甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证

日期: 2019-10-01

甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证    

      甲级通航论证单位_湖南省通航论证甲级技术服务单位、湖南省航口和航道管理局技术服务机构、长沙·湖南华咨工程咨询有限公司在推进湘江某项目取水口通航论证中,为正确评估取水口对航道的影响,首先建立了维水流数学模型,用以研究沿程水位和断面平均流速的变化,并在一维水流数学模型的基础上建立包括取水口及上、下游河段的二维数学模型,用以研究取水对流态、流速分布的影响。 
      经过研究,华咨通航论证技术团队认为:取水工程对航道水深的影响取水对水位的影响范围大致是从取水口上溯3~4 km,取水口以下河段由于流量减少,全程水位均有所下降。航道水位降落值是随着取水流量增大而增大,在同一级取水流量下,取水对航道水深的影响随着上游来流量的增加而减小。当上游来流量200 m3/s ,取水流量11 m3/s时,取水口以上河道断面平均水位平均下降1 cm,取水口以下河道断面平均水位平均下降3.6 cm,下降最大值出现在取水口前沿处,其值为5.2 cm。因此,取水工程对航道水深的影响总的来看不大。 取水工程对航道纵向流速的影响 取水工程建成运行以后,也会对附近河道的纵向流速(主流速)产生一定的影响。在紧靠取水口上游1 km的河段,由于取水造成的水位降落使纵向流速有所增大。取水口下游由于流量减少,纵向流速有所减小。航道中允许的最大纵向表面流速的数值与船型有密切关系,一般东江干流航道允许的最大纵向表面流速为2 m/s,数模计算得到的航道纵向流速为垂线平均流速,表面流速大约为垂线平均流速的1.2倍,论证结果表明,整个河段在取水后的航道纵向表面流速值均小于2 m/s,因此,取水工程对航道纵向流速的影响不大。 
      甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证取水工程对航道横向流速的影响:取水工程建成运行后,取水口取水水流与深泓线垂直,取水时会给附近航道带来一附加的与主流方向垂直的横向流速,其最大值是随着取水流量增大而增大,在同一级取水流量下,取水前沿处横向流速最大值随着上游来流量的增加而减小。根据《航道整治工程技术规范  JTJ 312-98》4.2.3条规定“航道水流条件的确定,应满足下列要求:„„取水工程的进口及排水工程的出口处,航道横向流速不宜超过0.3 m/s,„„”,本河段航道维护标准为7级航道,航行船舶尺度较小,且取水口处于弯曲河段,这样船舶在取水口附近河道的航速应较小,相应能克服的横向流速限值也较小,因此选取船舶航行的航道横向流速不大于0.2 m/s,从数模研究结果可以看到,在距取水口前沿17 m的范围以内位置出现大于0.2 m/s横向流速。 
      甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证取水工程对冲淤变化趋势的影响 :取水工程建成运行后,取水口上游1 km的局部河段由于纵向流速增加,当上游来沙量小于此河段的挟沙能力时,可能会造成取水口上游附近河段冲刷。取水口下游由于取水使河流流量减少,河道水流的输沙能力相应减小,河道原有的冲淤平衡状态被破坏,结果使取水口下游河道全程呈淤积趋势。从数模研究结果来看,取水口以下河道淤积以悬移质淤积为主,滩长4.8 km,此浅滩区段悬移质年淤积量约为5000 t。 华咨通航论证技术工程师认为:甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证 取水工程运行后在取水口附近17 m范围内横向流速值较大,对船舶航行安全不利,因此建议在取水口附近适当位置设置船舶航行安全警示标志,以引导来往船舶避开横流危险区。 取水工程运行后将引起下游较长河段的水位降落,纵向流速减小,可能会引起航道淤积,枯水期对航道的安全畅通可能有不利的影响,因此,必须加强航道枯水期原型观测,建议每年测量1:2000航道图一次,连续观测2~3年。 甲级单位开展通航评价案例剖析|基于湘江自来水厂取水口技术论证取水口工程处于弯曲河段下游凹岸,由于取水产生较大的横流,取水口对面凸岸的航道右侧边滩可能会向取水口方向生长,引起枯水期取水口前沿专用标志外侧的“安全航道”的宽度和水深不足。因此,建议每年枯水期对取水口上、下游各100 m航道的水深、航宽加强探测,若尺度不够,应及时进行维护性疏浚。 

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