漢江興隆至漢川段航道等級提升尺度研究

歐陽飛 王業(yè)祥

摘 要：通過理論計算方法，運用水力學計算公式，對漢江興隆至漢川段航道等級提升航道尺度進行研究。計算結果表明，在現(xiàn)狀來流條件下，漢江興隆至漢川段航道尺度理論上可提升到內河Ⅱ-3級航道兼顧3000噸級貨船航行的航道尺度。

關鍵詞：航道等級;提升尺度;理論計算

中圖分類號：U676.3? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）07-0081-02

漢江是長江中游的最大支流之一，發(fā)源于陜西省秦嶺南麓的寧強縣，流經陜西省漢中、安康，于白河附近進入湖北省境內，再經十堰、襄樊、荊門、天門、潛江、仙桃、孝感等市，于武漢市匯入長江，全長1567km。

1研究背景

漢江下游1000t級航道整治工程陸續(xù)實施[1]，航道條件已達到Ⅲ級航道標準。漢江下游1000t級航道形成后，漢江干流航道已成為省內僅次于長江的水運大動脈和南北向的綜合運輸大通道，在發(fā)展沿江經濟、促進城市建設、密切區(qū)域經濟合作和物資交流等方面發(fā)揮著重要作用。

漢江下游1000t級航道整治工程的實施，穩(wěn)定了漢江下游中枯水河勢，為后續(xù)航道尺度的提升奠定了重要基礎，目前，船舶大型化十分明顯，進一步提高漢江興隆至漢川段的航道等級呼聲日漸高漲，通過對該段航道升等航道尺度的研究，可為漢江航道規(guī)劃等級提供必要的技術支撐。

2 航道現(xiàn)狀

漢江興隆至漢川段航道整治工程于2010年3月開工建設，建設規(guī)模為Ⅲ（2），截至2014年9月，整治工程主體工程已基本完工并通過了交工驗收。根據(jù)漢江興隆至漢川段航道整治工程效果觀測及實船適航試驗成果[2-3]，漢江興隆至漢川段航道整治工程實施以后，工程河段已達到設計航道尺度，即2.4m×90m×500m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）。

3 規(guī)模及技術標準

漢江興隆-漢川段航道已達到Ⅲ級航道標準，可常年通行1000t級船舶（隊）。本次航道等級提升方案擬對2000噸級、3000噸級航道標準進行研究。

（1）2000噸級航道尺度。根據(jù)《內河通航標準》GB50139-2014，天然河流2000噸級航道等級尺度，同時根據(jù)漢江現(xiàn)狀船舶及航道水深、航寬、彎曲半徑情況，本次2000噸級航道尺度按3.0 m×75m×550m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）進行研究。

（2）3000噸級航道尺度。根據(jù)漢江現(xiàn)狀船舶及航道情況，結合《內河通航標準》GB50139-2014天然河流3000噸級航道尺度，本次研究3000噸級航道尺度選取兩種方案：①取內河通航標準中的Ⅰ-3級航道尺度：3.5m×135m×670m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）。②按通航3000t級單船航道尺度：3.5m×75m×550m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）。

4航道等級提升技術可能性

4.1理論河寬計算

現(xiàn)運用水力學公式[4]來推求現(xiàn)狀設計流量情況下，在興隆至漢川段選取典型灘段斷面，按不同水深條件計算理論上能達到的河寬，以此分析達到上述三航道尺度方案的可能性：

計算公式：B=Q·n/（H5/3·J1/2）

式中： B—河寬;Q—設計流量，采用各灘段設計流量;H—斷面平均水深;H=ηΗ1;H1—航道水深，η水深修正系數(shù)0.7～0.9，根據(jù)經驗本河段取0.85;J—平均比降，按2016年1月實測枯水比降;n—糙率，根據(jù)枯水率定計算結果[5]，糙率取值0.0143～0.0206。

各特征灘段特征斷面主要參數(shù)統(tǒng)計見表2。對沿線灘段特征斷面航道水深分別按3.0m、3.5m計算，計算結果見表3。

從表3看出，按航道水深3m計算，各灘段計算河寬約為150～250m;按航道水深3.5m計算，各灘段計算河寬約為115～190m。各方案航道尺度對比分析如下：

（1）方案一：航深3.0m，航寬75m。在控制各灘段河寬達到150～250m時，理論上水深能達到3.0m，此時河寬大于75m，因此理論計算上該河段能達到方案一航道尺度要求;

（2）方案二：航深3.5m，航寬135m。從計算結果來看，水深達到3.5m，滿天星、狗頭灣、桃花洲等三個灘段河寬需要小于135m，回龍寺、馬口等灘段所需河寬也較航道寬度135m富裕較小，因此，從理論計算來看，漢江下游現(xiàn)狀流量條件下，達到方案二航道尺度較困難。

（3）方案三：航深3.5m，航寬75m。從計算結果來看，在限制各灘段河寬115～190m時，理論上航道水深能達到3.5m，此時計算河寬大于75m，因此理論上能達到方案三尺度要求。

4.2 理論流量計算

計算公式：

根據(jù)上述公式，考慮航寬等于河寬的極限情況下，對三個方案計算所需最小流量反算，結果如表4。

從計算結果來看，方案一、方案三所需極限最小流量均小于現(xiàn)狀設計流量，方案二滿天星、狗頭灣、桃花洲等灘段極限最小流量均大于現(xiàn)狀設計流量。

綜合理論河寬及流量計算結果來看，在現(xiàn)狀來流條件下，通過控制河寬等措施，漢江興隆-漢川段航道尺度能達到方案一，方案三的航道水深、航寬要求，即能達到2000t級Ⅱ-3航道尺度，同時能滿足3000t級貨船航行尺度，要達到方案二的航道尺度有一定困難。

5? 結論

（1）從理論計算來看，在現(xiàn)狀來流條件下，通過控制河寬等措施，漢江興隆至漢川段航道尺度可提升到3.5m航道水深、75m航寬要求，即：能達到2000t級Ⅱ-3航道尺度，同時可滿足3000t級貨船航行尺度。

（2）從理論計算來看，在現(xiàn)狀設計流量條件下，漢江興隆-漢川段要達到3000t級標準規(guī)定的最小尺度3.5m×135m×670m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）難度較大。

參考文獻：

[1]? 漢江下游航道整治工程興隆至漢川段初步設計報告[R].湖北省交通規(guī)劃設計院，2009.

[2]? 漢江下游航道整治工程興隆至漢川段整治效果分析[R].湖北省交通規(guī)劃設計院股份有限公司，2018.

[3]? 漢江下游航道整治工程興隆至漢川段實船適航試驗報告[R].湖北省交通規(guī)劃設計院股份有限公司，2017.

[4]? 成都科技大學水力學教研室編;吳持恭主編.水力學[M].北京：高等教育出版社，1994.

[5]? 漢江興隆-漢川段航道整治工程一維數(shù)學模型計算分析報告[R].長江水利委員會水文局;武漢大學，2007.