长江口深水航道回淤二维数值模拟分析

长江口深水航道整治工程位于长江口北槽,分三期完成。工程实施后,航道内每年均出现严重回淤现象,航道疏浚维护费用巨大。通过建立长江口深水航道二维数学模型,计算了1997、2001、2005、2009年4个不同时间段典型断面涨落潮流量,分析了长江口深水航道工程实施期间涨落潮流量的变化情况,探讨了航道回淤的原因。一期工程使航道中段落潮流量减小而上段落潮流量增加,二期工程后航道整体落潮流量减小,三期工程的实施减缓了航道落潮流量减小的趋势,而航道内落潮流量的减小可能是出现严重回淤的水动力原因。     

长江口深水航道回淤量时间序列混沌特征分析

针对长江口深水航道回淤分布情况,以回淤最严重的H~N段为中间段P2段,H段以上为P1段,N段以下为P3段,将全部航道分为3段。采用混沌理论对深水航道全段及各分段回淤量时间序列的饱和关联维数以及K2熵进行混沌特征分析。各分段的饱和关联维数变化范围为1.80~2.15,K2熵变化范围为0.08~0.12;全段的分数维与K2熵的值大于各分段,分别为2.93和0.16。各分段的饱和关联维数研究表明,长江口深水航道回淤量的时间序列具有混沌特征,全段混沌特征的复杂性高于各分段。根据2011年,2012年和2013年长江口深水航道回淤量的时间序列,利用混沌方法对深水航道未来回淤量进行预测,各分段可预报时间尺度最多为1年,全段的可预报时间尺度为半年。给出了长江口深水航道全段及各分段回淤动力系统数学表达式的一般形式,全段需要3~6个状态变量,3个以上控制变量;各分段需要2~5个状态变量,3个以上控制变量。回淤动力系统数学表达式的一般形式可为建立回淤量预报模式提供参考。     

基于BP神经网络的长江口深水航道回淤量预测

长江口12.5 m深水航道在发挥巨大经济效益和社会效益的同时,航道回淤量大、时空分布高度集中的间题突出,每年需投入大量的维护疏浚力量。长江口深水航道维护一般以月为时段安排施工力量,但月度回淤强度大且时空变化明显,导致如何精准预测航道回淤量成为了一个重要技术难题。根据2016～2018年实测水文资料和航道回淤机制,筛选了影响航道回淤的主要影响因子,建立了多影响因子作用下的长江口深水航道回淤量BP神经网络高精度预测模型,比较并推荐了训练和预测网络的隐含层数及各层神经元数;选取2016～2018年长江口长序列的水文资料进行预测模型训练,并选取2019年资料对预测模型进行验证,证实了模型选取的影响因子及构建的预测模型的合理性,验证了模型具有较高的航道回淤量预测能力和空间分布预测精度,研究成果可为航道维护的科学管理和疏浚船舶的合理调度提供参考。     

浙江苍南淤泥质潮滩开挖港池和航道的回淤分析

应用半经验公式对浙江苍南淤泥质海域开挖式港池和外航道进行回淤计算,计算显示,港池和外航道的年回淤量约占疏浚开挖量的13.5%,1次台风的骤淤厚度均在50 cm之内,台风过后3.5万t级船舶可以正常出入,表明苍南海域具备建港条件。     

广州港南沙港区深水航道水沙问题研究

在多年现场实测资料的基础上,对广州港南沙港区深水航道所在海区(工程海区)的水文泥沙特征进行了分析;使用TK-2D软件建立了工程海区的基于不规则三角形网格的潮流数学模型,在根据现场实测资料对模型进行充分验证的基础上对广州港南沙港区深水航道三期工程进行了潮流数值模拟研究,分析了深水航道工程造成的潮流场变化;对深水航道三期工程实施后的泥沙淤积强度和淤积量进行了计算.研究结果表明,从潮流泥沙角度讲,广州港南沙港区深水航道三期工程是完全可行的.     

Comprehensive analysis on the sediment siltation in the upper reach of the deepwater navigation channel in the Yangtze Estuary

The results from both the field measurements and numerical simulation were reported to comprehensively analyze the sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel Project in the Yangtze Estuary after the project has been implemented. In this research, firstly some basic information about the river evolution in the Yangtze Estuary is analyzed, including the variations of water depths in the Hengsha Passage and the inlet cross-sections of the North Passage and the South Passage, and changes of diversion ratios of ebb flow and sediment flux in the North Passage and the South Passage, Then the Delfl3D-FLOW model is applied to simulate the hydrodynamics and sediment transport in the Yangtze Estuary. This model has been calibrated and the simulated results agree well with the measured data of the tidal levels, flow velocities and suspended sediment concentration （SSC）, indicating that the model can well simulate the hydrodynamics and sediment transport of the Yangtze Estuary caused by the Deepwater Navigation Channel Project. The research results show that the development of the Hengsha Passage and decrease of diversion ratio of ebb flow and sediment flux in the North Passage are the main reasons of sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel in the Yangtze Estuary.     

