河口拦门沙段航槽回淤试验研究

河口、海湾地区航道开挖后,航槽内水流强度往往会降低,引起泥沙回淤。以某深水航道为例,利用水槽试验研究沙质海岸波流共同作用下的推移质运动对航槽回淤的影响,得出了航槽回淤量与航道边坡、滩面水深、波浪情况的关系,提出适用于该深水航道的推移质输沙率计算公式,可供其他相似工程参考。     

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点，分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因，应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型，研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念，得到了潮流挟沙能力公式，给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上，进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算，计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上，研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。     

洋口港区烂沙洋北水道航道开挖可行性研究

为满足洋口港区发展需求,应对船舶大型化趋势,开展了烂沙洋北水道自然水深航道浚深的可行性研究。依据现场实测风速、潮流、波浪、泥沙等资料,进行了工程海域气象、水文、地貌等自然条件的综合分析,建立了辐射沙脊群洋口港区二维波浪潮流泥沙数学模型,对航道开挖方案实施后的潮流、泥沙进行了数值模拟,并预报了航道开挖后的常年回淤量和大风天的淤强分布。计算结果表明,航道开挖前后海区内潮流场变化不大,疏浚段流速略有变化;航道开挖后的常年回淤量小于700万m3,一次大风过程航道内不会发生骤淤碍航。因此,初步论证了烂沙洋北水道航道开挖是可行的。     

沙质海岸外航道回淤计算方法及其检验

开挖航道的泥沙回淤已经有相对成熟的计算公式,但各公式及其参数的选取需结合具体海域及泥沙条件而定.在沙质海岸外航道回淤计算中,应考虑底沙和悬沙两种形式的淤积.针对现有公式的理论基础及适用条件,探讨了采用组合公式进行计算的方法及可行性.采用半理论半经验公式(刘家驹公式和罗肇森公式)估算了铁山港规划方案外航道开挖后的回淤强度,比较工程竣工和历时一年半后航道地形测图,该方法预报的回淤成果符合实际,说明在沙质海岸采用刘式计算悬沙落淤、采用罗式计算底沙回淤,组合得到航道回淤强度是一种有效的计算方法.     

汕尾港海域潮流数值模拟及外航道开挖后的回淤计算

本文根据汕尾港海域水文、泥沙条件,用分步杂交法建立了该海域平面二维潮流数学模型,对外航道开挖前后的潮流进行计算与分析;推导出外航道开挖后的回淤预报公式,进而计算了外航道开挖后的年回淤量和年回淤强度。结果表明:从水文泥沙角度看,汕尾港扩建成3000—5000t级的中型港是可行的。所得成果已被港口设计部门采纳。     

三峡库尾深水航道工程的卵石回淤影响研究

基于三峡库尾卵石推移质输移平面二维数值模型,结合变动回水区深水航道工程,预测了未来30年重庆至涪陵段深水航道工程实施后卵石推移质输移冲淤特性。从卵石回淤指标(部位、幅度、强度)与输移路径出发,定量分析了卵石输移对航槽稳定性的影响。结果表明:深水航道工程开挖区未来30年卵石推移质回淤幅度小于开挖深度,回淤比控制在18%以内,回淤深度控制在0.4 m内,洪水期与消落期输移特性并未由于整治工程的实施而发生改变,对航槽稳定性影响较小,但小水大沙特殊年的年际间航道局部回淤问题需要关注。     

长江口圆圆沙段12.5m航道淤积原因分析

长江口圆圆沙航道段位于深水航道治理分流口工程和横沙通道之间,航道长度15.44km,属未采取整治工程措施,仅通过疏浚开挖形成的人工航道。2010年12.5m深水航道开通以来航道疏浚量明显增大。通过近年来水文泥沙地形实测资料分析,从水动力条件、泥沙、河势与局部地形变化等因素讨论了圆圆沙航道回淤原因。结果表明圆圆沙段河槽自然水深不足10m,航道疏深后滩槽高差加大引起泥沙回淤增大;北槽实施减淤工程后圆圆沙段落潮流速和输沙能力减小;圆圆沙航道段处在涨、落潮分汇流河段,航道与底部水流方向存在交角等是航道淤积增加的主要因素。针对圆圆沙段航道回淤原因,从挡沙和强流两个方面提出了减淤办法。     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道的基础上加深，均为可行。     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道原来的基础上加深，均为可行。     

