论述三峡导流明渠通航条件

　　摘要：1997年11月8日大江截流后，19～20日又实测了明渠水下地形，成果表明：随着截流进占，明渠过流量逐渐增加，河道产生冲刷，截流后长江水流全部由明渠下泄，冲刷进一步发展，与截流相比冲刷了128万m3，剩余淤积量为164万m3(表1)。淤积仍集中在混凝土纵向围堰右侧。

　　关键词：三峡工程 导流明渠 施工期通航

　　1 基本情况

　　1.l明渠型式及尺度

　　导流明渠位于长江右岸中堡岛右侧，既是二期施工期唯一的泄水河道，也是该时期中枯水季的重要航运通道，设计最大通航流量为20000m3/s。导流明渠渠身中间顺直、进口为弯道、平面呈微弯的半月形。明渠左侧为轴线长度1191.47m的混凝土纵向围堰;右侧靠山坡，上弯道右边线园弧半径R1=777.6m、园心角θ1=3.6”，厂弯道右边线园弧半径R2=787.5m、园心角民θ2=56°，右边线全长4038.98m。明渠航道轴线长3427.79m;最小底宽为350m，进口段无高低渠之分。渠底高程为59～58m;接近堰段时为有高左低的复式断面，右侧高渠底宽100m，渠底高程58m，左侧低渠底宽不小于250m,渠底高程从上到下分别为58m、50m、45m和53m等四级。

　　1.2明渠通航标准

　　导流明渠的设计通航标准，一直受有关各方关注，经论证审定的标准是：3×l0001十2640Hp或2×1500t+2640Hp的大型船队在流量小于20000m3/s时通航.要求明渠航道内此时流速、流态和水面比降等满足上行船队平均对岸航速大于1.Om/s;中小型船队在流量小于10000m3/s时通航，要求此时航道范围内的最大流速小于2.5m/s，且没有碍航泡漩和波浪等不利流态。

　　2 明渠水流特点

　　非汛期导流明渠受葛洲坝水利枢纽回水影响，水流平缓，航行条件较好。汛期受混凝土纵向围堰上堤头作用，主流从左岸挑向右岸，在明渠上弯道下段形成右斜的高速区，在坝轴线及以上200m左右流速最大;三期碾压混凝土以下部位由于复式断面的调节作用，右岸流速减小。出口段受低渠底高程的抬高和卜弯道影响，在下弯点以卜的右侧又形成一个高流速区，其最大流速和比降值出现在坝轴线以下1300～1600m处。因此明渠水流有三个特点：①高流速区履盖范围较广。当20000m3/s流量时，试验表明4m/s以上的高流速从坝轴线以上800m处一直延伸到坝轴线以下500m;在坝轴线以上100m的横断面，明渠中部高流速区分

　　布宽达250m;②受明渠边界条件特别是低渠底高程变化的影响，明渠沿程纵比降分布不均，且正负比降交替出现。在20000m3/s流量时，试验测得坝轴线以上840～960m处纵比降为0.2%，而坝轴线以上720～840m

　　范围内纵比降则为-0.233%;③明渠的流速流态较为复杂。明渠进口因受纵向围堰挑流作用形成斜流，渠身段由于边界条件特别是渠底高程的变化，引起水流能星的转换而产生碍航波浪，出口段受弯道水流惯性的影响形成强劲的扫弯水，并伴有泡漩产生等。而且随着流量的增大，流速和比降值明显增大，碍航波及泡漩强度急增，使上行船舶航行阻力增加，下行船舶控制困难。

　　3 大江截流前后明渠冲淤与通航条件分析

　　导流明渠系凸向右岸的微弯型河道，具有弯道水流的特点，设计采用了左低右高的复式断面，其目的是调整断面流速分布，使明渠主流位于低渠，让高渠流速较小，以利船队上行。

　　一定的水流条件可以形成一定的河床，而河床的冲淤变化，又使水流条件随之改变，据大江截流前后实测资料，导流明渠自1997年5月破堰进水过流后，渠内产生了淤积，截流期间又随过流量的增加而冲刷，水流条件也随之变化。

　　3.1截流前的明渠水流状态

　　导流明渠进水后原大江仍处于过流状态，是主要的泄水通道，导流明渠的分流比小，流速低.经过一个汛期，渠内产生了大量淤积，1997年10月2日～26日实测地形表明，总淤积量达292万m3(表1)。从河床地形看淤积物主要集中在混凝土纵向围堰一侧和坝轴线以下(l7-24断面)一定范围内，虽然没有碍航淤积。

　　然而抬高了低渠河底高程，降低了复式断面对流速流态分布的调整作用，使进人明渠后的主流右移，造成高渠区流速增大。1997年10月27日～28日，明渠过流量855Om3/s时实测了表面流速(表2)，从中可以看出，明渠上游连接段主流位于航道中心线以左200m附近，设计航道内为缓流区;然而到坝轴线以上1200m处，主流逐渐右移至高渠区，至坝轴线以下300m处高渠区流速最大，达2.9m/s，随后主流略向左移，沿明渠轴线下泄。

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