连云港港15万吨级航道疏浚施工回淤分析与风险识别

本文基于连云港港15万吨级航道2005年11月至2008年9月疏浚施工过程中的大量现场观测资料,进行了施工期泥沙回淤特征分析以及施工期泥沙回淤风险识别。研究表明,连云港航道施工期回淤与自然回淤特征基本一致,但是施工期回淤受大风影响更为显著,大风与设计分摊不足是连云港航道疏浚施工回淤的主要风险因子。     

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。     

开敞海域淤泥质深水航道设计年回淤量计算方法及应用

连云港港深水航道是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型。航道回淤规律和实践表明,连云港淤泥质浅滩深水航道中风天回淤量为航道回淤的主体,占年回淤总量的60%左右。由于中风天频率年际变化较大,导致航道年际回淤水平变幅较大。现有设计回淤量计算模式均未考虑风天分级。提出了“按小、中、大3个概化波浪动力计算回淤强度、再组合各自波浪频率得到设计回淤量”的开敞海域淤泥质浅滩深水航道设计年回淤量计算方法。该方法能够较为合理地体现全年波浪水平和波浪频率年际间差异对年回淤量的影响程度,显著提高了设计年回淤量预报精度,为合理确定开敞海域淤泥质浅滩深水航道的设计年回淤量水平和变化范围、正确评价航道的稳定性和技术可行性提供科学依据。经连云港区25万吨级航道和徐圩港区10万吨级航道工程实践检验,预报回淤量与实际回淤量偏差不超过25%。     

连云港外海含沙量推求及航道回淤预测

目前国内在研究淤泥质海岸航道回淤时,通常仅有近岸含沙量的实测资料,而外海含沙量较难获得。为此,建议可以利用实测的航道淤积、近岸含沙量等资料,根据刘家驹的航道回淤计算公式,近岸率定淤积系数,反推外海泥沙含量,据此进行航道回淤预测。经过连云港7万吨级进港航道验证,计算的航道回淤与实测值吻合较好,在此基础上,对拟建的连云港15万吨级航道回淤进行了预测。研究结果表明,所提出的方法切实可行,计算结果合理可信,可以作为相似条件下航道泥沙回淤计算的参考。     

连云港港区环抱式防波堤对航道回淤的影响

针对连云港港区25万吨级进港航道回淤总量小于15万吨级的现象,从航道回淤实测资料、工程前后水动力环境等入手,借助于潮流数学模型,研究了该现象产生的原因。研究结果表明:疏浚工程和环抱式防波堤工程均会对进港航道的回淤产生一定的影响,但防波堤的影响起主要作用。疏浚工程导致航道流速以减弱为主,因而使得航道回淤略有增加;而环抱式防波堤工程,将使口门附近流速显著增加,从而导致进港航道回淤大幅减小。此外,环抱式防波堤的掩护作用,在很大程度上阻挡了泥沙进入港区,从而使口内航道段回淤也大幅降低。     

南通港吕四港区进港航道试挖工程回淤监测研究

南通港吕四港区进港航道地处苏北辐射沙洲南缘,为自然水深航道,缺少航道开挖的工程实践.吕四进港航道扩建阶段在小庙洪水道开展了航道试挖工程,并进行了为期1 a的回淤监测.研究表明,正常天气情况下试挖槽年回淤强度为0.74 m/a,回淤强度不大;一次常年大风过程平均淤积厚度基本不超过0.1m,正常年份的大风过程对回淤的影响有限;在遭遇了当地5～10 a一遇的“梅花”强台风作用下的淤积厚度约0.28 m,未出现明显“骤淤”现象.上述研究成果为吕四进港航道的扩建提供了技术支撑,也为辐射沙洲海域航道回淤研究提供重要的科学参考.     

江苏射阳港3.5万吨级进港航道回淤特征研究

基于实测水文和地形资料对射阳港3.5万吨级进港航道开挖以后的回淤特征及回淤机理进行研究。结果表明:射阳港所在海域受废黄河三角洲冲刷泥沙输移的影响,含沙量较高,为航道回淤提供了丰富的泥沙来源;进港航道年回淤量为995万m³,其中导堤掩护段占全航道回淤量的93%,该段平均回淤强度可达5.0 m/a,高于开敞海域段的0.6 m/a。导堤掩护段航道回淤主要是由于涨潮期带入的高含沙水流在憩流时刻形成悬沙落淤所致,航道两侧滩面上的流泥归槽以及洪季期间上游河流的开闸泄洪对航道回淤也有一定贡献。     

黄骅港外航道整治工程对回淤土可挖性影响分析

黄骅港整治工程前,航道内大风回淤后有大段的强淤难挖段。首先分析了黄骅港整治工程前航道内回淤土难挖段的特点,又以大量实测为依据,分析了黄骅港整治工程后航道内回淤土的各项特性、指标的变化,阐述了黄骅港整治工程对航道回淤土可挖性的影响,分析原因认为:黄骅港整治工程掩护了原有强淤难挖段,改善了被掩护段的颗粒组成,提高了回淤土可挖性,航道淤积重心外移,使疏浚力量重分配,提高了疏浚效率,增加了航道水深。     

淤泥质海岸泥沙运动及进港航道回淤强度数值研究

以连云港进港航道为例,应用波浪、潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究淤泥质海岸的泥沙运动及航道回淤问题。鉴于进港航道回淤量是当地海域潮流、波浪、泥沙长期共同作用的结果,建议采用年平均含沙量场进行回淤计算,并在此基础上模拟了连云港7万吨级进港航道的年回淤强度,计算结果与实测资料吻合较好。研究结果表明,所介绍的研究方法可以合理地描述含沙量场特性以及计算进港航道回淤量。     

