长江口深水航道回淤量预测数学模型的开发及应用

通过对长江口径流、潮流和波浪共同作用下的泥沙运动规律的研究,开发并建立了长江口全沙(悬沙和底沙)数学模型.大量实测资料验证表明,该数学模型可以较好地模拟长江口地区的潮位、流速、流向、含沙量、底沙、分流比、南北槽地形变化和台风暴潮造成的航道骤淤情况.在此基础上采用全沙模型研究了长江口深水航道治理工程一、二、三期工程实施后航道的年回淤量和回淤分布以及发生"二碰头"和"三碰头"时的航道回淤量.一、二期工程建成后的航道实测回淤资料表明,全沙数学模型所预报的航道回淤分布和淤积总量与实测值相当接近.     

长江口深水航道回淤量随水文条件变化的特征分析

文章以流量、潮位、潮差、水温、水深和波能为影响因子,建立了长江口深水航道回淤预测的神经网络模型,并利用该模型的预测结果分析了回淤量随单一影响因子的变化规律。结果表明：全航道回淤总量随流量呈一定的非单线性变化特征;波能、水温、潮位和潮差对回淤量的影响基本呈单线性变化特征,回淤量随各水文要素的增大而增大;洪季条件下对回淤量影响较大的水文条件分别为流量、波能和潮位,而潮差和水温变化的影响相对较小。本文的研究成果为长江口深水航道的维护以及回淤机制的研究提供可靠的理论依据和明确的参考指标,具有重要的工程实践意义。     

长江口北槽深水航道回淤相关问题分析*

从滩槽泥沙交换角度对长江口北槽深水航道回淤热点问题进行分析。取得新的认识：1）对长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换而言,温度、盐度以及上游来水来沙均是独立存在的因素,但都不能独立起作用或作用很弱,对北槽深水航道回淤影响也非常有限;2）在长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换中,拦门沙浑浊带、近底高含沙水体、南导堤越堤输沙、坝田淤积、边滩坡度及河床密实度变化以及层化和制紊效应等均是伴随而生的过程,这些现象的变化具有很好的一致性,但均不是独立存在的,不能独立对北槽深水航道回淤产生影响;3）波浪作用是引起长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换往“冲滩淤槽”方向发展的根本动力,在北槽深水航道回淤原因分析及减淤研究中应抓住这个关键。     

长江口北槽深水航道回淤量计算模型研究*

把长江口北槽深水航道内2012年洪枯季两次、大中小潮的观测资料以及对应时段的航道回淤量等实测数据,引入到常用的近底层泥沙通量计算模型中,通过选取和率定其中主要的模型计算参数以及率定人工维护条件下航道内底层泥沙的沉降概率,最终建立了一个适合长江口北槽深水航道回淤量计算的数值模型,并利用洪枯季航道回淤的实测资料对该计算模型进行验证,得到较符合的结果。     

连云港港15万吨级航道回淤观测研究

开展了连云港港15万吨级航道实际回淤观测,结合水文泥沙条件,对常年和大风天的回淤特征和影响因素进行了研究。研究表明,连云港港15万吨级航道年回淤量约为607×104 m3,与15万吨级航道初步设计预测值基本相近;回淤分布与7万吨级航道相似,最大淤强位于外1段,约为1.86 m/a。大风天航道回淤呈现3阶段变化特征,具有先淤后恢复的特征,风后的局部淤积是暂时的,需要疏浚的实质性回淤很小。依据15万吨级航道实测回淤特征,建议30万吨级航道宜结合港区在东西连岛口门建设防波堤,以减小回淤峰值区段淤强。     

长江口12.5m深水航道潮周期内回淤量分布

潮周期内航道回淤量是一个随潮动力的变化而动态变化的量。确定深水航道的回淤量的潮周期内分布特征,将有助于合理安排航道的疏浚,减少不必要的疏浚船方。采用适用于长江口深水航道的回淤量计算模型,基于实测航道近底层的水文观测资料,获得了潮周期内的航道回淤量分布特征及其形成机制,得到航道回淤量主要发生在中小潮期间,而大潮期间动力较强冲刷明显、近底层泥沙浓度高,但形成的回淤量较小的结论。这一结论通过枯季近底层实测的水、沙及地形冲淤变化过程资料得到了验证。     

天津港大沽沙航道施工期回淤研究

在淤泥质海岸开挖航道,其回淤的程度是能否建设成功的关键因素。为了研究天津港大沽沙航道施工期泥沙回淤特点和规律,在历年航道回淤监测资料的基础上,结合天津港主航道泥沙回淤研究成果,对大沽沙航道施工期回淤进行了系统的观测和研究,取得了大沽沙航道施工期各年的回淤量和回淤的平面分布、时间变化特点及航道回淤主要集中的部位。回淤情况基本与前期淤积预测结论一致,航道不会出现严重淤积情况的结论。     

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。     

深圳铜鼓航道回淤特征研究

文章基于深圳铜鼓航道实测回淤监测资料,研究了铜鼓航道段的回淤特征,探讨了航道回淤机理.研究结果表明:(1)铜鼓航道沿程回淤分布曲线出现两个锋值,回淤主峰值位于K21里程以北区段,次峰值位于K10～K16里程区段,K7～K9里程区段、K17～K18里程区段回淤较小;(2)铜鼓浅滩滩面泥沙及上游来沙是铜鼓航道回淤泥沙的主要...     

