赣江(南昌～湖口) II级航道整治设计水位确定方法的浅论

　　摘要：设计水位包括设计最低通航水位和设计最高通航水位。设计最低通航水位是确定航道标准尺度的起算水位，即要求通航河流在通航期内允许符合该航道等级的标准船舶航行的最低起算水位。要对本河段航道进行经济合理的整治开发，必须以确定合理的设计最低通航水位为保证。设计最高通航水位是确定河段内跨河建筑物净空的起算水位，也是航道、海事部门在洪水期决策是否封航的临界水位。
　　关键词：航道整治；设计水位
　　1、《内河通航标准》一般规定
　　（1）水位和流量资料取用应符合下列规定：
　　当基本站的资料具有良好的一致性时，应取近期连续资料系列，取用年限不短于20年；当基本站的资料不具有良好的一致性时，应根据其变化原因及发展趋势，确定代表性资料的取用年限；当工程河段的水文条件受人类活动和自然因素影响发生明显变化时，应通过分析研究，选取变化后有代表性的资料。
　　（2）Ⅰ～Ⅲ级航道设计最高通航水位的洪水重现期为20年；
　　（3）Ⅰ、Ⅱ级航道设计最低通航水位的多年历时保证率≥98%，本次设计选取多年历时保证率为98%；
　　（4）Ⅰ、Ⅱ级航道设计最低通航水位的年保证率和重现期分别为：99%～98%、10年～5年，本次设计选取年保证率和重现期分别98%、5年。
　　2、水文资料分析
　　（1）不同系列年水位资料理论计算
　　依据《内河航道与港口水文规范》（JTJ214-2000）中的规定，选取外洲、南昌、昌邑、吴城、星子、湖口六个站的水位资料分别以1957～2008年（昌邑站为1967～2008年）、1986～2008年、1990～2008年三个系列年的综合历时曲线法（保证率为98%）和频率保证率法（五年一遇、保证率为98%）进行设计最低通航水位计算，计算结果见表1-1、表1-2。
　　从表1-1、表1-2可以看出：
　　①外洲、南昌、昌邑三站的短系列的设计水位计算值与长系列的设计水位计算值比较，短系列水位计算值普遍低于长系列水位计算值，说明了该三站近期枯水位有明显下降；
　　不同系列设计最低通航水位计算表
　　单位：表1-1
　　站
　　
　　名 综合历时曲线法
　　（P=98%） 频率保证率法
　　（五年一遇、P=98%） 平均枯水位
　　 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008
　　外洲 12.86 12.43 12.31 13.59 12.95 12.75 14.00 13.53 13.41
　　南昌 12.78 12.36 12.24 13.43 12.83 12.63 13.94 13.57 13.49
　　昌邑 10.88 10.59 10.51 11.06 10.70 10.66 11.31 11.02 10.99
　　吴城 8.61 8.27 8.22 8.59 8.45 8.37 8.77 8.73 8.72
　　星子 5.73 5.73 5.91 5.76 6.00 5.98 6.04 6.23 6.29
　　湖口 4.66 5.27 5.33 4.86 5.21 5.28 5.18 5.47 5.55
　　注:表中昌邑站带*的数值其采用的系列为1967～2008
　　不同系列设计最低通航水位落差计算表
　　单位：m表1-2
　　站
　　
　　名 综合历时曲线法
　　（P=98%） 频率保证率法
　　（五年一遇、P=98%） 平均枯水位
　　 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008 1957
　　～
　　2008 1986
　　～
　　2008 1990
　　～
　　2008
　　外洲 0.08 0.07 0.07 0.16 0.12 0.12 0.06 -0.04 -0.08
　　南昌         
　　 1.90 1.77 1.73 2.37 2.13 1.97 2.63 2.55 2.50
　　昌邑         
　　 2.27 2.32 2.29 2.47 2.25 2.29 2.54 2.29 2.27
　　吴城         
　　合计落差 4.25 4.16 4.09 5.00 4.50 4.38 5.23 4.80 4.69
　　吴城 2.88 2.54 2.31 2.83 2.45 2.39 2.73 2.50 2.43
　　星子         
　　 1.07 0.46 0.58 0.90 0.79 0.70 0.86 0.76 0.74
　　湖口         
　　合计落差 3.95 3.00 2.89 3.73 3.24 3.09 3.59 3.26 3.17
　　总落差 8.20 7.16 6.98 8.73 7.74 7.47 8.82 8.06 7.86
　　②吴城站的短系列的设计水位计算值与长系列的设计水位计算值变化幅度较小，说明该站水位相对稳定；
　　③星子、湖口两站1986～2008年和1990～2008年二个系列的设计水位计算值趋于一致，但均较1957～2008年系列的设计水位计算值大，说明该两站近期的水位相对稳定。
　　④从外洲站～吴城站的设计水位计算值的落差来看，短系列水位计算值落差普遍低于长系列水位计算值落差，根据前面分析的吴城站水位相对稳定的结论，进一步说明了外洲、南昌、昌邑三站近期水位下降明显。
　　（2）逐日平均水位分析
　　根据各基本站水位系列资料，选取中水年（外洲年均流量2000m3/s左右）在枯水期的逐日平均水位进行比较（见表1-3），其中2004年、2007年、2008年为水位特枯年。
　　从表中可以看出：
　　①外洲～吴城站河段枯水期水面落差呈逐年下降趋势。1993年以前落差在5.0m以上，比降达0.067‰，93年以后水位落差呈逐年减小趋势，1993年～2007年比降在0.060‰左右，2008年同流量水位比降下降到0.052‰，说明河段由于近期河道大量采砂导致河床变形下切较为剧烈。
　　②吴城站以下河段由于进入鄱阳湖区，个别年份受长江水位影响,水面比降总体变化不大。
　　通过对以上水位资料的分析，综合对外洲站水位流量关系变化分析，我们认为由于外洲站枯水期同流量下水位逐年下降，赣江自外洲站以下河段水面比降变缓，以长系列的水位资料来推求设计最低通航水位明显不能反映本工程河段水面比降的实际变化。参考本院在赣江（南昌～湖口）Ⅲ级航道整治工程以及赣江（樟树～南昌）Ⅲ级航道整治工程等项目的设计成果，我们认为姚湾～昌邑河段的基本站设计最低通航水位应在确定外洲站设计最小通航流量的基础上，以各基本站代表年的水位流量关系来推求，而湖区（吴城～湖口）河道水位稳定，则应以相应系列的水位资料直接推求设计水位。

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