歐陽飛 王業(yè)祥

摘 要：通過理論計算方法，運用水力學(xué)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(jié)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(nèi)河Ⅱ-3級航道兼顧3000噸級貨船航行的航道尺度。

關(guān)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(jīng)陜西省漢中、安康，于白河附近進入湖北省境內(nèi)，再經(jīng)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(nèi)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(jīng)濟、促進城市建設(shè)、密切區(qū)域經(jīng)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(chǔ)，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(shù)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(shè)，建設(shè)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(shè)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(shù)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(nèi)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(jié)合《內(nèi)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(nèi)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(shù)可能性

4.1理論河寬計算

現(xiàn)運用水力學(xué)公式[4]來推求現(xiàn)狀設(shè)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(shè)計流量，采用各灘段設(shè)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(jīng)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)果如表4。

從計算結(jié)果來看，方案一、方案三所需極限最小流量均小于現(xiàn)狀設(shè)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(shè)計流量。

綜合理論河寬及流量計算結(jié)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(jié)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(shè)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(shè)計報告[R].湖北省交通規(guī)劃設(shè)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(shè)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(shè)計院股份有限公司，2017.

[4]? 成都科技大學(xué)水力學(xué)教研室編;吳持恭主編.水力學(xué)[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(xué)模型計算分析報告[R].長江水利委員會水文局;武漢大學(xué)，2007.