湘江为全国内河高等级航道网的一部分，属长江水系高等级航道布局方案的“两横一纵两网十八线”中的一线。随着湘江流域大宗散货水路运输需要的日益增长，提升湘江航道等级，建设湘江永州至衡阳三级航道改扩建工程具有十分重要的意义。其中琵琶洲弯险滩地处浯溪枢纽库区，水深较大但河道弯曲半径小且呈特殊的回头弯形式，又位于库区这类特殊环境。因此，对这种特殊的扫弯险滩进行研究并对相关工程给出参考意见十分有必要。本文采用平面二维水流数学模型对湘江琵琶洲回头弯险滩的碍航特性及其整治措施进行了研究，并利用船舶操纵数学模型对整治效果进一步进行验证，主要研究内容及成果如下：
　　(1)分析和总结了琵琶洲滩水文特性及河床演变规律：通过收集和分析琵琶洲滩段所处的流域资料，发现研究河段除人为因素外，河势基本稳定。但2013~2017年间，该滩段冲淤变化仍较为明显，总体上表现为冲刷，这除了河道自然演变外，人为因素有较大影响。
　　(2)建立了适用于湘江琵琶洲滩段的平面二维水流和船舶操纵数学模型：，建立平面二维水流数学模型，将数值模拟结果与实测资料进行对比分析，发现两者的误差在允许范围内，验证了所建模型的可靠性；以MMG模型为基础，建立了船舶操纵运动数学模型，利用湘江Ⅲ级航道通航标准的设计代表船资料验证了代表船舶推进性能及操舵回转性能，证明了该模型的可行性和准确性。
　　(3)根据滩段水面和流场分析了滩险特性、成因及碍航程度：预设不同转弯半径的航槽，通过水面比降、航槽流速、航槽横流、流场形态以及代表船型上、下行参数等分析，获知滩险类型以及碍航程度并确定通航情况较好的航槽。
　　(4)根据滩险类型，确定整治思路，提出4类整治方案：①弯段凹岸筑丁坝，调整弯道水流流向，减弱横流；②扩挖滩段，加大弯曲半径，使扫弯水相应减缓，增大通航水域面积，满足航槽布置；③裁弯分流，选择合适的位置开辟分流水渠，通过减缓弯道水流来减弱扫弯水；④裁弯取直，开辟满足Ⅲ级航道的新河道，对于原河道仍可保留使用。
　　(5)通过对不同类型方案的计算及优化，提出了科学合理的工程整治方案：先通过计算判断筑坝封弯方案不可行；再进行了扩挖滩段方案计算得出整治效果相对较好的方案五，再在方案五基础上进行优化方案的研究，确定了整治效果最好的方案七；通过对裁弯分流四个方案的计算比较，方案C-2整治效果最好；对裁弯取直方案计算分析发现原航槽水流条件得到较明显改善，新航槽通航条件较差，仅能满足船舶下行需要。