松花江航运建设关键技术研究-报告简本-交通科技管理中心.DOC

松花江航运建设关键技术研究 报告简本 1.项目研究目的及意义 松花江是我国东北部第一大内河，是连接黑龙江、乌苏里江、第二松花江和嫩江航运的纽带，素有“塞外黄金水道”美誉，充分发挥松花江水运作用对于我省乃至我国东北部经济的振兴具有重要的战略意义。1994年，国务院以国函82号文批复了《辽河、松花江流域水资源综合规划》，该规划的核心是北水南调工程。目前来看，逐步局部渠化松花江是改善航运条件、保证北水南调后松花江航运持续发展的必由之路。根据《松花江干流航道发展规划》，松花江干流局部渠化方案自上而下拟布设涝洲、大顶子、洪太、依兰、民主、康家围子和悦来等七座低水头航道梯级。2003年10月，随着我国季节性冰冻河流建设的第一座航电枢纽---大顶子山航电枢纽工程开工建设，松花江局部渠化已全面启动，该枢纽建成后可改善上游128km航道的通航条件，并通过补水调节下游航道流量，维持下游航道的通航。 但在松花江这样一条滩地宽、汊道多的平原季节性冰冻河流上实施低水头梯级建设工程，国内尚属首次，没有成熟的经验，工程实施不可避免会带来许多技术问题，如局部渠化后未衔接河段通航问题，松干局部渠化方案中仅涝洲～大顶子山、依兰～民主梯级之间水位可衔接，而其他梯级之间水位均不能衔接，这些水位未衔接河段类似天然河道，局部整治后才能达到Ⅲ级航道。枢纽建成后，枢纽下泄水沙过程如何，下游未衔接河段水沙特性将会发生什么变化，河床演变规律和趋势怎样，如何整治枢纽下游未衔接河段，整治时究竟应遵循什么原则，采取怎样工程措施和方案；松花江为少沙河流，低坝渠化情况下不同水库运行方式对下游影响如何，能否根据水沙特性适当调整水库运行方式以有利于下游通航；松花江属季节性冰冻河流，整治建筑物应采取何种防冰措施以抵御开封江期流冰撞击和破坏等等，这些问题是治理枢纽下游未衔接河道的基础和关键，直接关系到枢纽效益和作用的充分发挥和下游未衔接河段通航，是枢纽建设迫切需要妥善解决的现实问题，有必要针对上述问题展开深入系统地研究。 目前，国内外对于枢纽下泄水沙过程、局部渠化上下游枢纽间未衔接河段水沙特性等问题有所研究，大多局限于非封冻河流，而对于平原季节性封冻河流相关研究较少。我国河流渠化历史悠久，但规模化建设始于上世纪50年代，80年代前主要渠化连江、渠江、绿水等支流小河，相关技术研究尚处于摸索阶段。80年代开始渠化西江、湘江、嘉陵江等河流，以后陆续在长江及支流上兴建葛洲坝、丹江口、长江三峡等大型水利枢纽。随着枢纽工程建设，人们对库区、变动回水区泥沙淤积、整治工程及坝下游河段河床下切等问题做了较多的总结和研究，如建设葛洲坝时曾进行了大量动床泥沙模型试验，创立了全沙模型模拟相似准则；对汉江丹江口水库、黄河三门峡水库和盐锅峡水库等枢纽下游水沙特性、河床冲淤、库区泥沙淤积及其防治等方面也做了一定的研究，总结出一些很有使用价值的成果，为本项目研究提供了很好的参考。 松花江为季节性封冻河流，封冻期一般为140天左右，航期为200～210天，一般每年春季四月中旬开江，流冰6天左右，秋季流冰一般为11月上旬，流冰10天左右即封冻，封冻期最大冰厚可达1.6m。冰对整治建筑物具有一定的破坏作用，尤其开江期，个别河段受其特定的自然条件的影响，易形成冰塞、冰坝，从而对整治建筑物造成更为严重的破坏。冰对整治建筑物的作用机理、破坏方式及危害防治一直困扰着工程设计人员。松花江多年的航道整治工程实践证明：整治建筑物防冰措施的成败很大程度上决定了整治工程的成与败。因此投入力量开展冰对整治建筑物的破坏方式及防冰措施研究，可以系统地总结松花江航道整治工程的防冰经验，进而提出冰冻河流上整治建筑物的防冰措施，为国内同类工程提供借鉴，同时对国内外相关资料进行收集、分析研究，进一步补充并完善冰工程学内容。 根据《松花江干流航道发展规划》，到2030年松花江将建设完成涝洲、大顶子山、洪太、通河、依兰、民主、康家围子、悦来航电枢纽工程，结合长河段整治，实现松花江干流渠化。该规划近期松花江将建设完成大顶子山、依兰二座航电枢纽工程，为配合两个梯级建设，计划完成大顶子山、依兰枢纽水库常年回水区的Ⅲ级航道整治工程，开工建设佳木斯至同江河段Ⅱ级航道整治工程及嫩江大防护尺度，提出防护措施。 本课题研究以大顶子山航电枢纽为依托工程，针对大顶子山枢纽至洪太枢纽回水末端之间25km未衔接河段航道整治以及库区变动回水区航道整治建筑物，紧扣实际工程中遇到的重点、难点问题展开研究工作。研究成果能够直接解决研究河段航道整治中存在的关键技术难题，也能解决松花江拟建其他梯级的类似问题，并为我国其它季节性冰冻河流航运建设提供一定的参考和借鉴。 2.依托工程 本项目依托黑龙江省重点工程---松花江大顶子山航电枢纽工程开展研究工作。该工程位于松花江干流的中部，哈尔滨市下游46km处，枢