粉沙淤泥质海岸水体含沙量的计算

<正> 1 概述在港口及航道整治中,水体含沙量的计算是估算泥沙淤积的重要内容。含沙量的计算有多种方法,但目前仍停留在经验阶段,其主要手段为: a.现场实测。由于受人力、物力、财力及自然条件等因素的影响,只能在小风天作短期的测验,得不到反应全年的资料。 b.建立计算式进行预报。前人已做过大量的研究工作,提出了不少经验及半径验的关系,在工程中得到广泛的应用,但大多数的公式都是在波浪、潮流等要素的基础上建立起来的。然而就沿海一般地区而言,浪和流的实测资料很少,新开发港区更为空缺,给计算带来相当困难。笔者认为,粉沙淤泥质海岸,风常是造成水体含沙浓度变化的重要动力因素,试用风力与含沙量建立相关关系,力求计算简便,资料易取。     

关于长江口深水航道维护条件与流域来水来沙关系的初步分析

长江口深水航道一、二期工程建成后，航道回淤量得到了控制。分析其原因，长江流域进入河口的泥沙近十多年来明显减少，但河口水体含沙量并未减少。河口下段由于存在明显的泥沙再悬浮过程，泥沙活动总量远大于流域来沙量。因此，在一定时期内，流域来沙减少不会显著改善航道的维护条件。另一方面，河相关系分析和实测地形资料表明，近十多年来长江口内沙洲面积持续减少，分析认为应与流域来沙减少和变细有关。一段时期内，河床演变趋于活跃，增加了泥沙活动，对航道维护有不利影响。     

关于长江口深水航道维护条件与流域来水来沙关系的初步分析

长江口深水航道一、二期工程建成后,航道回淤量得到了控制.分析其原因,长江流域进入河口的泥沙近十多年来明显减少,但河口水体含沙量并未减少.河口下段由于存在明显的泥沙再悬浮过程,泥沙活动总量远大于流域来沙量.因此,在一定时期内,流域来沙减少不会显著改善航道的维护条件.另一方面,河相关系分析和实测地形资料表明,近十多年来长江口内沙洲面积持续减少,分析认为应与流域来沙减少和变细有关.一段时期内,河床演变趋于活跃,增加了泥沙活动,对航道维护有不利影响.     

连云港外航道沿程含沙量计算研究

在淤泥质海岸,含沙量是影响航道回淤的关键因素,而外海含沙量资料往往难以获得。针对连云港海域外海含沙量资料缺乏的现状,根据已有的7万t级、15万t级和25万t级航道回淤实测资料,利用潮流数学模型,结合规范推荐的两种淤泥质海岸航道回淤预测公式,反算了外航道沿程含沙量,并对计算结果进行了对比分析。结果表明,根据航道回淤资料反算的含沙量大小与分布较为合理,且不同航道等级条件下反算的含沙量结果较为接近,说明这种计算方法可靠、计算结果稳定;该方法仅适用于海床冲淤平衡条件下外航道含沙量的推算;刘家驹公式与曹祖德公式计算的含沙量结果均能满足精度要求。     

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。     

基于OBS 3+传感器的实验室含沙量测量系统开发和应用

在泥沙室内试验研究中,一直缺少高效、方便的含沙量测量手段。室内含沙量测量多采用过滤烘干法,很大程度上影响了试验的效率和成果的质量。基于OBS 3+传感器开发了含沙量测量系统应用于泥沙试验研究,可以通过控制采集计算机上的软件界面设置测量参数并实现含沙量自动、连续测量,采集的数据经过RS232通讯电缆存储在计算机上。通过系统标定,得到标定曲线和含沙量转换公式,用于将浊度数据转换为含沙量。通过在泥沙试验中测量含沙量,说明该含沙量测量系统操作简单、方便,测量结果稳定、准确。     

洋山深水港区进港外航道台风期适航水深研究*

为了减小航道维护的工程量,减少台风期所造成的损失,开展洋山深水港区进港外航道台风期适航水深研究。通过对航道及其附近浅滩底质及浮泥样品的密度、盐度、颗分分析,并进行航道沉积物的沉降特性试验、流变特性试验以及泥沙起动试验等内容的研究,提出洋山港区航道的适航密度,并应用SILAS走航式适航水深测量系统成功获得了适航水深测量成果,在淤泥质港口的水深维护应用中具有较好的推广价值。     

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。     

波流共同作用下近底高含沙水层流速的探讨

波浪和潮流共同作用于粉沙质床面时,水体的近底层含沙量很高,其运动是泥沙输移的重要方式。讨论了近底高含沙水层流速及其与含沙量的关系。     

伶仃洋港口航道泥沙问题研究*

伶仃洋是华南具有重要航运功能的河口湾,在其东西两岸分布着广州港南沙港区、深圳港西部港区、中山港等重要港口,伶仃航道和铜鼓航道是广州港和深圳港的重要出海通道。伶仃洋港口航道的主要问题是泥沙淤积问题。基于现场实测资料分析、卫星遥感分析、泥沙水槽试验、港池淤泥密度测量与分析等手段,对伶仃洋港口航道的泥沙问题进行综合分析和研究,包括泥沙运动动力条件特征、泥沙来源与运移形式、悬沙和底质特征、港口航道泥沙淤积特征及机理、泥沙水力特性试验、浮泥及适航水深利用等,并根据伶仃洋港口航道泥沙特点提出南沙港区港口航道维护对策。     

西部山区急流险滩航道水深测量技术的研究

中国西部河流岸陡林茂、水下地形复杂、多急流险滩、河水含沙量大.在这种特定的自然条件下测量航道水深,GPS设备的搜星能力和跟踪能力受到限制.文中阐述了如何在当地独立坐标系下利用GPS定位系统进行航道水深测量;测深系统的穿透能力和灵敏度是否适宜这种复杂多变的水下地形和水体条件;RTK GPS系统的电台在峡谷内的发射干扰、接收能力及作用距离;GPS系统的测量精度是否能达到要求的问题,提出了在测量中利用先进的数字传输技术、测量技术及GPS定位技术的解决方案.     