珠海港高栏港区进港航道回淤分析

航道开挖后容易出现回淤,回淤量研究对航道后期的维护尤为重要。以高栏港进港航道泥沙回淤为研究对象,结合黄茅海海域的海床历史演变情况,分析高栏港区航道泥沙来源,研究航道附近泥沙冲淤变化特征。研究结果表明:高栏港所在的十字水域海床近年来处于淤积状态,1977—1989年,平均淤积强度为3. 42 cm/a; 1989—2003年,淤积速率减缓,约为0. 86 cm/a。高栏港区航道年淤积量由常年淤积和台风骤淤两部分组成,航道每年发生明显骤淤1～2次,骤淤量一般为常年淤积量的30%～50%,骤淤引起的平均淤积厚度为0. 32～0. 60 m,骤淤量的大小和分布与台风路径及强度有关。研究成果对于航道维护时间及频次确定具有参考作用。     

潍坊港中港区3.5万t级航道和防波挡沙堤的延伸方案

潍坊港地处莱州湾底部的粉砂质海岸,岸滩宽浅、泥沙运动活跃,在极端恶劣天气条件下,岸滩泥沙会大量悬浮,容易在航道内形成骤淤。中港区3．5万t级航道不仅需在现有1．0万t级航道基础上加宽、浚深和延长,其向外海延伸的航段已超出现有防波挡沙堤的掩护范围,防波挡沙堤需相应延伸以缓解大风天的航道泥沙骤淤,同时要辅以疏浚维护才能保持航道足够的通航水深。     

温州港大小门岛港区30万吨级航道试挖槽回淤分析

回淤往往是航道开挖后关注的重点.通过对温州港大小门岛港区30万吨级航道试挖槽后历次水下断面地形监测资料的对比分析,得到航槽开挖后不同时期的回淤规律以及寒潮、台风对航槽回淤的影响程度,可为相关工程设计及研究提供参考.     

连云港港航道扩建工程防波堤方案研究

分别对连云港港30万吨级航道扩建工程的两种有防波堤方案及无防波堤方案进行了工程前后平面二维潮流泥沙的数值模拟.利用窦国仁悬沙不平衡输沙方程及河床变形方程式,进行了正常天气和台风天气下的航道底部淤积计算,比较分析了3种方案对航道淤积的影响.模拟和计算结果表明,有防波堤方案1在防浪挡沙方面要优于其它两个方案,是较为合理的防波堤布置方式.     

长顺直河段边滩冲淤对新洲—九江河段航道的影响及治理

针对新洲—九江河段顺直段边滩频繁冲淤对航道的影响和治理问题,通过实测资料分析,探讨边滩冲淤与河段浅区航道条件之间的关系。结果表明河段浅滩航道条件与顺直段边滩冲淤有直接关系:边滩完整、位置偏上时,航道条件较好;反之,则较差。基于此提出增强滩体控制力度、限制沿岸槽发展、适当增加浅区冲刷的河段6 m航道治理思路和治理措施。     

东营港拟建航道沿线滩面沉积物特性及航道可挖性分析

通过对现场底质取样和试挖槽观测,对东营港拟建5～15万t级航道沿线滩面沉积物特性进行了研究,同时结合海域的水动力及泥沙环境分析,对东营港航道可挖性进行了探讨。研究结果表明-18 m等深线(10万t级码头)以内水域滩面泥沙以粉砂和砂质粉砂为主,d50为0.03⁰.04 mm,活动性强,发生骤淤的可能性大,不宜开挖航道;-18 m等深线以外海域滩面以粘土质粉砂为主,d50小于0.02 mm,泥沙活动性较差,开挖航道后出现大风骤淤的可能性较小。     

新型空心块体促淤堤断面波浪特性试验研究

依据长江口南汇边滩促淤工程的波浪条件及物理模型试验方法对新型空心块体促淤堤的断面波浪特性开展研究,结果表明:1)单质量3 t的空心四面块体促淤堤堤身孔隙率约为66%;2)波能消减率随着堤身高度的增加线性增加,波高消减率随堤身高度增加的变大速率较波长消减率平均快4倍以上;3)与传统抛石加护面块体促淤堤相比,空心四面块体促淤堤具有"堤身对地基压载显著减小"、"施工简便"、"强风浪作用下生存力强且修复简便"以及"有利于重复利用"等优点;4)提出了一种特定条件下的空心四面块体促淤堤的临界稳定断面形态,在该临界断面条件下,每100 m促淤堤块体数量约为3 210,水位较低时其消浪效果较传统抛石加护面块体促淤堤略差,但水位较高时其消浪效果接近甚至显著超过传统促淤堤。     

三峡水库175m试验性蓄水以来库区河床冲淤特性分析

三峡水库175m试验性蓄水以来入库沙量大幅减少,水库冲淤特性与论证阶段成果存在一定差异。针对这一问题,基于三峡水库蓄水以来库区航道泥沙原型观测资料,系统分析了进出库水沙特性、库区泥沙冲淤变化以及泥沙淤积分布特点。结果表明:1)入库沙量较预期大幅减少;2)淤积主要集中在清溪场以下的常年回水区,淤积量多、淤积强度大的河段主要是常年回水区的开阔与分汊河段;3)泥沙淤积呈现主槽淤平和以一侧淤积为主的不对称淤积的特点。