基本介紹
- 中文名：險灘
- 形成原因：地形條件，水流流態
- 水流流態分類：泡漩水，滑梁水和掃彎水
- 拼音：xian tan
- 威脅：影響船舶航行
- 治理方法：炸除突咀、清理河床、平順岸線
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險灘的河床形態和水流特性
險灘之所以險峻礙航，威脅船舶航行安全，主要是由於存在複雜的地形條件，及其相應不良的水流流態，常見的如泡漩水，滑梁水和掃彎水等。
險灘的複雜地形
歸納各地情況，大體上有以下類型。
彎急槽窄
彎曲半徑不足船舶長度的3倍，航道寬度也不富裕，甚至只能勉強達到單線航寬標準。這種急彎窄槽在山區定是險灘無疑，即使是在平原也屬險段，非裁直拓寬不可，如廣東東平水道的大刀灣、西江出海航道的橫坑等。在山區河流這種急彎槽窄航道往往還伴有掃彎水，其危險性更大，如廣西紅水河的十五灘，蓬萊灘左漢的天平針等。
岸嘴突兀
一種是河道輪廓不一定是急彎，但兩側岸嘴交替伸出，或為石嘴，磯頭，或為硬粘土，航道本來不寬，岸嘴又加大其曲折程度，這種河道地形對於行輪，無論在山區，在平原都是妨礙航行安全的。另一種是在山區的枯水彎槽，凹岸一側有岸嘴外伸，致使航線彎曲，又有泡漩水形成，船舶過此極易釀成海事。
礁石林立
這種河道地形在山區是常見的。有的是礁石散布在航道或兩側，船舶左右都要提防險觸礁石，如以往川江著名險灘峻岭(另稱“鬼門關”)，有的是航道內有暗礁，船舶時時擔心劃破船底，如重慶以上未經整治時的蓮石三灘，西津電站下游整治前的雞幾灘等。
砥柱中流
這也是山區河道常有的。有的是主流區記憶體在孤立而高大的礁石，中洪水期水流急亂，泡漩翻滾，如奉節白帝城下的澆弱堆有的是中洪水季主流路上有江心石樑斜臥，或由岸邊伸出淹沒後，形成滑梁水或泡漩亂流。船舶對這些地方往往視為畏途。
險灘的水流特性
泡漩水險灘
(1)泡漩水礙航特點。船舶(隊)行經泡水區受泡水散力作用被推向一邊，偏離航線，造成歪船、扎駁、斷纜或覆傾沉沒，強烈泡漩水相伴產生，危害更大。
(2)泡漩水形成機理。山區河流河道上因地形平面、立面或兩者都有的突變，形成強烈的底部上升水流，湧出水面為泡水；急函下潛水流和緩流間摩擦作用形成下凹形漩流為漩水。泡漩水是水流動能轉換成位能出現的水流變化現象。
(3)泡漩水形成基本條件主要有三：①急湍水流為形成泡水必要的動力條件。②地形變化突兀，在急劇水流作用下形成急速上升水流，顯示強烈的三維特性。③適當的水深。
(4)泡漩水的表現形式主要有3種：①連珠式泡水，俗稱”連珠泡”；②間歇式泡水，是常見的泡水；③陣髮式泡水，俗稱“冷泡”，與間歇性相似。
(5)形成泡漩水的特殊地形。特殊地形大體概括為：①一側突咀；②兩個或多個突咀；③局部急彎；④河心孤礁(明礁、暗礁)；⑤峽口下游反坡。
滑梁水險灘
水流漫過河岸斜向河床的石樑或基礎台地，水流向水位低的一側溢過的水流為滑梁水。當樑上或台上水深不足設計水深時，船舶航行不慎，有被橫向水流推至樑上發生觸礁危險。如果兩岸有滑梁水，而航寬較狹窄時，危險更大。滑梁水區還有可能造成不能設標，或航標流失而發生海事。
掃彎水險灘
由於河槽彎曲，強烈的彎道環流使凹岸一側沖刷成深槽，而深槽的吸流作用，又加劇面層主流沖向凹岸，形成貼岸而下的斜流，稱掃彎水。掃彎水主要對下行船舶危害較大，河槽彎曲，航深彎曲半徑小河面又不夠寬，下行船舶航行時，如偏向凸岸，易在凸岸邊擦淺，過偏於凹岸，易產生掃彎事故。因凸岸邊灘挑流，一方面使主流收縮直衝凹岸，另方面在凸咀邊灘下游形成較大回流區，使上、下航行船舶發生“打張”和“打俄”事故。對於上淺、下險的掃彎險灘，由於上段淺，船舶為減小吃水避免擦淺不能加大馬力行駛，影響船舶操縱性能，船舶更易被斜向水流沖向凹彎河段而發生觸礁事故。
