2015年长江口航道运行维护特征分析

以大量工程现场资料为基础,初步分析2015年长江口航道运行维护特征,以及今后一段时期深水航道维护形势。分析表明,通过维护性疏浚,2015年长江口航道运行状况良好,12.5 m深水航道已进入全面发挥效益的稳定运行阶段。2015年南港北槽12.5 m航道维护疏浚强度总体仍保持时空相对集中的分布特征。与2011—2014年相比,2015年南港及圆圆沙段疏浚强度下降近15%,全年1—12月疏浚强度也普遍有所降低,这主要与南港河床地形条件和周边河势的改善,以及疏浚工艺与管理的优化有关。今后一段时期,在长江口河势格局及水沙动力环境整体稳定的前提下,12.5 m深水航道维护态势总体可控,且趋于向好。由于航道回淤时空分布特征未发生根本改变,后续长江口深水航道的重点维护时段和区段依然是夏秋季(6—11月)和北槽中段。     

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.     

长江口深水航道回淤强度与潮汐动力相关性分析

长江口12.5 m深水航道的回淤监测资料表明,航道回淤强度大小和潮汐动力强弱存在较好的负相关关系,即大潮-中潮-小潮过程(动力减弱期),北槽实测回淤强度大;而小潮-中潮-大潮过程(动力增强期),北槽回淤强度则变小,目前的疏浚工程仅考虑大通流量的影响而忽略了外海潮汐的贡献,疏浚强度的安排明显与回淤强度不匹配。根据疏浚强度、回淤强度、潮汐动力间的相关关系来看,未来可深入研究长江口北槽深水航道潮汐动力过程和疏浚安排对回淤强度的影响,探索"疏浚-回淤"与"大通流量-外海潮汐"间的制衡关系,以及该关系对航道的宏观、微观冲淤环境的影响,这样才有利于寻找出一套较为合理的疏浚力量配置管理原则,有利于最大限度地提高疏浚效率,为长江口深水航道疏浚资源的优化配置及航道减淤提供新的思考空间。     

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。     

对长江口深水航道治理工程中若干问题的思考

长江口深水航道治理工程对南北槽分流口及北槽进行大规模河口整治,至 2010 年已分别完成了一期、二期和三期工程,使长江口航道水深分别达到 8.5 ,10.0 ,12.5 m 的治理目标。但从二期 10 m 水深的维护开始,尤其是 2006 年三期工程开工以来,航道的维护疏浚量（包括三期施工期回淤量）急速上升,且回淤沿航道的分布极不均匀;2009 年加长了大部分丁坝,意图提高回淤集中航段的落潮流速,刷低滩面,减轻回淤,但效果不显著。为此,总结长江河口深水航道治理工程实施过程中出现的河口河槽演变若干问题,研究整治建筑物对北槽河槽形态、沿程水沙条件和地形的影响,初步分析造成高回淤量的原因,并从理论和方法上对河口治理工程进行了初步归纳,对长江口综合整治开发具有借鉴意义。     

近期长江河口主槽冲淤过程与沉积物分布及变化特征

利用长江口人类活动强干扰下的海图水深数据及河槽表层沉积物资料,探讨近期长江河口主槽冲淤变化与沉积物分布特征,研究结果表明,在流域来水量变化不明显,来沙量锐减的情况下,长江河口段中上游主槽整体上处于微冲刷环境。而又受深水航道治理工程的影响,局部河段主槽出现淤积,沉积物粒径也发生相应的变化。其中,南支下段宝山水道总体上受到冲刷,沉积物枯季变细,洪季变粗;南槽航道上段、北港航道和横沙通道均受到冲刷,沉积物均逐渐变粗;南港航道、与北槽过渡河段的圆圆沙航槽和北槽航道主槽淤积,沉积物均逐渐变细,且三者的淤积均由航道回淤造成,南港航道回淤的沉积物粒径最粗(0.12mm左右),圆圆沙次之(0.07mm左右),北槽最小(0.02mm左右)。     

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。     

珠海港高栏港区疏浚对港区泥沙回淤的影响分析

根据高栏港区已建港口在1999-2005年间多次实测的水下地形资料和疏浚资料,分析港口、航道疏浚对港区泥沙回淤的影响。分析结果表明:港口、航道疏浚对回淤的影响较大,港区疏浚引起的回淤率约为疏浚量的18%;疏浚对港区的影响程度不均,与港区各区域疏浚程度、年回淤厚度、水动力条件等因素相关。     

韩国京仁阿拉航道泥沙技术咨询

首先从航道泥沙淤积原因、减少航道淤积措施、泥沙原型观测方法、流域泥沙疏导措施、三峡工程泥沙研究等5个方面总结了中国水利枢纽工程航道泥沙治理的技术、研究与实践。指出了韩国京仁阿拉航道4个关键泥沙问题:流域产沙输沙估算与观测,航道输沙能力复核与泥沙监测,渠首防沙工程与非工程措施,航道泥沙疏浚与回淤评估。最后提出了京仁阿拉航道泥沙观测、治理与研究一揽子建议。     

