段主流特征主要由上游弯道节点与下游福姜沙分流共同决定，在近弯道附近，弯道节点导控能力更强，至下游分汊放宽水域，动力变化易受福姜沙滩体分流影响。图4 过渡段水域断面落潮平均流速分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]长江下游牧鹅洲水道河床演变特征及航道条件分析[J]. 冯敏,游强强,岳克栋,徐果. 水运工程. 2018(07)
[2]新水沙条件下靖江边滩演变特性及影响因素研究[J]. 闻云呈,徐华,夏云峰,张世钊. 人民长江. 2018(S1)
[3]长江中游牯牛沙水道碍航原因分析[J]. 雷雪婷. 水运工程. 2018(04)
[4]三峡水库下游弯曲河型演变规律调整及其驱动机制[J]. 樊咏阳,张为,韩剑桥,余梦清. 地理学报. 2017(03)
[5]常曲率U型弯道水流结构与泥沙冲淤试验研究[J]. 白玉川,高术仙,徐国强. 水利水电技术. 2016(09)
[6]桥区河段洲滩变化对通航条件的影响[J]. 陈立,李东锋,刘明俊,宋涛. 水利水运工程学报. 2016(04)
[7]福姜沙水道近期航道条件变化分析[J]. 汤建. 中国水运(下半月). 2016(06)
[8]弯道推移质同异岸输移的时空演变模拟[J]. 贺莉,陈东,贾亚非,张耀新. 水力发电学报. 2016(02)
[9]三峡水库运用后武汉天兴洲分汊河段演变规律及趋势[J]. 王博,姚仕明,岳红艳,王国栋. 长江科学院院报. 2015(08)
[10]三峡水库蓄水后长江中游分汊河道演变机理及趋势[J]. 朱玲玲,葛华,李义天,张为. 应用基础与工程科学学报. 2015(02)
本文编号：3535487
【文章来源】：泥沙研究. 2020,45(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究河段
江阴水道六圩港至八圩港之间于2004年存有12 m以浅的狭长心滩，使得江阴水道被分隔为南北航槽。近年来，江心滩冲刷下移，12 m以浅心滩已冲刷消亡(图1)。2015-2017年间江阴水道整体冲淤变幅仍较大，局部冲淤变化可达10 m以上(图2)。在鹅鼻嘴弯道节点上游，河道左岸地形冲淤变化大，是主要输沙水域，至鹅鼻嘴节点水域，河道弯曲，宽度迅速缩窄，节点河道整体冲淤变化显著。受上游来水影响，河道洪季冲淤量明显大于枯季，以六圩港至十圩港冲淤量为例，洪季平均冲淤量分别是枯季的1.7和2.0倍。河道冲淤变幅与上游来水量呈正相关(冲刷量相关系数为0.73，淤积量相关系数为0.97)。在鹅鼻嘴节点上游，河道左岸附近呈现冲淤交替的动态过程。当年的冲刷水域基本位于上一年同期活动沙体的淤积位置，如图2箭头所示。在江阴水道弯段处，受弯道节点挑流的影响，洪、枯季鹅鼻嘴节点附近地形冲淤分布不同。洪季呈现“凸岸冲刷、凹岸淤积”，冲刷位置与来流情况相关，流量越大，冲刷位置越向下游发展。枯季则呈现“凹岸冲刷、凸岸淤积”的冲淤分布特征。3.2 下游福姜沙分汊河段演变特征
靖江边滩水域位于上游江阴弯段与下游福姜沙分汊段之间的顺直过渡水域，水动力以落潮优势为主。实测ADCP流速断面XS-1#位于弯道出口，XS-2#断面位于下游靖江边滩水域(图1)。大流量期间(2013年7月、2014年7月，图4),XS-1#大潮落潮平均流速呈现左岸浅滩流速大于右岸深槽，小流量期间(2012年11月，图4)，大潮落潮主流略偏向右岸深槽。随着下游河道的逐步展宽，大流量条件下(2015年9月、2016年8月及2017年8月，图4),XS-2#断面落潮主流仍略靠近北侧浅滩10～15 m水域，小流量条件下(2016年2月及2017年2月，图4)，落潮主流略靠近南侧航道深槽(18～20 m水深区域)。因此，过渡段主流(落潮流)变化与上游弯段鹅鼻嘴弯道节点控制密切相关，呈现“大水取直，主流靠左岸边滩，小水作弯，主流靠南侧深槽”的摆动特征。这种主流摆动的变化特征与鹅鼻嘴弯道节点洪季呈现“凸岸冲刷、凹岸淤积”、枯季呈现“凹岸冲刷、凸岸淤积”的冲淤演变特征一致。实测断面流速分布也进一步显示这一特征(图5)。此外，过渡水域水动力也受下游福姜沙滩体阻水分流影响。不同流量下，落潮期间过渡段水域始终存在指向左岸的横向分流(图5)。与小流量条件相比，大流量条件下，由于福南水道进口宽度较窄且受下游弯道环流影响，弯道水流泄流不畅，使得福南水道进口水位略高于福左水道进口(图6(a))，福左分流比增加，落急流向略向北偏转(图6(b))，过渡段水域断面横向分流增加。综上所述，过渡段主流特征主要由上游弯道节点与下游福姜沙分流共同决定，在近弯道附近，弯道节点导控能力更强，至下游分汊放宽水域，动力变化易受福姜沙滩体分流影响。图4 过渡段水域断面落潮平均流速分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]长江下游牧鹅洲水道河床演变特征及航道条件分析[J]. 冯敏,游强强,岳克栋,徐果. 水运工程. 2018(07)
[2]新水沙条件下靖江边滩演变特性及影响因素研究[J]. 闻云呈,徐华,夏云峰,张世钊. 人民长江. 2018(S1)
[3]长江中游牯牛沙水道碍航原因分析[J]. 雷雪婷. 水运工程. 2018(04)
[4]三峡水库下游弯曲河型演变规律调整及其驱动机制[J]. 樊咏阳,张为,韩剑桥,余梦清. 地理学报. 2017(03)
[5]常曲率U型弯道水流结构与泥沙冲淤试验研究[J]. 白玉川,高术仙,徐国强. 水利水电技术. 2016(09)
[6]桥区河段洲滩变化对通航条件的影响[J]. 陈立,李东锋,刘明俊,宋涛. 水利水运工程学报. 2016(04)
[7]福姜沙水道近期航道条件变化分析[J]. 汤建. 中国水运(下半月). 2016(06)
[8]弯道推移质同异岸输移的时空演变模拟[J]. 贺莉,陈东,贾亚非,张耀新. 水力发电学报. 2016(02)
[9]三峡水库运用后武汉天兴洲分汊河段演变规律及趋势[J]. 王博,姚仕明,岳红艳,王国栋. 长江科学院院报. 2015(08)
[10]三峡水库蓄水后长江中游分汊河道演变机理及趋势[J]. 朱玲玲,葛华,李义天,张为. 应用基础与工程科学学报. 2015(02)
本文编号：3535487
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