伶仃洋港口航道泥沙问题研究*

伶仃洋是华南具有重要航运功能的河口湾,在其东西两岸分布着广州港南沙港区、深圳港西部港区、中山港等重要港口,伶仃航道和铜鼓航道是广州港和深圳港的重要出海通道。伶仃洋港口航道的主要问题是泥沙淤积问题。基于现场实测资料分析、卫星遥感分析、泥沙水槽试验、港池淤泥密度测量与分析等手段,对伶仃洋港口航道的泥沙问题进行综合分析和研究,包括泥沙运动动力条件特征、泥沙来源与运移形式、悬沙和底质特征、港口航道泥沙淤积特征及机理、泥沙水力特性试验、浮泥及适航水深利用等,并根据伶仃洋港口航道泥沙特点提出南沙港区港口航道维护对策。     

珠海电厂港区适航水深研究与应用

文章通过现场实测潮汐、潮流、含沙量、底质、水深以及浮泥密度和高低频水深等资料的对比分析,采用港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对珠海电厂港池及航道的浮泥分布及适航水深重度标准值进行了分析研究。研究成果为珠海电厂港区适航水深资源的利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

中山港区表层沉积物特征分析

根据中山港区69个泥沙样点的表层沉积物调查结果,从粒度级配、中值粒径、分选系数、偏度等参数入手研究表层沉积物特征,分析推断底质泥沙的运动规律,给出港口航道建设建议。     

通州湾港区一港池回淤对策

通州湾港区一港池建在辐射沙洲南缘腰沙高滩上,港池航道开挖后的回淤问题是工程设计关注的焦点.设计时通过研究工程海域潮流、波浪、泥沙、底质等自然特征,分析影响回淤的主要因素,从挡沙堤平面布置、备淤深度确定、维护疏浚、船舶吃水控制等方面提出一系列针对性措施.研究认为:通州湾港区一港池建在粉砂质浅滩上,港池航道开挖必会出现回淤...     

连云港区25万吨级航道和徐圩港区5万吨级航道常年回淤观测与研究

连云港港30万吨级航道一期工程自建设期开始分阶段、分航段开展了回淤观测。连云港区25万吨级航道和徐圩港区5万吨级航道常年回淤观测表明,航道实际回淤情况好于预期,其中旗台防波堤口门段减淤效果十分明显。结合底质采样、地形测量、风浪资料,利用数模计算,进一步深化了对航道回淤规律和回淤机理的研究,为连云港港30万吨级航道二期工程研究设计提供了技术支撑。     

黄骅港综合港区起步工程中几个关键问题研究

在粉沙质海岸建港技术相关研究成果的基础上,分别研究了港区总体布置形式、航道布置、与煤炭港区航道的相互影响和防波挡沙堤主尺度等问题。综合港区总体采用近岸填筑加防波挡沙堤布置模式,新建航道与煤炭港区外航道平行,两航道在泥沙淤积方面有相互掩护作用。起步工程实施效果证明在粉沙质海岸建设大型综合性港口是可行的。     

连云港徐圩港区航道大风天强淤可能性分析

连云港海域流速不大,徐圩港区规划航道线南北两侧断面,平均流速在0.20～0.40 m/s;波浪作用相对较大,年平均H1/10最大波高为3.58 m;徐圩港区南部紧邻粉沙质区,位于粉沙向淤泥过渡的边缘地带;徐圩港区底质沉积物主要以细颗粒为主,中值粒径一般都在0.01 mm以下,粘土含量在30%以上,属于淤泥质海岸性质;海域年平均含沙量在0.20 kg/m3左右,近岸河口或浅滩表层平均含沙量在0.10～0.20 kg/m3,外海域表层平均含沙量在0.1 kg/m3以下;台风期间海域含沙量骤增,近底层含沙量可达5.0 kg/m3以上。根据国内其他港口大风天回淤问题的研究经验和对骤淤(或强淤)条件的分析以及与连云港港区的对比分析,认为徐圩港区航道开辟后,也会出现大风天强淤情况,但淤积的形式应完全不同于粉沙质海岸。     

基于西江推动高栏港区江海联运的研究

高栏港地处西江分叉河口崖门和虎跳门河口湾黄茅海口外,要推动其江海联运必须对西江航道、水运、高栏港区的基础设施进行研究分析。本文通过对西江水系基本情况包括西江的航运设施,水运现状的分析,以及高栏港区的航道、船型和港口建设情况的说明,来研究高栏港区实施江海联运的具体措施。     

滨州港外航道骤淤研究及可挖性分析

根据滨州港区水深、水文泥沙等现场观测资料,分析港区水动力变化规律和工程海域海床冲淤态势,论述外航道骤淤及可挖性。结果显示:大风淤积将成为滨州港建港后的重点和难点;在航道尺度和走向与黄骅港基本相同的情况下,滨州港建成后外航道淤积严重程度将超过黄骅港;滨州港外航道挖泥具有一定难度,且恶劣天气情况出现后,-6 m等深线外一定范围出现"铁板砂"现象的可能性极大。根据预判,滨州港回淤物粒径粗于黄骅港,且黏土含量小于黄骅港,可预计外航道的开挖(或清淤)难度较黄骅港大。     