丹东海洋红海域水动力泥沙环境分析

基于现场实测水文泥沙资料,对丹东海洋红海域的水文泥沙环境进行了研究。研究结果表明:该海域近岸波浪潮流动力不强,正常天气条件下水体含沙量小、潮流输沙能力不强、泥沙来源少、具备建设大型港口的基本条件。由于该海区属于粉沙质海岸,航道泥沙骤淤将是建港中要考虑的重点问题。     

椒江口台州湾建港条件研究

通过现场实测的波浪、潮位、潮流、含沙量、底质等资料分析,岸滩演变分析、设计水位计算、外海设计波要素计算及波浪、潮流、泥沙数学模型计算,对椒江口台州湾的头门岛附近建设大型深水港口的水动力泥沙条件进行了研究论证。主要研究成果表明:(1)工程海区水深条件好,潮汐动力强,实测水体含沙量不大,泥沙来源少,底质条件好,岸滩长期处于基本稳定状态;(2)外海波浪较大,但在众多岛屿的掩护以及向岸水深变浅的影响下,工程区域的波浪相对外海明显减小;(3)头门岛大型港口建设对椒江口影响甚小。综上,头门岛附近具有良好的建港条件。     

无人测量船在枯水期川江航道维护中大显身手

近日,由长江泸州航道局自主研发的第一艘无人测量船"泸道遥测1号"正式投入长江上游叉鱼碛水道进行航道维护性测量,用无人测量代替传统人工测量,这在枯水期长江上游航道维护中尚属首次。叉鱼碛水道属于枯水期一类浅滩重点维护水道,河床冲淤多变,每年在低水位条件下经常出现航道尺度吃紧的情况,过往船舶容易发生搁浅事故,是长江航道部门疏浚保畅的重点水道之一。为了准确掌握该水道的航道演变情况,每年枯水期都需要进行高频率的航道维护性测量,从而为航道疏浚和航标配布提供更加精准的数据支撑。     

淤泥质港泥沙研究技术创新与实践

文章基于天科院多年来在淤泥质港口工程实践中,所开发出的一些具有创新性的研究成果进行了综合概述。利用现场实测提出了利用风力推算水体含沙量的计算公式;根据细颗粒泥沙的特性研试了中子活化示踪沙技术;在浮泥运动特性的基础上开发了适航水深新技术;依据港口航道实测淤积规律,建立了一系列泥沙回淤计算公式。各项研究成果在各类港口工程的长期实践中得到验证,并结合港口发展形式对泥沙研究的趋势做了展望。     

基于ADCP测量悬移质含沙量的实验研究

基于ADCP反向散射信号可以推算悬移质含沙量。自2011年9月到2013年12月,通过选取长江下游大通水文站作为实验点,采用传统法和ADCP法在同一断面测量了悬移质含沙量,两种方法测量的结果相关系数达到了0.98。实验研究表明:ADCP法测沙可以解决水文测站悬移质含沙量的自动化测量问题。     

连云港30万吨级航道工程疏浚土抛泥扩散的数值模拟研究*

利用二维潮流泥沙数学模型,对连云港航道抛泥扩散观测期间的流场和含沙量进行了模拟计算.在对实测成果验证良好的基础上,研究了各抛泥方案中疏浚土倾倒所产生的悬浮泥沙的扩散规律及其对周边水域含沙量的影响.研究结果表明,采用两艘舱容4 500 m3的耙吸式抛泥船,在拟设抛泥点的流向偏向航道一侧时进行抛泥作业,所产生的悬浮泥沙能较快地沿水流方向扩散,高含沙水体的存在时间及扩散距离均较短,对临近航道含沙量的影响很小.     

沿海港口公用航道维护分类标准浅析

港口实行"政企分开"后,港口公用基础设施(如公用航道)的建设和维护管理责任,将全部转移到港口所在的地方政府.由于资金短缺,公用航道维护工作被淡化,甚至有被放弃的趋势,因此有必要对公用航道维护实行一定比例的资金补贴.如何建立一个合理的公用航道维护分类标准,并据此对公用航道维护进行资金补贴,对提高补贴资金的运营效率和确保航道维护工作顺利进行均具有重要意义.     

GPS定位技术和全站仪相配合在航道测量中的应用

内河航道工程的整治和维护,迫切需要实时准确地反映航道水深变化的航道水深地形图。而GPS定位技术的应用迅速渗透到航道工程测量领域,尤其是GPS-RTK现代测绘技术的应用,大大提高了航道水深测量的周期和精度。本文结合西江航道整治工程的航道测量中GPS定位技术和全站仪相配合使用的应用实践,探讨两者的优化组合能够快速、准确和高效地完成测量任务,取得良好的经济效益和社会效益。     

GPS-RTK技术在港口水下工程的应用

本文结合在港口与航道工程(主要是水下工程)中GPS测量控制的运用,介绍了GPS-RTK测量技术在港口与航道工程水下工程的应用及实际施工中的一些体会(如施工船舶基坑开挖定位、基床整平、水深测量等)