长江三峡明渠导流的试验研究与原型运行调查((2)

　　导流明渠通航，导流明渠布置应满足通航要求，只要宽度、水深、流速、比降、弯道及进出口水流衔接等满足通航条件，利用明渠通航是可行的。一般要求:渠道平面布置应顺直、其宽度、弯道半径等根据地质条件和导流需要的航道标准定出。进、出口高程应满足最低通航水位的水深要求。水流衔接平顺，其轴线与河道主流方向夹角不宜大于25°。局部落差不宜大于0.5 m。渠底坡度应保证水流为缓流，流速不大于2.0 m/s。为明渠上架设桥梁，桥孔宽度、净宽要求应按有关规范要求进行设计。

　　明渠通航。通航标准：1)长航船队3×1 000 t＋2 640 hp或2×1 500 t＋2 000 hp，要求流量q≤20 000 m3/s时，明渠航道范围国内流速、流态和水面坡降，满足上行船队平均对岸航速v 0 >1.0 m/s；2)地方船舶要求在q≤10 000 m3/s时，航道范围国内最大流速vmax≤2.50 m/s，没有碍航要求。

　　在宜昌和汉口整体模型上进行了明渠导流通航水流条件试验，通过自航船模上水行驶，得到通过明渠的3条船队上水航线如图2。第一条航线，上水航行船队从明渠下游左侧靠近下游纵向围堰头进入明渠，然后沿左侧纵向围堰上行至坝线后斜穿主流过渠至右侧，再沿右侧上行驶出明渠；第2条航线，上水船队沿明渠右侧邻岸航行通过明渠；第3条航线，船队沿左岸上水航行到下纵堤头时，提前斜穿主流过渠，再沿明渠右侧航线邻岸上行通过明渠。模型水流条件试验表明，当流量20 000 m3/s，3×1 000 t＋2 640 hp船模(静水率定航速，为4.9 m/s)沿明渠左(第1条航线)右(第2、3条航线)三条航线上行时，均能满足对岸流速大于1.0 m/s要求。

　　在流量25 000 m3/s条件，明渠内流速分布规律和水流流态与流量20 000 m3/s情况基本相同，但在航道上流速、水面坡降均有增加。在流量35 000 m3/s条件，明渠内流速增加，流态恶化。

　　经过模型试验和有关单位研究认为，当流量为10 000 m3/s以下时，大小船舶(队)均从明渠行驶；流量在10 000 ～20 000 m3/s时，大型船舶(队)经明渠通航，小型船舶(队)经临时船闸通过；流量超过20 000 m3/s，大小船舶(队)场通过临时船闸。

　　1998和1999年汛期实测了多级流量船舶航迹线，以流量19 900 m3/s船舶通过导流明渠的航迹线图3为例，上行船舶(队)大部分平稳地距混凝土纵向围堰右侧约70～100 m水域航行。到混凝土纵向围堰19＋660 m断面后横穿主流进入右岸航线；下行船舶(队)大部分沿高低渠交界线水面航行，也有少数船只沿渠中间航行。这与模型试验航道线、通航流量一致。说明原型与模型基本相似。

　　在原型实际运行中，为提高明渠通航流量，帮助上行船舶通过，在明渠右岸进口段设立绞滩站，站有定位船1艘、绞滩船2艘，递缆船2艘，共五艘。借助绞滩能力辅助过滩，在大流量时运用，有少部分船队可在流量35 000 m3/s绞滩上行。但2001年8月21日流量过渠33 000 m3/s，中午明渠禁航，上下来往行驶船舶从临时船闸通行。9月5日流量降至31 000 m3/s，即恢复通航。

　　4 结语

　　(1)试验研究确定的导流明渠右高左低的复式断面及渠道进、出口形式和纵向围堰头部形状，经历了1998年长时期的特大洪水考验，明渠无显著冲刷和淤积，围堰安全无恙。说明设计、施工和试验是成功的。

　　(2)明渠泄流能力是确定二期围堰顶高程的指标，因此它的糙率研究实属重要。根据实测资料明渠糙率，在流量61 000～35 900 m3/s，η=0.034～0.035。截流期间流量14 000～10 000 m3/s，η=0.040～0.050。

　　(3)施工通航，由于长江航运的重要性，采用明渠结合临时船闸通航较好的解决了施工通航问题。为了提高明渠通航流量，帮助上行船舶通过，在明渠右岸进口设立了传统的绞滩站，借助绞滩能力辅助部分船队过滩。总的来说，运行情况较好。

　　参考文献：

　　[1] 长江科学院比峡工程科学院试验与研究[r].1997

　　[2] 陈元清，汪世鹏，宁廷俊背そ三峡工程导流渠通航水力学原型观测[j]泄水工程与高速水流，2000，(1)

　　open channel diversion''s test study and prototype operation investigation of three gorges project

　　　abstract：this article introduces the model test achievement of three gorges project open channel diversion, including open channel discharge capacity, discharge section configuration, longitudinal cofferdam head configuration of channel intake, river bank protection , sea route river section renovation and up－sail sea route etc. in the article prototype discharge operation achievement (flood operation in 1998 specially) is also introduced, including open channel water－flow condition, water level of both river banks, open channel bottom section eroding and silt changes, slope－protector erosion of cofferdam and ship navigation, etc.

　　keywords: open channel diversion; longitudinal cofferdam; river bank protection; sea route renovation; navigation track line operation investigation

共2页: 2