钱塘江中上游航运开发的意义及建设方案

钱塘江为浙江省及长江三角洲地区规划重点建设的骨干航道,通过合理的梯级开发和富春江船闸航运"瓶颈"的改造,可以实现钱塘江中上游航运复兴和水资源综合利用.就钱塘江中上游航运开发工程的建设意义进行了分析论述,并在项目可行性研究的基础上概括了工程的建设方案.     

钱塘江强潮河段建设"闭合式港"引航道流态模拟

鉴于强潮、高含沙量的特点,钱塘江强潮河段兴建"闭合式港",引航道内将会严重淤积.引航道清淤技术是"闭合式港"成败的关键.在引航道底部通过射流掀沙,在引航道导堤上开渠引流把引航道内悬浮泥沙输出,即"射流掀沙,引流输沙"技术.通过平面二维数值模拟开渠引流流量大小、引航道及口门处的流态特征,研究引航道内的清淤效果.     

上虞闭合式港船闸引航道水流条件及淤积预测

闭合式港是处于强潮多沙河口港口建设的新思路,其关键技术问题是引航道的水流条件及泥沙淤积。以钱塘江河口上虞闭合式港为例,采用经验公式及数模计算等方法,分析其引航道的水流条件和淤积强度。结果表明,上虞闭合式港引航道的水流条件可基本满足船舶进出港需求,引航道淤积分布从闸室至口门淤积强度沿程逐渐增加,至口门附近达到最大,从口门向引航道外淤积强度逐渐减小,平均淤积强度约0. 06 md,可通过"射流掀沙,引流输沙"的技术进行清淤。     

钱塘江河口围涂工程对杭州湾水动力和水环境的影响

基于钱塘江河口特殊的自然特征,自20世纪60年代开始,钱塘江河口进行了大范围的治江围涂。由MIKE软件建立了杭州湾水动力水质模型,探讨钱塘江河口围涂工程对杭州湾潮流场、盐度场以及水质的影响。研究结果表明,仅在工程区域附近影响了杭州湾水域的水动力特征,使得河口区的流速增大;围涂工程使得湾内盐度等值线后退,有效地减弱了杭州湾的盐水入侵;工程后随钱塘江而来的污染物得到了更快的扩散稀释,减弱了河口区水体的污染。     

稳定中沙岛,截流南股槽工程建设中的体会

中沙岛是钱塘江河口由于江面较宽,在潮流涨落期间江中泥沙沉积和各种复杂水力条件影响下形成的岛屿。中沙岛把钱塘江尖山河段分成南、北二股槽沟,其北股槽为主流,南股槽为支流。南股槽自余姚市临海浦闸为起点,上虞市已围九六丘东塘角外为讫点并入北股槽。该槽沟长期困扰上虞、余姚两市的一线海塘度汛、抢险,并制约两市的治江围垦进程。     

强涌潮区大型双臂钢围堰拆除施工关键技术

嘉绍大桥主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥,主墩承台采用双臂钢围堰施工,桥址位于钱塘江河口尖山河段,为世界三大强潮河口之首,河床表质起动流速低、易冲易淤,河床摆幅不定,同时桥位处的强涌潮、大潮差、江水的高含沙率等复杂的施工条件和恶劣的施工环境,本文通过对强涌潮区大型双臂钢围堰拆除施工进行研究分析,探索恶劣环境下钢围堰的拆除施工方案,为同类工程提供了借鉴与参考。     

钱塘江中上游山区河流挖入式港池布置及进出港通航水流条件

钱塘江中上游山区河流岸线资源有限,为提高岸线利用率,拟布置挖入式港池。针对河道流量大、流速快、港池口门通航水流条件差等问题,通过物理模型及船模试验,对山区河流挖入式港池的布置和通航水流条件进行研究。结果表明,从通航角度考虑,港池轴线与水流方向的夹角宜尽可能小,港池内制动段最大回流流速不宜超过0. 40 ms,口门区内的最大回流流速不宜超过0. 50 ms,最大横向流速不宜超过0. 80 ms。     

钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究

采用泥沙水槽试验研究了钱塘江河口不同粒径的泥沙起动流速。针对室内水槽试验水深条件的局限性,提出了以实测含沙量过程线拐点附近相应的垂线平均流速为泥沙起动流速的方法,得到了水深范围介于0.15～13.6m、中值粒径介于0.002~0.07mm的泥沙起动流速。张瑞瑾、窦国仁公式与沙玉清泥沙起动公式对比结果表明,各公式对于浅水深的水槽试验值均有较高的计算精度,而对于大水深起动流速均明显偏大。以张瑞瑾公式为基础,通过多元回归分析法修正有关系数,建立了适合于钱塘江河口细颗粒泥沙的起动流速拟合公式。     

长江下游挖入式港池工程的航道行政管理措施

为了加强和规范挖入式港池的管理,从港池定义和结构形式出发,论述其平面布置的优缺点及港池施工期、运营期对航道所产生的影响,指出挖入式港池施工期对航道影响主要体现为疏浚弃土随意排放可能对河床演变产生不利影响,运营期对航道影响主要体现为港池口门船舶进出频繁可能产生一定的航行安全隐患。通过对港池立项、施工、试运行及运营等不同工程阶段采取相应的航道行政管理措施,可消除或减小港池建设对航道及通航所产生的不利影响,确保港池施工及运营安全,保障航道安全畅通.     

长江口外高桥六期码头港池泥沙回淤分析

概述长江口外高桥六期码头工程河段的河势及水流泥沙条件,并对临近的外高桥一、二期港池泥沙回淤现状进行调查分析.通过吴淞口至横沙水道的平面二维潮流数学模型,分析工程实施对水流的影响.最后通过半经验公式结合数模结果对本期工程码头港池、调头区及引起的周边泥沙回淤进行预测估算,结果显示:工实施对码头上下游一定范围内水流有影响,其中码头桩基附近平均流速最大减少30%左右.外六期码头港池的年平均泥沙回淤强度为1.85～3.30 m/a,年回淤量约27.6万m3,调头区的年平均泥沙回淤强度为0.65～1.15 m/a,年回淤量约11万m3.     

重庆主城区河段泥沙冲淤变化对港口、航道的影响及治理措施

重庆主城区河段处于回水变动区,三峡水库按175 m方案蓄水后,随着水库运行时间的增长,主城区河段的泥沙淤积将成累积性增加,两岸边滩加高加宽,弯道凹岸冲刷,凸岸淤积,河床演变剧烈,泥沙淤积将会对重庆河段的港口、航道和沿江市政基础设施和生态环境等造成一定负面影响。综合各方面考虑,进一步加大长江上游的水土保持力度,采取建库拦沙及蓄水攻沙,根据泥沙淤积情况规划调整河道岸线,实施港口改造和航道整治等综合措施,将成为减少重庆河段泥沙淤积的有效措施。     

连云港港赣榆港区起步工程泥沙问题研究

泥沙问题是连云港港北翼的赣榆港区和航道建设的关键问题之一。文中在进行自然条件分析的基础上,利用MOHID二、三维潮流泥沙数学模型对该港区实施后的潮流场及港池、航道泥沙回淤进行了计算模拟,对不同工况潮流流态、航道横流及对周围海区影响范围进行了分析,不仅给出不同工况下港池和航道的年回淤值,还对9711号台风作用下港池和航道的骤淤情况进行了计算预报。综合以上研究成果,提出推荐方案。     

对长江潮区界与潮流界的研究

长江感潮河段长达上千公里,半日潮波自河口溯江而上可直抵安徽安庆以上。在这一河段内,以潮区界划分有潮与无潮区,以潮流界划分水流特性转变区,因此,它们位于何处,对于该地区的经济开发、农业规划、生态环境、航行交通、航道工程、港口建设、航行安全与科学发展等关系密切,意义重大。根据实地调查及其收集的大量资料,经数值模拟与调和分析,皆与实测资料验证,取得重要成果:长江潮区界位于安庆与南京之间,潮流界位于镇江与江心沙之间。但是,这一新概念与传统概念迥然不同,即一般认为,长江潮区界位于安徽铜陵与芜湖之间,而潮流界位于江阴以下。     

