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[科普中国]-石梁滩

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石梁滩是指山区河流,因岸边有石梁横伸河中或河中有石梁纵向顺延而形成的滩险。主要是指后者。当水漫石梁顶,但淹没不深时,梁顶出现跌水或横向滑梁水,船只易出海损事故;当水位低于梁顶,石梁可能挑流,形成急流或旋涡,有碍航行。

简介石梁滩是指山区河流,因岸边有石梁横伸河中或河中有石梁纵向顺延而形成的滩险。主要是指后者。当水漫石梁顶,但淹没不深时,梁顶出现跌水或横向滑梁水,船只易出海损事故;当水位低于梁顶,石梁可能挑流,形成急流或旋涡,有碍航行。

整治方法整治方法有另辟航道,避开滑梁水;炸除或炸低石梁等。

急流滩急流滩又称急滩,是指水流受边界条件约束,形成的比降大、水流急的滩险。一般分布在峡谷、陡坎、礁石、突嘴、急弯及窄槽等河段。主要特征是急流和跌水。按河床组成可分为石质急流滩和卵石急流滩两类。据统计,石质急流滩约占石质滩险的50% ,卵石急流滩占的比例较少。整治的原则一般是通过炸礁、疏浚与筑坝等措施,拓宽滩口泄水断面,减级流速、比降,使船舶能利用一岸或两岸的缓流区自航上滩,或通过纹滩助航上滩。

险滩的复杂地形归纳各地情况,大体上有以下类型。

1.弯急槽窄

弯曲半径不足船舶长度的3倍,航道宽度也不富裕,甚至只能勉强达到单线航宽标准。这种急弯窄槽在山区定是险滩无疑,即使是在平原也属险段,非裁直拓宽不可,如广东东平水道的大刀湾、西江出海航道的横坑等。在山区河流这种急弯槽窄航道往往还伴有扫弯水,其危险性更大,如广西红水河的十五滩,蓬莱滩左汉的天平针等。

2.岸嘴突兀

一种是河道轮廓不一定是急弯,但两侧岸嘴交替伸出,或为石嘴,矶头,或为硬粘土,航道本来不宽,岸嘴又加大其曲折程度,这种河道地形对于行轮,无论在山区,在平原都是妨碍航行安全的。另一种是在山区的枯水弯槽,凹岸一侧有岸嘴外伸,致使航线弯曲,又有泡漩水形成,船舶过此极易酿成海事。

3.礁石林立

这种河道地形在山区是常见的。有的是礁石散布在航道或两侧,船舶左右都要提防险触礁石,如以往川江著名险滩峻岭(另称“鬼门关”),有的是航道内有暗礁,船舶时时担心划破船底,如重庆以上未经整治时的莲石三滩,西津电站下游整治前的鸡几滩等。

4.砥柱中流

这也是山区河道常有的。有的是主流区内存在孤立而高大的礁石,中洪水期水流急乱,泡漩翻滚,如奉节白帝城下的浇弱堆有的是中洪水季主流路上有江心石梁斜卧,或由岸边伸出淹没后,形成滑梁水或泡漩乱流。船舶对这些地方往往视为畏途1。

险滩的水流特性1.泡漩水险滩

(1)泡漩水碍航特点。船舶(队)行经泡水区受泡水散力作用被推向一边,偏离航线,造成歪船、扎驳、断缆或覆倾沉没,强烈泡漩水相伴产生,危害更大。

(2)泡漩水形成机理。山区河流河道上因地形平面、立面或两者都有的突变,形成强烈的底部上升水流,涌出水面为泡水;急函下潜水流和缓流间摩擦作用形成下凹形漩流为漩水。泡漩水是水流动能转换成位能出现的水流变化现象。

(3)泡漩水形成基本条件主要有三:①急湍水流为形成泡水必要的动力条件。②地形变化突兀,在急剧水流作用下形成急速上升水流,显示强烈的三维特性。③适当的水深。

(4)泡漩水的表现形式主要有3种:①连珠式泡水,俗称”连珠泡”;②间歇式泡水,是常见的泡水;③阵发式泡水,俗称“冷泡”,与间歇性相似。

(5)形成泡漩水的特殊地形。特殊地形大体概括为:①一侧突咀;②两个或多个突咀;③局部急弯;④河心孤礁(明礁、暗礁);⑤峡口下游反坡。

2.滑梁水险滩

水流漫过河岸斜向河床的石梁或基础台地,水流向水位低的一侧溢过的水流为滑梁水。当梁上或台上水深不足设计水深时,船舶航行不慎,有被横向水流推至梁上发生触礁危险。如果两岸有滑梁水,而航宽较狭窄时,危险更大。滑梁水区还有可能造成不能设标,或航标流失而发生海事。

3.扫弯水险滩

由于河槽弯曲,强烈的弯道环流使凹岸一侧冲刷成深槽,而深槽的吸流作用,又加剧面层主流冲向凹岸,形成贴岸而下的斜流,称扫弯水。扫弯水主要对下行船舶危害较大,河槽弯曲,航深弯曲半径小河面又不够宽,下行船舶航行时,如偏向凸岸,易在凸岸边擦浅,过偏于凹岸,易产生扫弯事故。因凸岸边滩挑流,一方面使主流收缩直冲凹岸,另方面在凸咀边滩下游形成较大回流区,使上、下航行船舶发生“打张”和“打俄”事故。对于上浅、下险的扫弯险滩,由于上段浅,船舶为减小吃水避免擦浅不能加大马力行驶,影响船舶操纵性能,船舶更易被斜向水流冲向凹弯河段而发生触礁事故。

水流在弯曲河段上运动,受离心力作用,凹岸水面升高,凸岸水面低。水流压力作用,形成贴岸斜流。离心力与水流反量成正比,和研究该点河道弯曲半径成反比,和流速的平方成正比。弯曲半径越小,水流量越向凹岸集中,凹岸水位越高,斜流就越大。因此当航槽弯曲半径小,航宽不满足船舶航迹带宽度要求时,船舶扫弯触礁。

险滩整治原则除了遵循各类险滩整治基本原则外,应详细进行滩性分析,以及各滩整治后可能发生的相互影响,抓住主要矛盾,因地制宜综合治理。对单一河段复杂险滩:①按通航标准,上、下兼顾,全面规划;②急险并存,治急消险或治险为主,改变急险状态;③按滩性分析,因地制宜综合治理。对于分汉河段复杂险滩,整治原则除和单一河段相似外,还要注意:①当流量充分,可开槽分流;②根据不同水期分汉通航;③主槽整治困难时,条件允许,可另辟新副槽通航2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学