长江口深水航道治理工程疏浚土综合利用

在总结长江口深水航道治理二期吹泥上滩工程设计和实践经验的基础上,论述长江口疏浚土综合利用的必要性、经济性,并对吹泥工艺及其设备选型、吹泥站布设和输泥管线的形式、管材及管径等方面进行了分析、比选和论证.     

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。     

国内外疏浚土综合利用现状对比分析*

采用国内调研、国外考察、查阅国内外文献等相结合的方法,对比分析国内外疏浚土综合利用的现状和特点,找出国内疏浚土综合利用存在的主要问题与差距,提出今后我国疏浚土综合利用技术的发展方向和重点。结果表明:我国疏浚土综合利用水平远落后于国外主要发达国家,当前影响我国疏浚土综合利用的因素除技术问题外,还存在认识理念、体制机制、法规制度建设和利益分配等非技术问题;今后我国疏浚土综合利用技术的发展方向和重点主要包括吹泥上滩新工艺、新型疏浚装备的研制和开发、疏浚土综合利用多样化处理技术、加强疏浚过程环境保护技术研究等。     

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02轮耙吸船海进江艏吹施工对比分析及安全管理经验探索

本文通过对比分析长江口02轮在长江口和长江区域疏浚艏吹施工及安全管理过程中的异同,结论如下:(1)长江口02轮参与长江南京以下航道维护疏浚工程浚挖、航行、吹泥技术可行。(2)长江12.5m深水航道施工期间必须配备警戒船。天星洲艏吹施工区域必须艏吹前驱赶抛锚船舶。在横港沙新世界码头靠泊区域,长江口02轮靠泊时间限制在落潮时段。(3)福姜沙疏浚区回淤强度明显比口岸直及浏海沙这两个施工区域大。长江口02轮施工期间,施工效率平均每天1船,日均挖吹泥6,720.5方,日均消耗重油8t,轻油2.8t,淡水7.7t。(4)与长江口疏浚施工对比:长江疏浚土的天然土密度较大,土质较硬,在满足挖泥时耙齿对泥层切削厚度要求的前提下,适度调高波浪补偿器压力,减小挖泥时泥层对耙臂的拖拽力,确保整个耙臂系统处于安全的受力状态。(5)与长江口长兴岛艏吹工程工效对比:长江航道内疏浚土天然土密度比长江口疏浚土天然土密度大,因此,在泥浆流速、浓度一定的前提下,艏吹相同数量的土方用时更多,吹泥效率有所降低。     

长江口航道疏浚土综合利用及新横沙生态成陆探索

针对长江口新水沙环境和滩涂演变的现状,以及长江口深水航道疏浚土综合利用面临的困境,以生态优先、共抓长江大保护的理念为指导,论述了后续疏浚土综合利用的紧迫性和可行性。从生态环境塑造、滩涂资源保护、长江口河势控制等方面着手,探讨了开展长江口大保护的有关路径和方法。提出了以横沙大道延伸及促淤护滩工程为依托,实现2020年后综合利用长江口深水航道疏浚土在新横沙生态成陆的具体方案。     

长江口12.5m深水航道某段疏浚施工工艺及技术应用

长江口12．5m深水航道维护疏浚工程质量要求执行《长江口深水航道疏浚工程质量检验标准》。本标段工程的航道疏浚主要是用大型自航耙吸式挖泥船进行疏浚挖泥施工。对施工顺序、施工方法和施工工艺进行了阐述,对单船作业效率进行了分析。所有施工船舶设备将配备定位精度优于3m的DGPS,对扫浅施工、清除台风骤淤施工、标段交接处的施工进行了探讨。本标段的泥土处理方式分为外抛抛泥区和通过吹泥站吹泥上滩两种方式。     

