长江口拦门沙河段航道回淤的波浪动力环境Ⅲ:对航道回淤的影响*

开展了长江口拦门沙河段波浪对北槽深水航道回淤的影响及特征研究。结果表明:1）北槽深水航道内的浮泥量变化与拦门沙河段的波浪密切相关,航道内浮泥量的显著增加均出现在波能显著增大之后,波能增加越大且持续时间越长,浮泥量也越大且持续存在时间也越长;2）较强波浪荷载作用会引起大量细颗粒泥沙从河床内部渗出,这些细颗粒泥沙就是形成航道内大量浮泥的主要物质基础;3）北槽深水航道的回淤量变化与长江口拦门沙河段的波浪变化在宏观上和微观过程上均吻合良好;4）在台风等因素引起的短期强烈波浪作用结束之后,其对床面的影响并不是随之而结束的,往往要持续相当长的时间。     

长江口北槽航道浮泥测试仪器简介

介绍测试北槽航道浮泥的几种仪器设备及其工作原理。     

长江口北槽深水浮泥的研究与应用

依据2000年7－11月的实测资料，对北槽浮泥的发育状况，固结特性和适航容重进行研究，并探讨了走航适航水深测量与适航水深图的编制。     

长江口北槽深水航道回淤量变化宏观动力原因分析

根据实测资料、物理模型试验结果和有关文献成果对影响长江口北槽深水航道回淤量的宏观动力原因进行了分析。取得新的认识：1）与枯季相比,长江口拦门沙河段洪季波浪中的长周期波浪显著增多,其中8.0 s及以上周期的波浪能量占总波能的比例由枯季的3.2%增加至洪季的40.6%;2）高能波浪运动对北槽航道回淤产生了显著的不利影响,与北槽航道回淤量的增加息息相关;3）12.5 m航道开挖后,北槽航道内水流冲刷能力沿程均有增强,有利于槽内泥沙往两侧高滩运移;4）长江口拦门沙河段泥沙自身交换量远大于河口上游来沙,洪水不是造成北槽航道回淤量发生显著变化的主导性宏观动力原因;5）波浪作用是长江口北槽航道回淤量发生显著变化的主导性宏观动力原因,“消浪”应成为今后北槽深水航道减淤工程以及长江口南槽、北港和北支下段航道整治工程设计研究工作中不可忽视的指导性原则之一。     

深水航道的河势控制和航道回淤问题

长江口深水航道的整治为检验和深化潮汐河口汊道整治理论及方法提供了依据。河势的宏观控制要求北槽维持落潮流输沙优势。分析表明,工程后北槽分流比下降,已接近河槽性质转变的阈值。一、二期整治工程使河槽断面由宽浅向相对窄深转变,形成了覆盖航槽的连续深泓,为航道维护提供了重要保证,但三期减淤工程使-8 m以下河槽断面向相对宽浅逆转,加上北槽中段过高的流速造成该河段的高含沙量和高输沙率以及该河段近底净输沙方向指向航槽内,使回淤量进一步增大。通过现场观测进一步揭示了近底高含沙量及浮泥形成的机制。进一步的减淤措施应注意恢复合理的导治线放宽率以使输沙率的沿程分布较为均匀。     

长江东流水道疏浚措施与通航条件分析

近年来,长江东流水道的老虎滩北槽航行条件与西港航道逐渐恶化,汛后淤积严重,严重影响通航。为保证主航道的畅通,长江航道局对该段航道开展了疏浚维护。为了解疏浚维护效果及近期的通航条件,文中以最新的航道测图资料为基础,对东流水道疏浚前后的河床演变特性及航道条件进行分析。研究表明,实施维护疏浚措施后,西港航道条件有了较大的改善,但西港航道受老虎滩北槽下游淤积和老虎滩尾淤积下移的双重影响,西港过渡段通航形势短期内难以好转;建议应加强对西港航道的维护力度,在西港航道维护疏浚期间可利用东港航道作为紧急备用通道。文中研究成果可为东流水道后续航道维护工作和航道整治工作提供参考。     

长江口北槽河槽地形变化及深水航道回淤特征分析

以长江口北槽航道为研究对象,利用1997年12月~2013年2月多年实测水深资料和北槽深水航道一期工程开通以来维护疏浚资料,采用统计分析与对比方法分析了北槽河槽多年来的地形冲淤变化和一、二、三期航道航槽回淤特征。研究结果显示:(1)在此期间,在北槽上段北侧滩面和坝田大范围淤积,下段南侧滩面和坝田大范围淤积,北槽拐弯段为北槽淤积集中区域,河槽向窄深方向发展;(2)北槽航道年回淤量大,三期12.5 m航道期间,北槽航道年回淤量在6 400万m3左右;(3)北槽航道回淤沿程分布差异大,北槽中段(H~O疏浚单元)的回淤量占北槽航道段回淤量的70%左右;(4)北槽航道洪季和枯季回淤差异大,洪季期间的回淤量占全年该段航道回淤量的80%以上;(5)北槽航道南北回淤差异大,南侧淤积高于北侧淤积400~1 300万m3;(6)北槽12.5 m航道与10 m航道相比,全年回淤量有较大增加,洪季期间的回淤比重有所增大,北槽中段回淤峰值更加突出,略有所下移。     

长江口北槽航槽开挖对水流及河势的影响*

基于试验数据和实测地形,初步分析了航槽开挖对长江口北槽水流及河势的影响.结果表明:1)12.5 m航槽开挖引起北槽主槽尤其航槽内流速显著增加;2)在计算北槽航槽开挖后槽内流速时,乐培九公式计算结果吻合较好;3)12.5 m航槽开挖对北槽河势变化产生显著影响,是引起2009年以后北槽河势显著变化的一个主要原因,因此在分析评价长江口深水航道以及其它相关的航道整治工程治理效果时,应充分考虑航槽开挖所带来的影响.     

温州港深水航道潮流泥沙数值模拟

根据实测资料对温州港深水航道海区水沙环境进行分析,针对工程区岸线不规则、地形复杂、岛屿众多和滩槽交错等特点建立基于不规则三角形网格考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型。在对模型进行充分验证的基础上,研究深水航道一期工程实施后的潮流泥沙运动规律,分析流场特征和航道内横流,预测航道内泥沙年回淤以及极端天气条件下发生骤淤的可能性。主要结论有:航道内水流流态平顺且横流不大;年淤强介于0. 0～0. 62 m/a,年淤积量为177. 3万m~3;极端天气条件下,底部泥沙以浮泥形式出现,航道内水流流态平顺且动力条件较强,浮泥难以在航道中长期存留,但应注意其短期碍航。     

基于FIS的北槽深水航道通航安全评估

上海港北槽深水航道是重载船舶进出上海港和长江内港的咽喉要道.为了减少船舶事故发生率和财产损失,对北槽深水航道的风险因素进行分析,建立通航安全评估模型.通过FIS对其进行及时地通航安全评估,并在Matlab平台上进行仿真,合理且定量地分析北槽深水航道的实时风险水平,为即将进入该航道的重载船舶上的引航员和值班驾驶员决策提供参考.