吳建平　陳龍

【摘 要】針對右江那加灘航道存在的問題，我們根據(jù)右江水文站、水利樞紐的水文資料以及那加灘實(shí)測水位、流量資料，對那加灘進(jìn)行了詳細(xì)的通航水位分析，確定了該灘的最低通航水位，并提出了該灘的航道整治技術(shù)措施。實(shí)踐證明，通過整治后的那加灘實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有較為有利的通航條件。

【關(guān)鍵詞】右江那加灘；通航水位；分析

0.引言

我國水運(yùn)資源豐富，水運(yùn)的發(fā)展對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。但是我國內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展水平與國民經(jīng)濟(jì)和綜合運(yùn)輸體系發(fā)展的要求仍然存在較大差距，各地區(qū)發(fā)展不平衡。廣西擁有得天獨(dú)厚的水運(yùn)資源，但并沒有發(fā)揮其重大的作用，其中一部分原因是山區(qū)河流航道條件的復(fù)雜性。右江是一條山區(qū)性河流，河道蜿蜒曲折，淺灘密度較大。右江那加灘由于采挖沙船的無序亂采濫挖，使原有的部分導(dǎo)治建筑物坍塌，沙洲沖毀貫通，汊道擴(kuò)寬，造成航道水深不足而影響船舶航行。為了改善那加灘的通航條件，我們根據(jù)隆安水文站和隆安航道站的水文資料、隆安港碼頭和那加灘同步觀測資料以及金雞樞紐下泄流量資料，通過水位與流量相關(guān)分析、水位相關(guān)性分析、整治河段水力計(jì)算等多方面進(jìn)行分析，最后提出了該灘的航道整治措施。通過枯水期的實(shí)際水文觀測和掃床檢驗(yàn)，那加灘航道整治使該灘段通航條件獲得實(shí)質(zhì)性的改善。

1.那加灘概況

那加灘地處廣西右江下游隆安至三江口段，位于隆安縣丁當(dāng)鎮(zhèn)白馬圩附近，灘尾距南寧市民生碼頭83公里，航道里程為南寧～百色0+83km，現(xiàn)通航道維護(hù)尺度：1.2米×22米×150米。該灘全長約3000米，河床地質(zhì)為巖石底質(zhì)沙卵石表層，長期以來灘中部有一較大的江心洲，河道在此段分為左右兩汊，左汊河床較高，且有舊壩封堵。當(dāng)枯水期該灘上游白馬航道站碼頭水位高于設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，左汊河道有少量水流通過；當(dāng)白馬航道碼頭水位低于設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)河道水流幾乎集中于右汊，右汊為該灘段枯水期航道。

那加灘自六十年代整治后，其枯水期航道基本達(dá)到通航維護(hù)尺度，通航保證率達(dá)到98%以上。近幾年來，該灘洲尾段由于大量采挖河砂，人為造成深潭，江心洲一側(cè)原有的部分導(dǎo)治建筑物因采挖沙船的無序?yàn)E挖而局部坍塌，致使左汊水流在洲中部匯入右汊，造成灘中部局部流速過大，流態(tài)紊亂；且該灘受上游右江金雞水利樞紐人工調(diào)節(jié)運(yùn)行影響，下泄流量逐日減少，枯水期灘中航道水深不足，航船無法滿載通過。

2.那加灘航道整治通航水位分析

2.1數(shù)據(jù)的來源

我們用于分析的樣本數(shù)據(jù)主要采用位于那加灘上游的隆安水文站、隆安航道站的水文資料和隆安港碼頭與那加灘水文同步觀測資料，總共收集整理到信息完整的3792個(gè)數(shù)據(jù)。以收集到的數(shù)據(jù)作為分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并參考該灘河床演變資料和礙航特征進(jìn)行深入的分析。

2.2數(shù)據(jù)的分析

2.2.1流量與水位線性相關(guān)分析

我們根據(jù)2010年11月-12月份的觀測資料，以觀測到的實(shí)測流量與其相應(yīng)的水位值為參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，找出那加灘的水位流量關(guān)系，做Q-H關(guān)系曲線，并擬和的Q-H關(guān)系線性函數(shù)。如圖1所示：

