文献综述(或调研报告):
本篇文献综述从三个角度查阅文献并对其中一部分进行深入的阅读,共包含十篇文献。前四篇是关于如何进行整治线和水面线的研究,中三篇为关于设计地区即东江的深入调研,其中包括整治过程中可能遇到的问题和整治后可能带来的影响,后三篇是关于航道整治施工工艺及流程的研究,三个角度的文献各有特点,又相互有所关联,下面就每一篇文章的主要内容展开分析:
江西省港航设计院傅阳在他2019年发表的文章《河流航道整治线设计相关问题讨论》[1]中详细地阐述了如何提高河流航道整治线设计水平,促进河流航道整治工程不断发展。首先,平原河流跟山区河流特点不同,提出因地制宜的原则,根据河流特点来确定不同的治理方案。其次,关于河流航道整治线设计,他提出了以下几点:一是新河道平面轮廓线在整治建筑物的控制和航道整治要顾及当地工农业发展的原则;二是可以采用经验法、理论计算法、流速控制法进行整治线宽度计算,三种计算方法各有优劣,我们本次设计主要采用理论计算法中的水力计算法,在文中,傅专家提出这种方法的问题在于计算得到的整治线宽度与实际所需建设的整治线宽度存在较大差异,因此只能作为理论参考值;三是要根据主导河岸以及枯水流动等情况设计整治线的平面布置。最后,他还对航道整治断面设计提出了自己的观点,其中包含设计水位、最低通航水位、浅滩设计水位的确定,与规范要求大致相同,便不一一赘述。
辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司王斌在其发表的文章《天然河道水面线推求过程中的几个问题探讨》[2]中详细地讲述了天然河道水面线推求中可能会遇到的问题和解决方案。计算天然水面线可能会遇到如下五个问题:1、起算断面和起始水位的选择。起始断面应设置在实测断面上,起始水位也可以根据跨河建筑的历年洪痕情况,推算出水位流量关系,确定起始水位。2、河道糙率的选择。天然河道糙率选择受河流形状、河道横断面尺寸等多种因素影响,因此较难确定。解决此问题一种方案是采用经验法,也是最常用的;二是根据洪痕反推,但有些地区洪痕不明显因此不适合全部地区。3、河道横向宽度选择,需要注意的有两点,一是是否允许洪水淹没,二是是否会造成无效过水面积。4、断面布置选择。应根据河道、河势、河宽等综合分析确定。5、水头损失及壅水计算。可以利用HEC-RAS软件进行模拟计算,经实测,模拟计算所得与数据吻合较好。
甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司叶小梅在其2019年发表的文章《基于能量方程的河道水面线推算》[3]中以泾河长庆桥至陕甘交界段防洪工程为例讲述了在实际工程中应用较多的采用能量方程推算河道水面线是如何计算的。首先,为了将不必要的影响因素简化掉,将河道水流看作是恒定非均匀渐变流,采用能量守恒方程,对水面线进行试算。确定计算方法以后,再根据河道情况划分出起算断面和各水力计算断面,然后对水力条件(糙率、水头损失等)进行合理的选取,最后对计算的合理性进行分析,根据计算水面线点与站点实测进行对比,确定水面线计算是否合理。通过这种方法计算所得的水面线与实际相差较小,吻合程度较好。
长江南京航道工程局叶小寒在《BIM技术在航道整治工程全生命期的应用探析》[4]一文中对BIM技术的应用能否在实际航道整治工程中取得良好的效果进行了分析。在设计阶段,BIM技术可以帮助绘图人员优化设计图纸。在施工阶段,通过应用BIM技术可以实现施工模型深化、施工管控和竣工整编,保障施工质量。在维护阶段,可以用BIM技术来排查隐患,降低成本和风险。最后,作者通过对某一实例航道整治中BIM技术的应用进行了分析,讲述了BIM技术在保障设计、施工、维护航道整治全阶段的顺利进行所起到的关键作用和优势。因此,BIM技术应用在航道整治全生命期是理论可行、实际有效的。