耙吸船与电吹船组合吹填成陆在圈围工程中的应用

长江口地区主要利用航道疏浚土进行吹填造地,吹填工程工期、疏浚土土质、成陆质量要求均较高。综合分析吹填区施工现状、疏浚土供应量、吹填成型质量要求,提出利用疏浚土吹填的同时,利用电吹船吹填工艺进行有效补充的吹填施工方法。结果表明:综合利用外来砂和疏浚土,可实现吹填进度与成陆质量达到预期效果。     

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。     

新时期长江口航道建设深化研究方向的探讨

长江口航道的建设与管理面临着河势背景深刻变化的新情况和生态优先等新要求。为了进一步提高航道的综合通过能力,分析近几十年来长江口河势的主要变化,归纳长江口深水航道的治理(设计)思路。基于对长江口在盐、淡水交汇和潮汐环境中的黏性细颗粒泥沙运动物理过程和航道回淤机理的认识,包括盐度和含沙量的层化、紊动抑制、悬沙斜压效应以及纵向及横流输沙、悬沙近底高浓度层的类推移输运、浮泥的重力流输运以及非黏性沙的层移输运等,提出长江口航道建设、维护需要注意的问题和进一步的研究方向,以及开展河口开敞边界泥沙收支、生物对河床稳定性影响等研究的建议。分析结论和工作建议可作为深化长江口航道治理的参考。     

长江口近期来沙量变化及其对河势的影响分析*

长江来水来沙变化影响因素众多,除自然因素外,人类活动对河流水沙运动影响越来越显著。作为长江流域的终端,长江口地区既受自然因素影响,同时也显著地受到流域人类活动的影响。采用Mann-Kendall法分析大通站近几十年的泥沙监测资料,结果表明:近几十年来,大通站的年均输沙量一直呈下降趋势,2003年大通站的年均输沙量出现显著下降。长江口来沙量减少主要是由于流域来沙量的显著减少,与水库工程拦沙、长江上游水土保持工程、人工采沙及中游河道泥沙淤积等因素有关。长江口来沙量减少对南支及口外三角洲影响相对明显,均表现为冲刷特征,对此长江口综合治理相关部门应当充分给予重视。     

长江口近期水沙运动及河床演变分析*

利用长江口历史研究成果和近期的水、沙及地形监测资料,系统对比分析和总结长江口水沙特性和河势变化规律,预测长江口河床演变趋势。结果表明:长江口深水航道治理工程建设以来长江口河势总体保持稳定,该工程和南北港分汊口工程的建设对稳定河势起到了重要作用;长江口水沙运动基本规律无明显变化;上游来水来沙条件的变化对长江口滩槽及口外地形变化的影响已有所表现,对北槽深水航道冲淤的影响暂不明显;长江口河势仍会基本按近期变化趋势发展,部分河段的不利变化趋势应当高度重视,必要时须采取相应的工程措施。     

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。     

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。     

长江口航道治理研究中数、物模技术的应用

潮汐河口受径流和潮流共同作用。径潮流动力的不同及其复杂的时空变化导致河口的不同区段水沙特性等也明显不同。在河口治理研究和工程实践中必须充分考虑这些特征。河口治理研究应采用数模、物模多种手段综合研究的方 法,因数模和物模技术具有不同的特点和适用范围,研究方法及具体评价指标应根据研究区段的水沙特性和研究目的合理选用。以长江口深水航道治理工程的实践为例,介绍数物模综合研究技术的应用及效果。     

新型箱式采泥器研制及在长江口航道回淤研究中的应用

为获取河床沉积物原状样品,研制一种新型箱式采泥器,并在长江口12.5 m深水航道回淤研究中开展应用。结果表明:新型箱式采泥器密封性好、适应性强、成功率高、样品量多且保持原状。新型箱式采泥器采集的原状样品揭示出长江口南港北槽河床沉积物包括沙、泥、沙泥混合、沙泥分层4类,沉积物类型及变化特征反映了泥沙来源和沉积过程。基于沉积物原状样品粒度参数,开展南港底沙输运趋势研究及底沙对深水航道淤积影响的定量估算。