觀察以上Q-H關(guān)系圖，顯然可知，隆安水文站和隆安港碼頭Q-H線性關(guān)系良好，但由于那加灘離隆安水文站比較遠(yuǎn)，因此，點(diǎn)陣比較離散。根據(jù)以上擬合的Q-H關(guān)系線性函數(shù)，求出對應(yīng)設(shè)計(jì)流量和水位如表1所示。求得最小設(shè)計(jì)流量為98.83m3/s，對應(yīng)那加灘的設(shè)計(jì)水位為64.791m。

2.2.2水位線性相關(guān)分析

隆安碼頭水位觀測點(diǎn)在那加灘上游67km，右江在隆安碼頭到那加灘段匯入的小支流流量很小，僅為地表水，我們可以利用隆安碼頭的水位和那加灘的水位觀測值進(jìn)行相關(guān)分析，找出兩觀測點(diǎn)水位的相關(guān)關(guān)系，從而推算那加灘設(shè)計(jì)最低通航水位及其對應(yīng)的流量值。

根據(jù)隆安港碼頭和那加灘觀測的2010年11月-12月觀測的水位資料，做出兩水位站的水位相關(guān)關(guān)系圖如圖2（a）所示。由圖可知，隆安港碼頭、那加灘水位H-H關(guān)系圖點(diǎn)陣相對離散。再取每日8時(shí)水位數(shù)據(jù)，作出兩水位站的關(guān)系圖如圖2（b）所示。顯然，以上隆安港碼頭、那加灘水位H-H關(guān)系圖點(diǎn)陣仍顯得相對離散。

再根據(jù)2011年4月12日-15日晝夜觀測的水位數(shù)據(jù)，作出隆安港碼頭和那加灘水位過程線圖如圖3所示：

由圖3可知，隆安港碼頭由于離金雞樞紐比較近，水位受樞紐下泄流量突變影響相對敏感，而那加灘則相對穩(wěn)定；同時(shí)從上圖兩個(gè)水位站波動(dòng)節(jié)點(diǎn)可知，兩者水位變動(dòng)遲延約8至12小時(shí)。鑒于2010年11月至12月觀測的水位數(shù)據(jù)僅為8時(shí)至18時(shí)，故僅作出隆安港碼頭8時(shí)水位對應(yīng)那加灘當(dāng)日18時(shí)水位的關(guān)系圖，如圖4所示：

該圖點(diǎn)陣分布明顯向趨勢線靠攏，也就是說經(jīng)時(shí)延修正后兩水位站水位相關(guān)性還是比較好的。根據(jù)以上擬合的H-H關(guān)系線性函數(shù)，求得最小設(shè)計(jì)流量為98.83m3/s，對應(yīng)那加灘的設(shè)計(jì)水位為64.791m，各站點(diǎn)對應(yīng)的水位如表2所示：

2.2.3瞬時(shí)水位站同步觀測對比

通過收集金雞樞紐下泄流量數(shù)據(jù)，可觀察到2010年11月17日至24日時(shí)間段里金雞樞紐下泄流量基本穩(wěn)定在182立方米/秒左右。而在該時(shí)段里，進(jìn)行了隆安港碼頭和那加灘瞬時(shí)水位觀測，觀測結(jié)果得出兩水位站同步水位觀測落差平均值為7.50米，但從金雞樞紐下泄流量過程圖（圖5）可知，在觀測過程中，18日和19日21時(shí)至23時(shí)，21日和23日下午14時(shí)至17時(shí)時(shí)段出現(xiàn)流量突變過程，故剔除樞紐流量突變數(shù)據(jù)后兩水位落差平均值為7.43米，再考慮到過流的時(shí)延影響，計(jì)算得兩者落差平均值為7.42米。以上數(shù)值與利用Q-H關(guān)系函數(shù)計(jì)算出流量在98.83立方米/秒時(shí)對應(yīng)隆安港碼頭水位72.006米與那加灘水位64.791米的差值7.215米基本一致。

