歐陽(yáng)飛 王業(yè)祥

摘 要：通過(guò)理論計(jì)算方法，運(yùn)用水力學(xué)計(jì)算公式，對(duì)漢江興隆至漢川段航道等級(jí)提升航道尺度進(jìn)行研究。計(jì)算結(jié)果表明，在現(xiàn)狀來(lái)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(jí)航道兼顧3000噸級(jí)貨船航行的航道尺度。

關(guān)鍵詞：航道等級(jí);提升尺度;理論計(jì)算

中圖分類號(hào)：U676.3? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2019）07-0081-02

漢江是長(zhǎng)江中游的最大支流之一，發(fā)源于陜西省秦嶺南麓的寧強(qiáng)縣，流經(jīng)陜西省漢中、安康，于白河附近進(jìn)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(zhǎng)江，全長(zhǎng)1567km。

1研究背景

漢江下游1000t級(jí)航道整治工程陸續(xù)實(shí)施[1]，航道條件已達(dá)到Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)。漢江下游1000t級(jí)航道形成后，漢江干流航道已成為省內(nèi)僅次于長(zhǎng)江的水運(yùn)大動(dòng)脈和南北向的綜合運(yùn)輸大通道，在發(fā)展沿江經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)城市建設(shè)、密切區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作和物資交流等方面發(fā)揮著重要作用。

漢江下游1000t級(jí)航道整治工程的實(shí)施，穩(wěn)定了漢江下游中枯水河勢(shì)，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(jìn)一步提高漢江興隆至漢川段的航道等級(jí)呼聲日漸高漲，通過(guò)對(duì)該段航道升等航道尺度的研究，可為漢江航道規(guī)劃等級(jí)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(guò)了交工驗(yàn)收。根據(jù)漢江興隆至漢川段航道整治工程效果觀測(cè)及實(shí)船適航試驗(yàn)成果[2-3]，漢江興隆至漢川段航道整治工程實(shí)施以后，工程河段已達(dá)到設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)

漢江興隆-漢川段航道已達(dá)到Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，可常年通行1000t級(jí)船舶（隊(duì)）。本次航道等級(jí)提升方案擬對(duì)2000噸級(jí)、3000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。

（1）2000噸級(jí)航道尺度。根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》GB50139-2014，天然河流2000噸級(jí)航道等級(jí)尺度，同時(shí)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(jí)航道尺度按3.0 m×75m×550m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）進(jìn)行研究。

（2）3000噸級(jí)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(biāo)準(zhǔn)》GB50139-2014天然河流3000噸級(jí)航道尺度，本次研究3000噸級(jí)航道尺度選取兩種方案：①取內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅰ-3級(jí)航道尺度：3.5m×135m×670m（水深×雙線航寬×彎曲半徑）。②按通航3000t級(jí)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(jí)提升技術(shù)可能性

4.1理論河寬計(jì)算

現(xiàn)運(yùn)用水力學(xué)公式[4]來(lái)推求現(xiàn)狀設(shè)計(jì)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(jì)算理論上能達(dá)到的河寬，以此分析達(dá)到上述三航道尺度方案的可能性：

計(jì)算公式：B=Q·n/（H5/3·J1/2）

式中： B—河寬;Q—設(shè)計(jì)流量，采用各灘段設(shè)計(jì)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(yàn)本河段取0.85;J—平均比降，按2016年1月實(shí)測(cè)枯水比降;n—糙率，根據(jù)枯水率定計(jì)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(jì)見表2。對(duì)沿線灘段特征斷面航道水深分別按3.0m、3.5m計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表3。

從表3看出，按航道水深3m計(jì)算，各灘段計(jì)算河寬約為150～250m;按航道水深3.5m計(jì)算，各灘段計(jì)算河寬約為115～190m。各方案航道尺度對(duì)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(dá)到150～250m時(shí)，理論上水深能達(dá)到3.0m，此時(shí)河寬大于75m，因此理論計(jì)算上該河段能達(dá)到方案一航道尺度要求;

（2）方案二：航深3.5m，航寬135m。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，水深達(dá)到3.5m，滿天星、狗頭灣、桃花洲等三個(gè)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(jì)算來(lái)看，漢江下游現(xiàn)狀流量條件下，達(dá)到方案二航道尺度較困難。

（3）方案三：航深3.5m，航寬75m。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，在限制各灘段河寬115～190m時(shí)，理論上航道水深能達(dá)到3.5m，此時(shí)計(jì)算河寬大于75m，因此理論上能達(dá)到方案三尺度要求。

4.2 理論流量計(jì)算

計(jì)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(duì)三個(gè)方案計(jì)算所需最小流量反算，結(jié)果如表4。

從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，方案一、方案三所需極限最小流量均小于現(xiàn)狀設(shè)計(jì)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(jì)流量。

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

5? 結(jié)論

（1）從理論計(jì)算來(lái)看，在現(xiàn)狀來(lái)流條件下，通過(guò)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(dá)到2000t級(jí)Ⅱ-3航道尺度，同時(shí)可滿足3000t級(jí)貨船航行尺度。

（2）從理論計(jì)算來(lái)看，在現(xiàn)狀設(shè)計(jì)流量條件下，漢江興隆-漢川段要達(dá)到3000t級(jí)標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)：

[1]? 漢江下游航道整治工程興隆至漢川段初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)船適航試驗(yàn)報(bào)告[R].湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)算分析報(bào)告[R].長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局;武漢大學(xué)，2007.