重庆西南水运工程科学研究所李艳等人在2019年发表的一篇名为《东江(河源至石龙段)航道整治研究技术难点分析》[5]的论文中从技术层面分析了东江进行航道整治可能会遇到的五大难点问题:长河段各特征水位的确定、滩险特性及成因分析、整治原则的确定、航槽稳定性研究、梯级建设对航道条件的影响,并就为什么这些问题会是难点问题进行了深入的论述。原因如下:1、由于航道整治设计、相应的物理模型试验、水资源论证、防洪评价等专题均需相关特征水位资料方能开展,因此能否正确确定长河段特征水位成为东江航道整治研究的技术难题。2、研究河段滩险以碍航浅滩为主,主要碍航情况为水浅、航深不足。但由于近年城市发展及河道采砂等影响,导致研究河段发生较大演变,河道平衡被打破,航道稳定受到严重影响,因此难以准确分析滩险特性及成因。3、根据以往类似工程经验,整治措施宜根据浅滩、急滩、险滩的不同碍航性质而分别制定,如岩石河床整治以炸礁为主,沙卵石河床以疏浚为主、辅以筑坝相结合等。由于研究河段现状情况是浅滩连片、水深浅且浅区长,距设计要求的航道尺度相差甚大,需进行特长浅滩整治。除遵循一般沙质浅滩整治研究方法外,对现有河势的控制、整治后稳定航槽的维持( 如与采砂的相互影响关系) 等都是特长浅滩整治面临的难点与关键问题,不仅仅是简单的疏浚就能解决的。4、如何保持长河段开挖航槽的稳定,一直以来都是一个技术难题。5、梯级水库调度改变了河流天然的水文过程,对其下游航道通航条件也产生了明显的影响,因此不能忽略其影响。
刘贤等人在2019年发表的论文《东江中游长河段浅滩群航道整治模型试验研究》[6]中,对如何就东江中游长河段浅滩群航道整治建立模型提出了较为成熟的观点。虽然这篇文章提出的是建立物理模型的方法,但我认为这对我们了解河道、建立数模也有很大帮助。本模型河道采用断面板法制作,平面上用三角网及主、副导线进行控制,对局部地形变化较大的河段加密控制断面,并与等高线法相结合,以便更加准确地控制河床地形,在完成河道地形制作的基础上还对河段内已有的丁坝进行了细致模拟。通过流向、流速分布、水面线验证,确定了这个模型时符合标准的。文中提出了三种整治方案:方案一为对航道进行疏浚挖深,挖槽断面采取单一梯形断面,边坡为1:6,发现开挖后边滩水流大量归槽。方案二针对方案一水深普遍不足的问题,决定进一步开挖航槽,发现边滩水流大量归槽导致航槽中流速激增,且水深增加有限,依然不满足要求。由方案一和二发现单纯挖深不能有效解决水浅问题,因此采用复式断面航槽开挖的方案,发现水深和流速均满足要求。总之,针对连续滩群的整治,要结合其特性,整体考虑联动作用。
广东省航道局贾良文等人在2006年发表的文章《大量采沙对东江下游及东江三角洲河道低水位的影响》[7]中提出了采砂等人为活动对东江下游的影响。大量采砂导致了河床地形变化,并最终导致了东江下游及三角洲地区低水位普遍下降,低水位的下降严重影响了通航。因此,我们在东江中游进行航道整治时,不宜疏浚过深,否则容易形成下游的低水位下降,并最终导致航道淤积等问题。
长江武汉航道工程局吕文婷等人在2019年发表的文章《浅析航道整治护岸工程施工工艺及质量控制》[8]中提出了事前、事中、事后三个阶段的控制,保证航道整治的护岸施工过关。事前要通过编制施工质量计划,明确质量目标,制定施工方案,设置质量管理点,落实质量责任,分析可能导致质量目标偏离的主要影响因素,重点针对主要影响因素制定有效的预防监督措施,事中要优化施工工艺、加强管理、实时监测,事后要严格把关,进行质量验收。施工质量决定了工程使用年限和后续维护代价,因此极其重要。