洋山深水港西港区岸线功能规划调整

为满足洋山深水港生产营运需要,有关部门希望保留颗珠山—蒋公柱潮流汊道,这与总体规划布置不一致。为此需进行深水港西港区岸线功能规划调整研究。考虑到汊道的颗珠山一侧潮流具有岬角绕流型特点,而蒋公柱一侧有岬角环抱型特点;在此认识基础上针对多种岸线方案进行试验。试验结果表明,采用岸线优化方案后,可以保持甚至改善汊道内和已建港区潮流条件。从水流角度看,采取合理的岸线布置和适当的工程措施后,保留和开发利用颗珠山—蒋公柱潮流汊道是可行的。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上。根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型。应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化。     

新工程条件下天津港区水流及潮汐特征值变化预测分析

采用二维潮流数学模型,对天津港北港池开通和导堤延伸方案实施后港内流场及港区潮汐特征值变化进行了研究。结果表明,工程方案的实施对港内潮汐特征值影响较小;导堤延伸形成的新港区口门处存在环流,环流范围大、持续时间长,容易在口门内区域形成泥沙淤积;港内其他部分基本呈往复流,流速较小;港内清水线位置外移至东突堤附近,西港区和北港池由于水体泥沙含量较低,泥沙淤积较轻;北航道与西航道交叉处在涨潮转落潮的一段时间内形成环流,有可能在此处形成泥沙淤积。     

连云港旗台防波堤工程二维潮流泥沙数值模拟

以连云港旗台防波堤为研究背景,基于非结构网格有限体积法建立二维潮流泥沙数学模型,研究旗台防波堤建成前后港区附近潮汐、潮流与悬移质含沙量的变化,以期为日后连云港港口开发建设提供技术支持。研究认为,旗台防波堤的建设完成后,港区内外潮汐特性基本不变;港区内潮流呈减弱趋势,防波堤口门处潮流增强,防波堤内侧港区形成明显的回流区域;港区外侧高含沙量水体向外海移动,港区内最大含沙量整体降低。     

珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造潮流数学模型研究

利用TK-2D软件,建立了伶仃洋内外整体二维潮流数学模型和桂山岛附近工程区局部二维潮流数学模型,采用最新的水文资料对整体模型和局部模型都进行了验证,在验证的基础上,对珠海中燃桂山油库多点系泊码头技术改造项目的3个平面方案的潮流场进行了模拟,对泥沙回淤和骤淤进行了计算和分析。研究结果表明:工程方案实施后,3个方案的航道涨落潮平均流速变化仅为0.01 m/s,涨落潮平均流向不变。港池(调头地和泊位)开挖后涨落潮流速减小,不需开挖的(方案2的港池和方案3的调头地)则涨落潮流速不变;3个方案港池(泊位、调头地)和航道的平均淤强分别为0.06 m/a、0.02 m/a和0.02 m/a,淤积量分别为4.7万m3/a、1.2万m3/a和1.4万m3/a;工程骤淤问题很小,不致形成骤淤;从潮流场和泥沙淤积角度考虑,以方案2为最优,但考虑到3个方案淤强和淤积量值都不大,因此3个方案都是可行的。     

台州港黄礁港区悬沙输移规律研究

采用经过水沙验证的潮流泥沙数学模型,模拟了大港湾水域的水沙运动特点,计算了港池泥沙回淤量。模拟结果表明,港池泥沙来源主要为大港湾后方浅滩落潮流挟沙;港池口门处的防波堤对减轻港池泥沙回淤的效果并不显著,港池后方修建围堰可使港池回淤量减小2/3;围堰阻挡了浅滩泥沙进入港池的通道。同时大港湾形成的半封闭港池具有流弱、沙少、回淤较轻的特点,经过相应的工程措施可成为一个优良的港湾。     

台州湾海域水文泥沙环境及海床冲淤演变分析

文章结合台州湾海域历史上各年代、各测次的水文泥沙测验和实测地形资料,对该海区1934~1998年和1988~2003年2个不同时间长度内的地形变化进行了分析,结果表明:台州湾属于强潮海域,具有潮差大、潮汐动力强的特点;该海区在1988年以前处于略有淤积状态,而1988年后期处于冲淤基本平衡的稳定状况;椒江口内高含沙水体的往返运移对湾内水域冲淤变化的影响甚小;造成该海区海床变化的泥沙主要来自于浙江东海岸沿岸泥沙运动,随着来自长江口泥沙的逐年减少,该海域的海床形态基本趋于稳定,海域含沙量逐步降低,为台州市深水港的建设提供了良好的泥沙环境。