水流在彎曲河段上運動，受離心力作用，凹岸水面升高，凸岸水面低。水流壓力作用，形成貼岸斜流。離心力與水流反量成正比，和研究該點河道彎曲半徑成反比，和流速的平方成正比。彎曲半徑越小，水流量越向凹岸集中，凹岸水位越高，斜流就越大。因此當航槽彎曲半徑小，航寬不滿足船舶航跡頻寬度要求時，船舶掃彎觸礁。
險灘的整治
各類灘險整治方法按礙航特點分，石質險灘可以分成礁石險灘和不良流態的泡漩水險灘、滑梁水險灘和掃彎水險灘。
礁石險灘整治
礁石險灘主要由於地質構造原因，在岸邊或江床中存在各種形態的明暗礁石，使航槽狹窄、彎曲，船舶航行其間，極易角觸礁事故。礙航情況比較明了，整治方法主要炸礁清障。在規劃設計整治的航寬度內，清除礁石，擴大通航尺度。如果礁石險灘因礁石分布形成兩漢，則規劃航線，以一槽通航為主，並順應河勢要求。沒有特殊要求不必兩槽通航。
泡漩水險灘整治
根據泡漩水形成機理，泡漩水險灘整治方法，主要是炸除突咀、清理河床、平整岸線，或布置整治建築物調整水流流向和流速分布，消除形成水流能量轉換的各種因素。根據川江、烏江、西江、紅水河等巧個泡漩水險灘分析，整治方法主要有以下3種。
改變河床邊界條件以改善礙航水流流態
具體措施有：炸除突咀、清理河床、平順岸線。例如烏江的七里灘整治，河道比較順直，形成泡漩水原因是兩岸有交錯突咀，炸除突咀，切除挑流石盤，泡水減小，達到通航標準要求。
改變成泡水流動力條件以減泡移泡
具體措施有：(1)凹岸建丁順壩，調整成泡水流方向。這種措施在航道寬度較大的河段實施有效。例如川江的折桅子灘，在突咀上游凹岸建丁順壩後，急巫水流挑離凸咀，泡水消減並下移於航道外。而建丁順段航道內流速增加有限，仍符合船舶安全航行要求。(2)擴散底流。在凸咀上游深槽建潛擴散成泡的底流，減小成泡壩和潛丁壩，水流衝擊力，達到減泡移泡目的。例如川江的鉤魚咀險灘和雨丘石險灘，因航道較窄，在凸咀上游建丁壩後，建壩段航槽流速增大，形成礙航新灘，建潛壩後，底流擴散，泡水強度減小，泡水移於航槽外，達到安全航行目的。
改變成泡邊界條件同時，改變成泡水流動力條件
(1)擴散剪刀水，調整流速分布。一些峽口河段，峽內兩岸突咀，且河床縱向變化大，出口段有較大的反向縱坡。因突咀剪刀水壓縮，面流下潛，較大的底流遇到反坡則急巫上升形成泡漩水。因此切除上游突咀及反坡附近岸邊石樑，改變上邊界條件，面流增大，則底流減小，因而泡強減小，達到整治目的，南津關泡水險灘就是採取這種整治措施獲得成功的。(2)洲頭建壩，攔截橫流、拓寬主流。有一些卵石或沙卵石洲，付槽淺窄，不能通航，在中、枯水期水流從付槽一側繞過洲頭進人主航槽，橫流極大，而且橫流沖向對岸有礁石的航槽邊沿，形成礙航泡漩水。對於這種水流特點，建洲頭壩，攔截橫流，即調整邊界條件(洲頭上延)，同時改變水流方向達到改善航行水流條件的目的。川江的瓦窯灘等採取這種整治措施獲得成功。
滑梁水險灘整治
如工程量不大，可儘量清炸除石樑、石盤以消除滑梁水;如因工程量過大消除滑梁水有困難，可採取築壩或炸礁，改變滑梁水發生時間和空間，使船舶避開滑梁水。
整治原則
除了遵循各類險灘整治基本原則外，應詳細進行灘性分析，以及各灘整治後可能發生的相互影響，抓住主要矛盾，因地制宜綜合治理。對單一河段複雜險灘：①按通航標準，上、下兼顧，全面規劃；②急險並存，治急消險或治險為主，改變急險狀態；③按灘性分析，因地制宜綜合治理。對於分漢河段複雜險灘，整治原則除和單一河段相似外，還要注意：①當流量充分，可開槽分流；②根據不同水期分漢通航；③主槽整治困難時，條件允許，可另闢新副槽通航。
