长江口航道疏浚土利用方式与发展方向

结合近年来长江口航道维护疏浚土利用现状,从疏浚土的处理模式、实施过程及取得成效等方面总结了近年来航道疏浚土综合利用实践所取得的成功经验,主要包括3方面：分期实施,适应不同工程阶段的航道疏浚土特点;权责明晰,创建疏浚土利用的沟通协调模式;合作共赢,探索疏浚土利用的长效运行机制。在此基础上,探讨了今后一段时期长江口航道疏浚土利用的发展方向及建议,针对“十四五”及以后长江口航道疏浚土利用的可持续问题,提出实施横沙浅滩（N23潜堤以东）滩涂整治、横沙六期至八期加高整治工程,以及在深水航道南北坝田区修建大泥库等疏浚土利用的发展方向。研究成果对上海市滩涂资源整治与保护等具有一定指导意义,也可为我国海洋疏浚土资源化利用提供参考。     

长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩数值模拟研究*

针对2020年后长江口深水航道疏浚土全部外抛至海洋倾倒区造成疏浚土资源浪费的问题,利用三维潮流泥沙数学模型SHIWM-3D对疏浚土综合利用至横沙浅滩进行固沙保滩的方案进行了数值模拟,综合分析横沙浅滩流态分布、泥沙输运扩散情况、疏浚土落淤效果以及对深水航道回淤的影响。结果表明：1）航道疏浚土吹泥上滩后部分泥沙直接落淤,部分泥沙则随涨落潮流扩散输运。2）横沙浅滩区域大潮期间呈现冲刷状态,小潮期间呈现淤积状态,疏浚土在浅滩总体表现为淤积。3）航道疏浚土吹泥上滩至横沙浅滩区域对深水航道的回淤影响不大。4）长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩的方案是可行的,是解决2020年以后长江口航道疏浚土综合利用的可持续发展方向之一。     

潮流动力下的横沙浅滩人工促淤演变趋势*

为研究长江口自然滩涂在输沙量减少和人类活动影响下的演变趋势及人工保护的可行性,以横沙浅滩为例,基于MIKE21数值模型构建长江口动力地貌模型,模拟横沙浅滩自然状态及人工保护下未来的演变趋势。结果表明：横沙浅滩未来仍将呈整体萎缩的演变态势,滩面串沟发展,滩体较不稳定,须适时启动人工保护措施;人工保护后,横沙浅滩整体稳定,串沟发展得到抑制;仅通过人工保护措施难以在短期内塑造适宜的生态基底,可结合长江口深水航道疏浚土的资源化利用加速横沙浅滩地形塑造过程。     

积极研究提升长江口深水航道通航效率 更好服务上海国际航运中心建设

正10月11日—13日,交通运输部副部长何建中在上海调研利用长江口深水航道边坡自然水深提升通航效率等相关工作。11日晚,何建中和上海市副市长时光辉到上海海事局吴淞VTS指挥中心现场察看了极端天气下深水航道超宽交会实船试验。12日上午,何建中乘船考察了长江口深水航道重要水域航段,听取了长江口深水航道维护、疏浚土综合利用以及长江口南槽航道治理前期工作进展情况的汇报,并赴横沙东滩现场考察了疏浚土利用情况;     

长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究Ⅰ——疏浚土资源供需分析

通过调查分析长江口深水航道疏浚土资源量和上海市滩涂造地需砂量,掌握疏浚土资源的供需关系。结果表明:1)深水航道疏浚土是可用于吹填造地的清洁泥沙资源;2)"十三五"期,深水航道疏浚土总产量约3.15亿m~3,不能完全满足上海市吹填造地约4亿m~3的疏浚土实际需求量;3)深水航道北槽段的疏浚土可满足横沙东滩圈围工程需要,土质较好的南港圆圆沙段航道疏浚土可供应至长兴岛、浦东机场的建设用地圈围工程,尚有富余的深水航道疏浚土可作为南汇东滩圈围工程的补充砂源。     

长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究I——疏浚土资源供需分析*

通过调查分析长江口深水航道疏浚土资源量和上海市滩涂造地需砂量,掌握疏浚土资源的供需关系。结果表明：1）深水航道疏浚土是可用于吹填造地的清洁泥沙资源；2） “十三五”期,深水航道疏浚土总产量约3.15亿m3,不能完全满足上海市吹填造地约4亿m3的疏浚土实际需求量；3）深水航道北槽段的疏浚土可满足横沙东滩圈围工程需要,土质较好的南港圆圆沙段航道疏浚土可供应至长兴岛、浦东机场的建设用地圈围工程,尚有富余的深水航道疏浚土可作为南汇东滩圈围工程的补充砂源。     