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。     

滩槽泥沙交换对长江口北槽深水航道回淤影响的分析

黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中运动的主要特性之一是存在多种不同尺度的输运形态。就长江口而言,其中1~2 m近底水流驱动下的高浓度悬沙输运应加重视。现场观测表明,近底高浓度悬沙的生成与黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中的沉降特性有关,其输运对航道回淤的影响表现为滩槽之间的泥沙交换。初步估计横向水体高浓度悬沙输运造成12.5 m深水航道中段2 000万~3 000万m~3的年回淤量是可能的。这可能是造成航道中段集中回淤的重要原因之一。     

滩槽泥沙交换对长江口北槽深水航道回淤影响的分析

黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中运动的主要特性之一是存在多种不同尺度的输运形态。就长江口而言,其中1～2 m近底水流驱动下的高浓度悬沙输运应加重视。现场观测表明,近底高浓度悬沙的生成与黏性细颗粒泥沙在潮汐水流中的沉降特性有关,其输运对航道回淤的影响表现为滩槽之间的泥沙交换。初步估计横向水体高浓度悬沙输运造成12.5 m深水航道中段2 000万～3 000万m3的年回淤量是可能的。这可能是造成航道中段集中回淤的重要原因之一。     

新形势下长江口南北港分汊口河段河势变化及治理策略*

长江口南北港分汊口河段历史上是长江口水域河势变化最频繁的区域之一。基于该河段历史河势演变规律,在 分析南北港分汊口治理效果的同时,对南北港分汊口工程兴建后新形势下长江口南北港分汊口河段河势变化趋势及治理策 略进行研究和探讨。结果表明：新形势下南北港分汊口河势仍存在不稳定的因素,突出表现在扁担沙沙体未经人工控制和 整治建筑物防冲抗刷压力增大;针对不稳定因素提出的治理方案经数学模型研究验证较为有效、可行。     

九段沙北侧输沙对长江口深水航道的影响

为了研究南汇边滩促淤圈围工程对长江口九段沙滩面输沙和南导堤越堤水沙运动带来的影响,在长江口整体潮 流河工模型上,采用定床输沙物理模型试验方法,研究了九段沙沿程滩面泥沙起动后的跨槽越堤输移,根据底沙在北槽的 分布分析了促淤圈围工程对北槽航道的影响。研究表明：无论有无圈围工程,九段沙的底沙均能够越堤进入长江口深水航 道,但促淤工程使九段沙头部进入北槽航道的泥沙略有减少,九段沙中部进入北槽航道的泥沙略有增加。     

长江口北港航道开发条件评价及开发时序探讨

合理开发北港航道可缓解目前长江口主航道在南港段面临的巨大通航压力、畅通长江黄金水道、拓宽上海港在长江口的岸线利用范围。通过分析北港航道的开发条件,对北港航道的可开发规模及开发时序作出探讨。分析认为:现阶段可通过规范北港通航,利用自然水深建设5 000吨级航道,部分缓解南港的通航压力;近期可开辟8 m航道,通航2万吨级及以下船舶;中远期则需全面整治北港,开辟10 m航道,满足3万吨级船舶的通航需求。     

长江口12.5 m深水航道悬沙分布特征*

利用长江口12.5 m深水航道洪、枯季水文测验资料,分析深水航道悬沙的时空分布特征。结果表明：南港圆圆 沙段含沙量小,垂线分布相对均匀;北槽中段含沙量大,垂向分布不均匀。细颗粒泥沙絮凝、盐淡水分层与河口滞流点是 北槽中段形成高含沙量且垂向分布不均匀的主要原因。北槽中段含沙量的时空分布特征,与12.5 m深水航道的回淤变化特 征具有一致性,表明北槽中段的航道回淤可能以悬沙淤积为主;而南港圆圆沙段含沙量低,且垂向相对均匀,表明该区段 航道回淤受悬沙的影响较小。     

长江口深水航道整治工程影响数值研究*

长江口深水航道整治工程使得南港北槽开通12.5 m水深航道,长江口河势及不同汊道动力条件随深水航道整治工程的完工发生了一系列的变化。利用长江口深水航道整治工程实施前后地形资料,分析出工程对长江口各汊道的地形变化的影响,同时应用上海河口海岸科学研究中心自主开发的平面二维模型模型计算了长江口流场变化,给出南北港、南北潮涨落潮分流比的变化,并分析了导致这种变化的主要原因。     

长江口北槽悬沙垂线分布经验公式研究*

利用Rouse公式对长江口多次实测资料进行整理分析,得出了长江口北槽纵向悬沙垂线分布的特征,验证了描 述悬浮泥沙垂线分布的Rouse公式的适用性,阐明了利用Rouse公式推算得到的不平衡条件下泥沙沉速与实际泥沙沉速的差 异,并利用不平衡条件下的垂线分布公式和北槽悬沙垂线分布实测资料,率定和验证了不平衡输沙系数和垂线平均含沙量 的经验关系式,在此基础上,建立了适用描述长江口北槽悬沙垂线分布的经验公式,并通过实测资料得到了验证。