长江口北槽深水航道回淤泥沙来源分析

针对长江口北槽深水航道工程后,航道泥沙年回淤量逐年增加且分布集中在北槽中段的现象,系统分析了北槽回淤泥沙的主要来源,指出在河流来沙锐减情况下,流域来沙的直接落淤已经不再是航道泥沙回淤的主要来源;北槽内部滩槽泥沙交换及北槽与两侧浅滩(横沙浅滩与九段沙)的水沙交换对北槽泥沙回淤的贡献明显;南槽口门附近泥质区对航槽回淤影响的权重将增加,需要予以重视。今后应加强对水下三角洲前缘冲淤、浅滩的风浪掀沙以及丁坝坝田落淤泥沙的再悬浮和输移过程的系统观测和研究。     

挖槽回淤物粒度变化对航道回淤的影响

根据吕四海域地形、水文、泥沙和浅层柱状样观测资料的分析,研究航道浚深后回淤物的粒度变化过程及其对航道回淤的影响。研究表明,航道浚深后,航槽内底质呈明显粗化现象,底质中值粒径由浚前的0.045~0.071 mm增加至浚后的0.128~0.135 mm,0.005~0.062 mm的细颗粒组分由36.0%减小至8.9%,0.075~0.250 mm粗颗粒组分由37.9%增加至78.2%,疏浚船舶的水力分选是泥沙组分变化的主要因素。吕四海域航道泥沙回淤形式为悬沙沉降和底沙推移共同作用的结果,夏季7—8月试挖槽内回淤强度较大,回淤泥沙颗粒较细,冬季10—12月回淤强度较小,回淤泥沙颗粒较粗。根据粒度谱计算结果,正常天条件下悬沙沉降对航道回淤的贡献率约为15%,夏季贡献率高于冬季,大风天可增至30%~40%。回淤贡献率的计算方法可为类似工程的回淤研究提供借鉴和参考。     

广州港深水出海航道伶仃航段回淤规律分析

根据实测资料分析了广州港出海航道泥沙冲淤时空变化以及伶仃航道的回淤原因,运用数学模型对伶仃航道不同开挖尺度方案回淤量进行预测.结果表明,航道的平均淤强随开挖深度的增加而增大.回淤量除与平均淤强有关外,还与开挖深度、宽度有关,不同方案的年回淤量在274～690万m3之间.     

二维水沙模型在深圳港铜鼓航道选线研究中的应用

采用边界拟合坐标系下的水流基本方程和泥沙连续方程及河床变形方程,建立二维动边界非恒定水流泥沙数学模型。根据研究水域的泥沙特点及冲淤特性,分别处理冲淤系数,提出了实用的挟沙能力公式,并辅之于动边界技术,增强了模型的适应性和灵活性。以深圳港铜鼓航道选线研究为例,对模型进行了验证及航道开挖回淤计算。结果表明,模型能较好地模拟河口水流泥沙运动及河床变形情况,且计算稳定性好,速度快,精度较高。水流、泥沙运动、冲淤验证成果基本能达到规范要求的精度。     

长江口悬沙挟沙力公式参数的率定与验证

利用长江口水域丰富的实测资料,通过建立切应力模式与挟沙力模式分别计算得到的底部泥沙通量相等的关系,对比分析确定其中相关量后,计算出泥沙恢复饱和过程中挟沙力与含沙量之间的修正值,并以长江口2005年8月的实测水文资料率定出挟沙力计算公式的待定参数.最后,利用长江口2007年8月及11月北槽及南槽的实测含沙量资料、2009年4至8月北槽航道疏浚后的实测回淤量资料进行验证,说明采用的挟沙力计算公式具有较高精度,适用于长江口的工程应用.     