无围堰条件下横沙浅滩接纳长江口深水航道维护疏浚土的可能性分析

受流域来沙持续减少影响,长江河口拦门沙区域已普遍进入侵蚀状态,滨海湿地资源流失日趋明显。同时,长江口深水航道疏浚维护量也有所减少,疏浚土资源日趋宝贵。近年来疏浚维护量基本稳定在5 500万～6 000万m~3/a。利用航道疏浚土就近补给受侵蚀浅滩,可成为未来疏浚土资源化利用的重要方向。从培育生态滩涂角度出发,无围堰条件下的吹填上滩是需要研究的工艺选项。以横沙浅滩为例,借鉴淤泥质海床在波浪作用下动力响应的黏弹性模型和连云港外航道疏浚土实测流变特性参数,研究分析了淤泥海床在不同来波波高和不同浮泥密度下的波高衰减率,得到浮泥密度1. 20～1. 30 g/cm~3时消浪效果最大等结果。该思路和方法可为长江口航道疏浚土无围堰吹填工艺论证提供参考。建议对长江口航道疏浚土的动态流变特性等开展试验研究。     

长江口规划生态航道建设方向研究

针对长江口北港、南槽生态航道的建设问题，通过分析区域环境特点和航道发展需求，梳理已建的长江口深水航道生态化建设情况，提出长江口生态航道建设的核心和模式。结果显示：1)南槽和北港生态航道的建设需以确保河势格局稳定为基础；2)需与滩涂保护、生态功能区域保护形成联动布局；3)需积极研发和应用生态结构，构筑“人工生态礁体”群，优化河口综合环境；4)需结合滩涂泥沙资源需求和航道建设自身筑堤用沙需求，实现航道疏浚土的资源化、生态化利用；5)需强化建设运营中科学的管控体系、生态补偿体系等。     

长江口12.5 m深水航道运行初期的疏浚效益评价

构建疏浚货运比、疏浚单方经济效益2个相对指标,同时结合疏浚土的综合利用,评价长江口12.5 m深水航道运行初期的疏浚效益。结果表明:2011—2015年长江口深水航道疏浚货运比趋于下降,已由运行首年的1 083 m~3/万t降至2015年的765 m~3/万t,降幅近30%。近5年来,深水航道疏浚单方经济效益增加明显,2015年已达到142元/m~3,远高于目前国内疏浚费用单价。同时,用于滩涂围垦的航道疏浚土数量相当可观,有利于控制疏浚和造地成本,实现提高长江口疏浚土利用率和增加上海市土地资源战略储备量的双赢局面。当前长江口12.5 m深水航道已进入全面发挥效益的稳定运行阶段。     

长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究Ⅱ——疏浚吹填工艺和方案

在分析评价长江口不同疏浚吹填工艺的特点及适用性的基础上,结合疏浚土资源供需关系和圈围工程现状条件,提出"十三五"期长江口深水航道疏浚土造地利用的初步技术方案。结果表明:1)长江口航道常用的"挖运抛+挖吹"和"挖运吹"工艺仅适用于较短运距的疏浚吹填工程;新研制的"耙吸装驳"工艺能适用于长运距的疏浚吹填工程,"十三五"投入应用后可显著拓展深水航道疏浚土的利用空间。2)"十三五"期间,横沙东滩七、八期圈围工程可利用深水航道北槽段疏浚土,采用"挖运抛+挖吹"和"耙吸装驳"的"挖+运+吹"工艺实施疏浚吹填;南汇东滩圈围工程N1库区可部分使用深水航道疏浚土,采用"耙吸装驳"工艺实施吹填;其他零星建设用地圈围工程可使用深水航道南港圆圆沙段疏浚土,采用"挖运吹"工艺吹泥上滩。     

长兴潜堤后方滩涂圈围工程疏浚土利用研究*

疏浚土正逐渐成为长江口滩涂造地泥沙资源供给的有效补充。长兴潜堤后方滩涂圈围工程紧邻长江口12.5 m深 水航道南港圆圆沙段,航道疏浚土利用的区位优势显著。在调查掌握南港圆圆沙段航道疏浚土产量、分布、土质及稳定性 的基础上,针对圈围工程特点,比选适合的疏浚吹填工艺,并提出可行的吹泥上滩技术方案。结果表明：南港圆圆沙段航 道疏浚土产量丰富稳定、运距短且土质条件较好,可满足圈围工程吹填用砂的要求。各类疏浚吹填工艺中,艏吹和耙吸装 驳工艺的技术适用性较好,现阶段可采用技术成熟的艏吹方案进行疏浚吹填,而耙吸装驳方案可作为备选,待2013年底正 式投入运营时可应用于圈围工程。研究成果为圈围工程吹填开辟了砂源,实现了航道疏浚与圈围造地的双赢。     

