[00771893]金沙江水富(向家坝～横江)河段通航环境分析及航运安全关键技术研究

金沙江水富河段为典型的山区峡谷弯曲型河道，沿岸跨临河建筑物众多，航道及通航条件复杂。水富新港码头前沿突入河心，大大挤占汛期通航水域宽度。安全隐患十分突出；安边铁路大桥位于水富港码头下游仅约200m，进出该水域的船舶通道狭窄，一旦船舶操作不当失控或断缆走锚，极易发生船舶撞击大桥的危险。更为严重的是，向家坝电站位于水富港上游不足2km，电站施工期及建成后的调度运行、汛期泄洪下泄的非恒定流产生的水位流量剧烈变化，进一步恶化了通航和靠泊条件。该课题针对水富港河段通航条件以及水富港综合码头建成投入运行各时期涉及航运安全的关键技术问题，研究预测向家坝电站建成前后水富河段的通航标准及限制条件，发现存在的重大问题及安全隐患，提出解决问题的方案及对策，以确保该河段及码头的正常运行及通航安全。项目采用水富港河段物理模型和船舶模型、二维水流数学模型及数值船模与实船试验相结合的研究方法，开展系统研究，取得了如下主要成果和关键技术：在分析电站日调节和泄洪非恒定流对下游河段、尤其是对水富港安全作业影响的基础上，提出的闸门调度运行控制优化方案、控制指标及运行管理措施等，为水富港河段的通航条件及通航安全提供了技术保障；针对水富港河段的复杂通航条件，提出的洪水期船舶上滩流速～比降指标、码头靠泊流速指标以及禁航限制标准等成果，为保障船舶航行安全、指导船舶安全航行以及水上安全监管规章的建立提供了有效的决策参考；根据水富港现有的河道条件，研究提出的船舶进出港调头方案、调头水域和船舶锚地的选址及整治方案等成果，为解决现存技术难题，保障通航能力及通航安全提供了较为可靠的解决方案；首次设计提出了能适应于较大水位瞬间变幅的直立式码头浮式系缆方案及装置的设计，填补了国内在该领域的技术空白，具有较大的工程应用价值和类似工程上的推广价值。该课题获得国家发明专利1项；在国内外核心期刊发表学术论文5篇，其中3篇被EI检索；培养博士生1名，硕士生7名（其中工程硕士2名）。多项研究成果已经成功应用于依托工程，如洪水期船舶进出港和正常作业的航运安全措施、船舶航行及禁航指标、调头水域和锚泊区的使用、应对电站泄洪的通航安全措施等，有效地保障了水富港河段通航条件及通航安全。研究成果可有效改善水富港河段的通航条件和靠泊条件，保证水运的安全畅通，充分发挥云南省北方地区沿长江的水运交通优势，经济效益及社会效益显著；可有效降低和避免船撞桥事故的风险，减少和避免海损事故的发生，不仅可减少事故导致的国家财产和人民生命损失，还可避免因船舶破坏导致的原材料及化危品泄露对河流及环境的污染，社会以及生态环境效益突出。