数值分析长江口深水航道上段淤积的原因

目前,长江口北槽深水航道上段淤积较为严重,对航运产生了不利的影响.本文利用Delft3D-FLOW建立了长江口二维潮流的数学模型,并利用实测潮位、流速及流向资料对模型进行了率定和验证,模型计算结果与实测数据符合较好,该模型较好地反应了深水航道工程后长江口的水动力情况.根据模型计算结果,特别是南、北槽上河段主河道流速沿程变化过程、横沙通道涨落潮流量、南北槽分流比,对北槽深水航道上段淤积原因进行了分析,北槽沿程流速远小于南槽沿程流速,尤其横沙通道以上北槽河段流速更小,而且横沙通道涨、落潮量均较大,削弱了北槽和南港之间的水体交换,从而加强了泥沙在北槽深水航道上段进口段的落淤.     

盐灌船闸航道选线及减淤措施的讨论

在分析盐东控制工程中的武障河、六塘河的径流、潮流和泥沙运动特征的基础上 ,对武障河和六塘河的通航条件进行了比较 ,并指出武障河航道优于六塘河 .此外 ,还提出了建“潮库”纳潮冲沙的工程设想 .     

长江上荆江河道冲淤变化研究

在分析长江上荆江河段近50 a实测水文泥沙、地形资料的基础上,根据一维数学模型计算成果,并参考二维数学模型计算成果,获得如下认识:下荆江裁弯、葛洲坝水利枢纽蓄水运用后,上荆江普遍发生冲刷,河床深槽以冲刷为主,洲滩有冲有淤.三峡水库蓄水运用后,上荆江河道各河段将在较长时期内有不同程度的冲刷调整,可能会引起河岸发生崩坍,对岸线和已建护岸工程的稳定将产生不利影响.     

黄河宁夏四排口河段河床冲淤变形的计算

黄河宁夏平罗四排口“Ω”型河道“裁弯取直”工程的实施, 引发了该段河道河床边界条件的剧烈改变。为了掌握工程运行后该段人工开挖引河中水流运动、泥沙运移以及河床迁移演变的发育、演化规律, 项目组多次赴平罗黄 河四排口进行现场考察与实地取样、测量。根据所研究河段初始地形、流场分布情况以及初步预测的河床变形规律布设了一系列淤积测验断面, 随后多次对其展开现场实测, 得到了该段河道的河床演变规律、悬移质泥沙粒径和含沙量的分布情况与岸边丁坝影响下河道主流的演进变化规律。依据实测结果计算、分析了工程运行初期河床的平均冲淤变化程度( 1.6077 m) 和河段整体冲刷量( 356.4908万 m3) , 根据分析结果提出了进一步加固丁坝群后左岸岸坡的建议。     

再论瓯江口拦门沙回淤及治理研究

分析了瓯江口拦门沙在自然状态下、一期整治工程实施后的泥沙回淤情况,分析表明影响拦门沙回淤的主要因素为周边滩面上的风浪掀沙和上游洪水来沙.在泥沙回淤验证的基础上,应用波流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究了拦门沙航道二期整治工程效果,预测了正常水文条件下的泥沙回淤及台风期骤淤.整治工程具有减少风浪掀沙和归顺水流等作用,取得了较好的整治效果,正常水文条件下减淤幅度为14.1%～23.1%,台风期减淤幅度为23.3%～35.7%.     

三峡水库消落期土脑子河段冲淤特性分析

土脑子河段位于三峡库区土脑子至鹭鸶盘,长约3 km,三峡水库蓄水前具有汛期淤积,汛末及汛后冲刷,年内冲淤基本平衡的规律.三峡水库135～139 m运行期,该河段位于回水区中段,年内有冲有淤,累积为淤,其中汛期为主要淤积期,汛末及消落期是主要冲刷期.分析表明:在水位消落期,土脑子河段比降约增大33%～182%;在消落初期坝前水位139 m、流量大于10000 m3/s时,河床开始冲刷,随着坝前水位消落,入库流量增大,冲刷强度逐渐增强,在流量15000 m3/s左右时冲刷强度最大,当水位消落至135 m、流量大于23 000 m3/s时,冲刷过程基本结束;土脑子河段消落冲刷量主要集中在右侧深槽,冲刷量大小主要与消落水位、消落时间、前期淤积量以及来水来沙条件有关,水位消落越大,消落时间越长,冲刷量越大;前期淤积量越多,冲刷量越多;消落期来沙量越小,来水相对越大,冲刷量也越大.