2.3水力計(jì)算

我們選取該灘11個(gè)計(jì)算斷面進(jìn)行水力計(jì)算，采用水流連續(xù)方程和水流運(yùn)動(dòng)方程等恒定流方程式，計(jì)算那加灘航段航道整治開挖前后的水面曲線。先確定斷面數(shù)據(jù)，即根據(jù)已知地形圖和水位資料，算出實(shí)測水位下各個(gè)斷面參數(shù)；再根據(jù)實(shí)測坡降和流量，進(jìn)行糙率計(jì)算；最后進(jìn)行工作水位下的水面線驗(yàn)算。經(jīng)過驗(yàn)算，用計(jì)算糙率推算的水面線與實(shí)測坡降線一致。根據(jù)計(jì)算糙率成果，算出設(shè)計(jì)水位流量下的原河床水面線相關(guān)參數(shù)和疏浚后的水面線相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而得出那加灘右汊設(shè)計(jì)流量下的開挖后的水面線結(jié)果。如表3所示：

2.4航槽流速校核

我們通過設(shè)計(jì)水位時(shí)開挖后航槽（1.2*25米）和局部加寬航槽（1.2*25米，局部加寬5米）分別進(jìn)行航槽流速校核計(jì)算。結(jié)果得出，在整治水位及通過右汊的整治流量為270m3/s，航槽最大流速為2.349m/s。顯然對航行影響不大，且灘尾段會處于沖淤平衡狀態(tài)，灘中和灘頭段則有局部沖刷狀態(tài)，但該段是砂卵石河床，經(jīng)過一定時(shí)間的沖淤調(diào)節(jié)后會達(dá)到新的沖淤平衡狀態(tài)。

3.航道整治工程措施及效果

那加灘礙航原因是灘頭段江心洲邊灘被采挖和被沖毀后過水?dāng)嗝鏀U(kuò)大，再加上灘尾段大量開采河砂，造成水流到灘尾段時(shí)水流分散及河床下切而引起跌水，水流坡降突然增大，灘中水流流速過大，灘頭段和灘中段航道水深不足而礙航。

基于以上通航水位分析，我們采取了下列航道整治工程措施：①調(diào)整原有左汊鎖壩頂面標(biāo)高，增加低水位時(shí)左汊的分流量，使水流分流合理；②將已筑丁壩頂面標(biāo)高降適當(dāng)降低，以增加整治水位時(shí)挖槽的過水?dāng)嗝?，減小整治水位時(shí)航槽局部流速；③在灘尾處加筑洲尾順壩，以延長通航航槽水流降落距離，達(dá)到減緩水流集中降落的目的；④將灘中礙航石垅和礁石清除，并對落差較大的灘段航槽進(jìn)行削坡處理，從而改善航槽水流流態(tài)，增加航槽水深等。

經(jīng)過枯水期時(shí)對那加灘進(jìn)行流量、坡向、坡降同步觀測，航道整治后的那加灘航槽流速和流態(tài)得到改善，航槽維持穩(wěn)定，達(dá)到了實(shí)質(zhì)性的整治效果。

4.結(jié)語

根據(jù)右江隆安到那加灘河段的水文特點(diǎn)，通過資料全面的水位，流量觀測點(diǎn)以及同步觀測資料進(jìn)行水位流量相關(guān)分析，確定需要整治的灘點(diǎn)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，并結(jié)合歷史整治情況以及該灘河床演變特征，提出相應(yīng)的航道整治措施。通過整治后的實(shí)際觀測，該灘航槽維持穩(wěn)定，流速減緩，通航條件達(dá)到等級要求。上述通航水位分析方法和航道整治技術(shù)措施可以為山區(qū)河流的灘險(xiǎn)整治工程提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]JTJ312-2003，航道整治工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50139-2004，內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)[S].