长江口疏浚土综合利用技术试验研究*

针对长江口二期吹泥上滩存在的问题及不足,开展了疏浚土综合利用的技术试验研究。试验研究结果表明:涉及疏浚土用于吹填造陆的吹泥上滩工艺、疏浚土专用吹输泥设备及机具、疏浚施工工艺、疏浚泥沙运动监测、水沙分离等关键技术问题总体上在长江口深水航道治理工程实践中得到了解决,为我国疏浚土综合利用水平的提高奠定了良好的技术基础。     

长江口北港航道治理方案评估

通过对长江口北港通航现状及河势演变分析,提出拦门沙河段水深不足是影响北港航道通航条件的主要因素。北港航道治理方案还应充分考虑与周边涉水工程、防洪防潮、水资源利用和生态环境保护的关系及影响,利用潮流数学模型对治理方案实施效果进行评估。结果表明,在航道流场动力方面,航道整治效果良好,辅以疏浚可实现航道规划目标。     

兼顾生态固滩与疏浚弃土生态化利用的生态航道建设技术

长江中下游航道治理中以软体排为主的护滩工程易造成滩面硬质化。为改善护滩工程区滩面生态环境,基于亲水植被的固土效应,结合新洲—九江河段航道整治二期工程,提出一种兼顾疏浚弃土利用与洲滩守护的生态航道建设技术。该技术利用疏浚弃土适当抬高洲滩滩面,并引入本土耐淹亲水植被,采用可降解、无污染的天然材料进行辅助固土防冲,确保先锋植被能够稳定发育至足够丰度,进而实现滩体稳定。     

长江大保护战略下河口滩涂的保护对策研究

针对长江来沙持续减少引起河口滩涂侵蚀日益严峻的现象,提出长江口滩涂保护的重要性;并以九段沙、横沙东滩为研究典型,探讨分析不同定位滩涂宜采取的不同保护对策。结论如下:对于生态保护区滩涂,宜通过改变外围环境实施滩涂保护、促进滩面缓慢淤涨;对于非生态保护区滩涂,可采取积极主动的护滩措施,且可通过工程有目的地培育高-中-低滩有序分布的滩涂基底,在实现滩涂资源稳定的基础上提升滩涂生态品质,增强滩涂区域功能,积极响应长江大保护战略。     

长江口深水航道治理工程对潮汐特性的影响

近年来,因长江口上游径流、外海潮汐和河口海洋环境的剧烈变化以及长江口水域河口及海岸工程的大量兴建,特别是规模宏大的长江口深水航道治理工程的建设,可能会导致河口潮汐产生变化。对长江口深水航道工程建设前后长时间序列的11个潮位站潮位资料进行分析,得出长江口近期潮汐特性的变化特征：口外潮汐特性主要受外海潮汐总体变化影响,口内潮汐特性受北槽深水航道治理工程及周边涉水工程建设的影响。     

长江南京以下深水航道生态建设与保护技术及措施

为探索长江生态航道的建设,依托长江南京以下12.5 m深水航道建设工程,针对工程河段生态环境特点及保护需求,研发多种生态型整治建筑物结构。在工程受影响区域,探索人工鱼巢、生态浮床等生态修复尝试。计算与分析潮汐河段施工引起的水体悬浮物浓度对取水口及水源地影响,提出防护方案。在研究噪声对江豚影响的基础上,提出声学驱赶与声学诱导技术。提出全过程的生态环境保护措施与管理办法。成果均已应用于长江南京以下深水航道工程,结果表明生态效果良好,无生态环境事故发生。     

长江口航道规划整治参数及整治方案研究*

综合采用案例和理论分析、河势分析以及潮流数学模型研究等手段,在确定航道整治水位、弯道形态和放宽率 等参数的基础上,服务于现有航道规划目标和功能定位,研究确定了长江口阶段性航道整治方案和整治线,以指导规划期 内的航道建设。研究成果对《长江口航道发展规划》的编制起到一定的支撑作用。     

长江口航道规划整治参数及整治方案研究

综合采用案例和理论分析、河势分析以及潮流数学模型研究等手段,在确定航道整治水位、弯道形态和放宽率等参数的基础上,服务于现有航道规划目标和功能定位,研究确定了长江口阶段性航道整治方案和整治线,以指导规划期内的航道建设。研究成果对《长江口航道发展规划》的编制起到一定的支撑作用。     

川江航道治理疏浚土有益利用实践与探索

疏浚是川江航道治理最重要的措施之一。长期以来,川江航道治理产生的疏浚土未进行有益利用,简单粗放的疏浚土处理方式不仅造成泥土资源的浪费,还对生态环境造成二次污染。在分析川江航道疏浚土来源及特点的基础上,结合工程实际,探索疏浚土改善环境和工程利用的2种途径,提出表层砂卵石疏浚土上岸作为建筑材料、底层砂卵石及块石疏浚土构建生态涵养区的利用方案,获得良好的投资效益和生态效果,可为类似航道治理工程疏浚土利用及内河生态航道建设提供借鉴。