长江口九段沙近期演变及其对北槽航道回淤的影响

利用现场水文、泥沙以及水下地形观测资料,分析了近期九段沙的冲淤演变过程、机理及其对北槽航道回淤的影响。结果表明,近10年来九段沙总体呈现“长高不长大”的变化特点,即0m以上高滩淤涨明显,而2m和5m中低滩面变化不大。九段沙的淤高使得南导堤的挡沙功能减弱,一定的风浪条件下九段沙滩面相对较高浓度的含沙水体涨潮越堤进入北槽中段,增加了近期北槽航道回淤的泥沙来源。     

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。     

长江口深水航道整治工程影响下北槽河床冲淤变化分析

根据长江口深水航道整治工程前后(1998年1月与2008年2月)的地形测图,定量分析工程影响下的北槽河床冲淤变化,结果表明:1)10年间,研究区域内泥沙淤积总量高达3.37亿方,平均淤积厚度1.03m,其中入口段、上段、中段及下段的淤积量分别占淤积总量的16.5％、32.1％、29.6％与21.8％,淤积厚度分别为1.23m、1.12m、1.39m与0.65m;2)坝田泥沙淤积总量3.50亿方,其中航道北侧淤积量占58.3％,淤积分布特征为上段淤积厚度最大,下段次之,中段最小,分别为3.94m、2.44m和0.92m,航道南侧从上游向下淤积厚度逐渐减小,分别为3.32m、3.10m与1.87m;3)主槽整体净冲刷,泥沙冲刷总量0.68亿方,其中航道北侧冲刷量占87.9％,主槽上段冲刷深度最大,平均1.40m,下段次之(南侧0.10m北侧0.79m),中段淤积(南侧1.28m北侧0.59m).此外,还发现北槽河床冲淤分布,主要受整治工程影响,疏浚抛泥仅影响贮泥坑和抛泥区附近的局部区域,流域来沙量变化对北槽淤积量变化影响很小.     

长江口深水航道治理一期工程实施对南槽冲淤演变的影响

根据长江口深水航道治理一期工程开工以来南槽的多次地形资料和分流比资料,详细分析了一期工程实施以来南槽河床的冲淤变化。结果表明:随着一期工程的实施,南槽上段的水流动力不断增强,河床刷深,深槽展宽。南槽中、下段受南槽上段冲刷、底沙下泄的影响,曾出现阶段性的淤积,但随后河床水深便得以恢复。1998-2003年南槽上段共冲刷近0.85亿m3泥沙。一期工程完成后,南槽上段和中、下段季节性冲淤规律不同,上段洪冲枯淤,中、下段洪淤枯冲,季节性冲淤幅度通常都在0.7m以内。南槽南、北两侧的南汇东滩和江亚南沙在淤涨的同时,也分别呈现出洪冲枯淤和洪淤枯冲的季节性变化规律。     

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%.     

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。     

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.     

长江口深水航道治理一期工程实施前后北槽最大浑浊带分布及对北槽淤积的影响

以长江口深水航道治理一期工程实施前后的水文同步测验资料、浮泥观测分析资料、水下地形测量资料以及航槽回淤统计资料等为依据,首次对北槽深水航道一期工程实施前后最大浑浊带的分布规律进行系统总结和分析,研究评价了北槽最大浑浊带的分布对北槽航槽淤积和拦门沙地形发育的影响,研究成果可为北槽深水航道治理二、三期工程的顺利实施提供参考,同时澄清一些认识。     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅱ--流域水沙优化配置与水库挖泥疏浚方案

通过现场调研、实体模型、数学模型和资料分析等手段，对官厅水库上游流域水土流失现状与治理效果、水沙配置与利用、水库挖泥疏浚治理措施与效果等问题进行了系统的研究。流域水沙配置的内容主要包括水土保持拦沙、水库拦沙、引水用沙和河道淤积等，在基本摸清了流域泥沙配置现状及其对官厅水库减淤效果的基础上，指出改善和提高流域引水用沙、滩地滞沙和水土保持拦沙等方面的泥沙配置能力是减轻官厅水库泥沙淤积的重要目标；论证了挖泥疏浚是解决官厅水库泥沙淤积(包括拦门沙淤堵和坝前淤积)的重要措施，小底宽挖泥槽疏浚方案(15m方案)可作为枯水年连通两库的应急供水工程措施，宽挖槽疏浚方案(宽300m或500m)和防淤堤方案为近期拦门沙整治方案，其中S型防淤堤方案具有局部导沙入妫的作用，挖泥疏浚可以有效地缓解坝前泥沙淤积严重所造成的危险局面；清淤应急供水工程方案实施后的连通渠回淤监测成果表明，连通渠回淤少，不存在淤堵问题，与实体模型试验成果一致，起到了连通永库和妫库的作用。     

长江口横沙通道演变对北槽深水航道上段回淤的影响

根据长江口横沙通道1992-2013年海图及2013年含沙量、表层沉积物及床面微地貌等实测资料,分析长江口横沙通道演变及对北槽入口深水航道的影响,结果表明:二十多年来,横沙通道整体呈冲刷态势,北口刷深远大于南口,其原因主要由北港青草沙水库、北槽深水航道等工程所致;横沙通道中洪季平均水体含沙量为0.11kg/m3,且床面发育有大量不同形态尺度的沙波,波长在6.5~21m之间,波高在0.17~1.09m之间;目前推移质运动是横沙通道泥沙输移的主要形式之一,横沙通道河床刷深和推移质输沙对北槽深水航道上段圆圆沙航道淤积产生一定的影响。     

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。