论文部分内容阅读
漓江是世界著名旅游黄金水道,素有“桂林山水甲天下”之美誉,是举世闻名的旅游胜地。漓江航道枯水期碍航问题严重,虽经有关部门大力疏浚和维护,但枯水期仍有因航道水量不足造成船舶堵塞情况,导致漓江游船游览线路一再缩短,严重影响了桂林旅游业的发展。为解决漓江枯水期碍航问题,桂林市在漓江上游兴建水库为漓江枯水期补水。但目前漓江上游几个水库现有的补水调度方案主要凭借经验,设计粗放不精准,而且航道疏浚维护也是凭借经验进行,造成了大量水资源以及人力财力的浪费。为有效解决这一问题,本文采用了现场监测、数值模拟、GIS空间分析等技术手段,在收集和分析漓江地形地貌、水文气象、水库调度等数据资料的基础上,建立了漓江干流航道的水文水动力模型,开展了水库补水对碍航浅滩水深与宽度的影响和基于水文水动力模型的碍航浅滩疏浚预测等方面的研究,得出结论如下:
1、基于大量的数据资料分析,发现在桂林至阳朔航段的66条浅滩中,碍航浅滩有27条。其中部分浅滩在特枯水位部分滩段因水深不足或航道宽度不够不能满足航道等级要求造成碍航,必须上游补水或经航道疏浚才能保证通航,其中黄牛峡滩、闹滩、大爽滩、画山滩、螺蛳岩滩和元宝塘滩6条浅滩为漓江桂林至阳朔航段主要碍航浅滩,其中尤以黄牛峡滩、螺蛳岩滩和元宝塘滩最为典型。
2、本文采用MIKE11HD水动力模型耦合新安江水文模型,建立了漓江干流(大溶江水文站至阳朔水文站)水文水动力耦合模型。采用桂林水文站2002年的实测资料对模型的主要参数河道糙率n进行了参数率定,并采用试错法不断优化糙率取值。采用桂林水文站2005年的实测资料对模型进行了参数验证,验证结果表明模型与实测资料偏差小,模拟精度较高。虽然模型各年份最大洪峰的模拟有一定偏差,但模型在枯季的水位与流量模拟精度较高,可以满足后续研究的精度要求。
3、基于建立的漓江干流水文水动力模型,分析漓江上游水库2008年11月下旬至2009年2月下旬近3个月的典型补水过程对漓江干流主要站点和碍航浅滩典型断面水位、流量、航道宽度的影响。从结果中可以发现:(1)在青狮潭平均补水17.3m3/s的条件下,桂林水文站断面与黄牛夹断面的水位提升效果最明显(水位增加大于0.2m),其次为大爽滩与元宝塘滩断面(水位增加在0.15-0.2m),而画山滩、螺蛳岩滩与闹滩断面水位提升较不明显(水位增加大约0.1m);(2)以0.75m通航水深为要求情况下,若未补水则元宝塘滩断面将在2009年1月出现航道宽度小于12m的情况,即不满足七级航道(0.75m航道水深)要求,但在水库补水后可以满足通航要求。(3)以0.9m通航水深为要求情况下,若未补水则元宝塘滩断面在2008年11月下旬后长期处于航道宽度小于5m的情况,不满足七级航道(0.9m航道水深)要求。水库补水后仍有部分时间航道宽度仍然小于10m,无法全程满足七级航道(0.9m航道水深)的要求。
4、本文以主要碍航浅滩之一螺蛳岩滩为例,利用已知的螺蛳岩地区点高程数据、螺蛳岩河道深泓线等数据和模型模拟得到的在不同补水条件下的6个河道断面水位数据,运用ArcGIS软件对已有数据进行处理,得到河道底高程数据和不同补水条件下航道水位数据,从而计算出不同补水条件下的水深数据以及河道疏浚挖方情况。以2009年1月20日的预测水位为例,如上游水库不补水,螺蛳岩滩当日的疏浚方量达207.5m3;如上游水库补水15m3/s,则疏浚方量大大降低,仅为57.6m3。结果表明补水量增加时,航道水位和水深变大,挖方面积及体积基本呈线性减小趋势,挖方的位置逐渐向靠近滩尾的断面集中。这表明利用模型模拟并结合ArcGIS软件计算可以对各航道浅滩在不同水库补水情况下疏浚的位置、面积和体积的进行预测。
1、基于大量的数据资料分析,发现在桂林至阳朔航段的66条浅滩中,碍航浅滩有27条。其中部分浅滩在特枯水位部分滩段因水深不足或航道宽度不够不能满足航道等级要求造成碍航,必须上游补水或经航道疏浚才能保证通航,其中黄牛峡滩、闹滩、大爽滩、画山滩、螺蛳岩滩和元宝塘滩6条浅滩为漓江桂林至阳朔航段主要碍航浅滩,其中尤以黄牛峡滩、螺蛳岩滩和元宝塘滩最为典型。
2、本文采用MIKE11HD水动力模型耦合新安江水文模型,建立了漓江干流(大溶江水文站至阳朔水文站)水文水动力耦合模型。采用桂林水文站2002年的实测资料对模型的主要参数河道糙率n进行了参数率定,并采用试错法不断优化糙率取值。采用桂林水文站2005年的实测资料对模型进行了参数验证,验证结果表明模型与实测资料偏差小,模拟精度较高。虽然模型各年份最大洪峰的模拟有一定偏差,但模型在枯季的水位与流量模拟精度较高,可以满足后续研究的精度要求。
3、基于建立的漓江干流水文水动力模型,分析漓江上游水库2008年11月下旬至2009年2月下旬近3个月的典型补水过程对漓江干流主要站点和碍航浅滩典型断面水位、流量、航道宽度的影响。从结果中可以发现:(1)在青狮潭平均补水17.3m3/s的条件下,桂林水文站断面与黄牛夹断面的水位提升效果最明显(水位增加大于0.2m),其次为大爽滩与元宝塘滩断面(水位增加在0.15-0.2m),而画山滩、螺蛳岩滩与闹滩断面水位提升较不明显(水位增加大约0.1m);(2)以0.75m通航水深为要求情况下,若未补水则元宝塘滩断面将在2009年1月出现航道宽度小于12m的情况,即不满足七级航道(0.75m航道水深)要求,但在水库补水后可以满足通航要求。(3)以0.9m通航水深为要求情况下,若未补水则元宝塘滩断面在2008年11月下旬后长期处于航道宽度小于5m的情况,不满足七级航道(0.9m航道水深)要求。水库补水后仍有部分时间航道宽度仍然小于10m,无法全程满足七级航道(0.9m航道水深)的要求。
4、本文以主要碍航浅滩之一螺蛳岩滩为例,利用已知的螺蛳岩地区点高程数据、螺蛳岩河道深泓线等数据和模型模拟得到的在不同补水条件下的6个河道断面水位数据,运用ArcGIS软件对已有数据进行处理,得到河道底高程数据和不同补水条件下航道水位数据,从而计算出不同补水条件下的水深数据以及河道疏浚挖方情况。以2009年1月20日的预测水位为例,如上游水库不补水,螺蛳岩滩当日的疏浚方量达207.5m3;如上游水库补水15m3/s,则疏浚方量大大降低,仅为57.6m3。结果表明补水量增加时,航道水位和水深变大,挖方面积及体积基本呈线性减小趋势,挖方的位置逐渐向靠近滩尾的断面集中。这表明利用模型模拟并结合ArcGIS软件计算可以对各航道浅滩在不同水库补水情况下疏浚的位置、面积和体积的进行预测。