长江口深水航道(一、二期工程)回淤变化

利用长江口深水航道回淤资料,研究了北槽航道回淤的时空变化特征及其对流域来水来沙、河槽地形的关系.长江口深水航道治理一、二期工程实施后,北槽航道年淤积强度明显下降,工程治理效果得以显现.从空间上看,一、二期工程航道回淤的峰值位置和重心位置经历了下移和上提的过程.从时间上看,一、二期工程后北槽航道回淤年内呈现洪季多淤、枯季少淤;洪季淤积位置下移,枯季淤积位置上提的变化特点,季节性上、下移动约7～11km.深水航道淤积的泥沙来源有多种,仅流域悬沙输沙量减小并不能明显降低深水航道的回淤量.     

珠江口崖门出海航道骤淤分析

崖门航道位于黄茅海海域,针对该水域风浪、水流、地形及泥沙特点,从悬移质不平衡输沙方程出发,导出估算挖槽回淤的计算公式;根据实测资料和潮流数值计算决定其中主要参数;根据1990年崖门试挖槽回淤资料确定公式中待定的综合系数.在此基础上估算极端水文条件下不同方案的回淤强度与回淤量,并进行了相应的分析.结果表明:崖门出海航道及其所在水域目前基本处于平衡微淤状态;台风、大潮、大汛同时作用下航道有较大淤积;西航道在大风浪作用下的回淤比东航道要大得多,这在航道选线时应予充分考虑.     

虾峙门航道回淤研究

虾峙门口外海域为顺时针旋转流。本文在分析本海域潮汐、潮流、波浪、泥沙特性的基础上，建立含沙量场，并根据旋转流作用下航道回淤的特点，初步估算了开挖航道的回淤量。研究表明：从航道回淤及维护的角度考虑，虾峙门口外开挖２０￣３０万ｔ级航道是可行的。     

虾峙门航道回淤研究

虾峙门口外海域为顺时针旋转流。本文在分析本海域潮汐、潮流、波浪、泥沙特性的基础上，建立含沙量场，并根据旋转流作用下航道回淤的特点，初步估算了开挖航道的回淤量。研究表明:从航道回淤及维护的角度考虑，虾峙门口外开挖２０～３０万ｔ级航道是可行的。     

台风浪对长江口深水航道骤淤的影响研究

概述风暴对长江口航槽短期地形变化的影响和研究现状，将缓坡方程、Boussinesq方程和动谱平衡方程进行分析比较，选择后者做为长江口台风浪数值预报模式。介绍球坐标下动谱平衡方程模型及方程右端源汇项的处理方法，以9912号台风对波浪数值模型进行验证。数值预报EES向20m/s风场下深水航道水域波浪要素：有效波高分布和波浪水质点底部轨迹运动速度分布。由泥沙起动底流速公式得到深水航道水域底沙起动底流速场，根据长江口波浪水质点底部轨迹运动速度的均方根值与泥沙的起动底流速之差的分布场进行骤淤机理分析。结果表明在EES向20m／s风场作用下横沙浅滩和九段沙浅滩的大部分水域底部泥沙将被掀扬至水体，部分泥沙在跨槽水流带动下会进入航道而造成严重淤积。最后提出研究长江口深水航道风暴骤淤问题的进一步工作。     

台州市头门港区进港航道试挖槽回淤过程研究

港口航道的泥沙骤淤特征对海港建设及运营管理具有重要意义。通过分析台州市头门港区进港航道试挖槽回淤监测的基础数据，研究开敞海域航道开挖后的回淤过程特征。结果表明：台风期间试挖槽被浮泥淤平；台风后5个月，试挖槽内浮泥逐渐压实、槽内高程逐渐下降。台风作用下高含沙量水体是港区航道淤积的主要原因。