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提高宜昌中水门至大埠街河段航道尺度预测预报精准度研究

2020-05-26王海峰何俊峰宋发智

中国水运 2020年3期
关键词:精准度

王海峰 何俊峰 宋发智

摘 要:为践行“两充分、一加强,提高航道维护尺度”,提高公益服务质量,本文通过分析多年水位及实测航道最小水深资料,核查航道尺度,研究了水位与水深变幅的变化规律,提出了提高宜昌中水门至大埠街河段航道尺度预测预报精准度的方式。

关键词:水位分析;航道尺度;预测预报;精准度

1 前言

从近3年宜昌中水门至大埠街河段各水位站水位统计看,枯水期同流量级下,姚港、枝江水位呈现逐年下降趋势,且下降趋势明显,尤其是枝江水位在2019年11月短时间内下降至历史最低水位-0.96米的情况。

由此来看,宜昌中水门至大埠街河段水位被下游河床冲刷带来的影响发生不确定性仍存在。为提高航道尺度预测预报精准,本文对宜昌中水门至大埠街河段航道尺度预测预报方法进行了研究。

2 水位分析

通过将宜昌每日8时的流量与宜昌至大埠街河段的宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站近3年每日8时水位进行对比,宜昌辖区中游近坝河段水位主要受三峡梯调的影响,宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站的水位变化趋势与同期的宜昌流量变化趋势一致。

由于近3年辖区姚港和枝江水位不断出现历史新低,枯水期维护难度大,枯水期的航道维护重点主要是保证航道水深足够,所以重点对宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站枯水期流量在7000m3/s流量级下宜昌、姚港、枝江水位日变幅进行了统计分析。在7000m3/s流量级下,宜昌站日内水位平均变幅在0.33米左右,最大日变幅为0.80米,见图1;姚港站日内水位平均变幅在0.27米左右,最大日变幅为0.48米,见图2;枝江站日内水位平均变幅在0.22米左右,最大日变幅为0.49米,见图3。

通过水位分析可以将宜昌中水门至大埠街河段的富余水深定为0.3米。

3 航道尺度预测预报研究

周预报维护水深预测方法如下:

周预报维护水深=本周实测水深±下周预测水位变幅-周水深富裕量

其中本周实测水深和周水深富裕量已确定,需要分析的是下周预测水位变幅。

3.1研究数据选取

由于芦家河水道和枝江水道的特殊性,日常采集的水位、实测最小水深和对应航宽的数据较全面,综合辖区航道现状,结合已有实测数据的完整性,选取了2018年11月至2019年11月枯水期芦家河水道和2018年1月至2019年11月枝江水道的实测最小尺度、测时水位及对应宜昌流量作为分析对象。

3.2 研究数据分析

3.2.1芦家河水道数据分析

2018年11月至2019年10月共52周,芦家河水道数据共52组,其中实测最小水深3.9米,实测最大水深10.2米,实测最小水位-0.36米,实测最大水位8.2米。其中周最低水位-1~0米12組,0~1米7组,1~2米14组,2~3米5组,3~4米7组,4~5米2组,5~6米0组,6~7米0组,7~8米2组。根据周最低水位分布,将数据分析区间确定为0米以下和1~2米每0.5米一个区间、0~1米和2~4米每1米一个区间、4米以上为一个区间。按照各区间统计的实测最小水深、对应航宽及对应的水深变化规律如表2所示。

3.2.2枝江水道数据分析

2018年1月至2019年11月共97周,枝江水道数据共97组,其中实测最小水深3.5米,实测最大水深11.1米,实测最小水位-0.81米,实测最大水位10.14米。其中周最低水位-1~0米23组,0~1米16组,1~2米18组,2~3米14组,3~4米10组,4~5米4组,5~6米2组,6~7米4组,7~8米3组,8~9米2组,9~10米1组。根据周最低水位分布,将数据分析区间确定为3米以下每0.5米一个区间、3~4米每1米一个区间、4~7米为一个区间、7米以上为一个区间。按照各区间统计的实测最小水深、对应航宽及对应的水深变化规律如表3所示。

4结论

根据实际,我局辖区中游水位变化直接影响水深,同一时间、同一位置的水深变幅与水深变幅正相关,所以航道尺度预测分析时主要需考虑水位变化。中水门至下临江坪河段航道常年计划维护水深4.5米,当下临江坪至大埠街河段航道预报水深大于4.5米时,中水门至下临江坪河段航道预报水深与下临江坪至大埠街河段航道维护尺度保持一致;当下临江坪至大埠街河段航道预报水深小于4.5米时,中水门至下临江坪河段航道预报水深4.5米。

综合芦家河水道、枝江水道统计数据分析结果,将下临江坪至大埠街河段水位与水深变幅分为4个区间。

(1)当最低水位为-1.0~-0.5米时,充分考虑船舶航行安全,尽力保证3.5米计划水深;

(2)当最低水位为-0.5~1.0米时,在保证计划航宽的基础上,提供更大水深,水位每变化0.5水深变化0.2;

(3)当最低水位为1.0~3.0米时,在计划航宽适当拓宽的基础上,提供更大水深,水位每变化1.0水深变化0.5;

(4)3米以上时,实测最小水深5.3米,能保证计划水深,以改善航宽为主。

参考文献:

[1]陈建.长江上游东溪口水道航道尺度提升可能性分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2016(3).

[2]范先友.长江中游流量与航道维护尺度关系研究[J].《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》,2013(6).

[3]闫军.长江中游周天—藕池口河段航道尺度提升可能性探析[J].水运工程,2014(12).

[4] 江凌,何碧,张为.长江中游荆江河段航道尺度提高标准研究[J].中国水运·航道科技,2016(1).

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