连云港船厂水域回淤分析

应用数学模型，进行连云港船厂港区、航道海域波浪浅水变形和潮汐水流计算，在此基础上估算港区海域含沙量条件，并用半经验公式估算港区、航道的泥沙可能回淤率。文中还收集了邻的港区及航道泥沙回淤资料，结合动力条件进行分析，为以上预报的可信性提供佐证。文国最生基于港区航航道泥台湾省 回淤机制。对呼设计方案进行比较工提出修改建议，供选址工作参考。     

动床模型泥沙运动相似问题

根据阻力相似要求,导出泥沙运动相似比尺,如床沙起动粒径比尺,悬沙粒径比尺,推移质输沙率比尺和悬移质含沙量比尺等。使得用起动流速和起动拖曳力来演绎的上述比尺异途同归,得到统一。指出阻力相似是泥沙运动相似的必要条件,动床模型因加减糙困难,阻力相似与弗氏数相似一般难以同时满足,弗氏数相似适当偏离是不可避免的。     

滨州港海域沉积物特性分析

依据2008年1月、2006年3月和7月的黄骅港、滨州港海区沉积物取样资料,对海床泥沙中值粒径、细颗粒泥沙含量、分选程度等平面分布特征进行了分析,并与黄骅港海域的泥沙底质进行了比较,结果表明滨州港的兴建阻挡了港岛以南床面泥沙的北移,部分遏制了泥沙来源,同时滨州港外航道成为从南到北泥沙输移的沉沙池,对减少黄骅港外航道泥沙淤积有利。     

清水冲刷河床调整过程试验研究

通过沙质河床清水冲刷水槽试验,对河床纵剖面的调整、沙波尺度、粗化层厚度及其与沙波运动关系、粗化层级配、推移质级配等进行了观测分析,进一步揭示了清水冲刷,河床重建平衡的机理。水槽试验表明,沙质河床清水冲刷,上游河段比降调平,床沙粗化,沙波发育,河床阻力增大,水深增大,流速减小,导致河床供沙能力削弱,输沙能力降低,冲刷向不冲刷转化。     

关于推移质不平衡输沙问题

本文考虑到悬移质、推移质和床沙的相互交换,从沙量守恒原理出发,获得出了推移质泥沙连续方程及河床变形方程.该方程表明,推移质河床变形不仅与推移质本身不平衡输沙有关,而且还与悬移质非饱和输沙有关,推移质河床变形实质就是全沙河床变形.     

湘江某河段动床模型设计的若干经验

航道整治河工模型试验,对水流和泥沙运动的相似性要求较严格,试验难度较大。我们在湘江某河段的试验研究中,对模型的比尺设计、床沙分布不一致的模拟、阻力模拟和加沙量的估算等都作了较全面的研究和处理,使问题得到较好地解决,获得了较满意的试验成果。     

恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙研究

冲积河流的平衡状态指的是在足够长的时间内(以月计)进入某一河段的泥沙等于从该河段输出的泥沙。恒定流中,由于泥沙输移率随时间及空间变化,因此,泥沙的输移总是不平衡的。我们选用粒径为0.05～20.00mm的煤屑及天然沙。在长30m、宽0.5m的变坡水槽内进行了清水冲刷(恒定流)推移质不平衡输沙试验;建立了恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙方程;在修正Gessler,J.冲蚀物级配基础上,提出了推移质级配的计算公式;河床质级配方程采用CARICHAR混合层模塑;并将推移质输沙、级配方程及河床质级配方程应用于河床粗化数学模型,得到计算与水槽实测相一致的结果。     

季节性冻土地区客运专线路基基床结构优化

对季节性冻土地区客运专线的路基基床结构进行了优化,通过现场填筑试验证实优化后的路基基床填筑方案,即铺设两布一膜,上覆5 cm中粗砂,再铺设55 cm厚级配碎石达到了检验标准,可在所研究的工程中推广使用。同时提出采用C25纤维混凝土代替原设计8 cm沥青混凝土作为防水层,优化后的防水层在施工操作性和质量保证方面有较大优势。     

挟沙水流引起底床冲淤变化的数值模拟

本模型为垂向二维数学模型,以修正的NS方程为基础,采用粒子Level Set方法和对流扩散方程分别模拟自由水面和悬沙运动,根据底床物质质量平衡的原则计算底床变形,可模拟水流引起的底床冲淤变化.该模型将水流模型扩展到泥沙运动领域,以二相流概念简化自由水面边界条件,模拟悬沙、底沙和底床变形;采用固定的笛卡尔坐标,不需重新划...     

巴基斯坦瓜达尔港泥沙淤积规律研究

利用现场实测资料,对工程海区的潮汐、潮流、风、波浪、含沙量及底质等自然条件进行了对比分析,并结合潮流和波浪数值模拟结果,利用经验公式计算方法,对不同建港方案的年淤积量及一次大风天气情况下悬沙和推移质泥沙淤强分布和淤积量进行了研究,同时就该工程对渔港泥沙淤积的影响作了阐述。     

河道平面二维泥沙数学模型

为了研究水库下游河道冲刷及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出了非均匀沙的平面二维动床数学模型,模型中考虑了悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整,利用ADI法对水流泥沙方程进行数值离散。利用该模型模拟了葛洲坝下游枝城至枝江河段涨水期淤积和落水期冲刷过程,冲淤量及冲淤部位跟实测值吻合较好。