后12.5 m时期长江口航道面临的机遇、挑战与对策*

历时40年研究和13年建设的长江口深水航道治理工程已于2011年5月实现了12.5 m深水航道正式通航,长江口航道体系格局因此发生了历史性变化,跨入了后12.5 m时代.在对长江口航道现状及问题分析的基础上,探讨后12.5 m时期长江口航道可能面临的各种机遇和挑战,并提出相应的治理对策.     

新形势下长江口航道的开发重点与治理原则*

长江口12.5 m深水航道已进入稳定运行、全面发挥效益的新阶段,长江口还存在北港、南槽等丰富航道资源, 尚有进一步开发的潜力。结合长江口航道发展面临的新形势和新要求,明确指出未来一段时间长江口航道的开发重点是北 港航道。通过总结长江口深水航道治理工程实践经验,探讨新形势下长江口航道治理的总体原则,并根据北港水道沿程河 型特点、河势演变特征及碍航性质的不同,分别对北港上、中、下3个区段提出相应的治理思路及原则。     

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。     

长江口三期工程四个专题科研项目全面展开

长江口三期工程科研项目“长江口航道三期工程航道冲淤及减淤方案研究”、“长江口北槽12．5m航道通过能力研究”、“长江口三期工程河床演变分析研究”和“长江口航道信息平台开发”等4个专题的工作大纲在2007年3月份已通过了交通部专家审查。据悉，长江口航道冲淤及减淤方案研究通过对流场、泥沙场变化对深水航道的影响进行分析，提出有关解决方案，对保障三期工程顺利实施将起到积极作用。对长江口北槽12．5m深水航道通过能力进行研究，将为科学评估三期航道治理工程实施后长江口深水航道的通过能力，充分利用航道资源以及长江口航道发展规划及航道的科学管理发挥重要指导作用。     

长江口深水航道治理工程对潮汐特性的影响

近年来,因长江口上游径流、外海潮汐和河口海洋环境的剧烈变化以及长江口水域河口及海岸工程的大量兴建,特别是规模宏大的长江口深水航道治理工程的建设,可能会导致河口潮汐产生变化。对长江口深水航道工程建设前后长时间序列的11个潮位站潮位资料进行分析,得出长江口近期潮汐特性的变化特征：口外潮汐特性主要受外海潮汐总体变化影响,口内潮汐特性受北槽深水航道治理工程及周边涉水工程建设的影响。     

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.     

长江口新浏河沙护滩堤的防护施工技术

新浏河沙护滩及南沙头通道潜堤工程是长江口深水航道治理工程的重要组成部分.受不利河势变化影响,其整治建筑物局部余排外侧冲刷持续发展,影响了结构的安全稳定.为确保治理效果而实施了本次防护工程.在总结长江口深水航道治理工程经验的基础上,通过对现场水流条件分析及典型施工,在船机设备、软体排加工及施工工艺等方面进行了一系列优化改进,首次在长江口水深30m以上的深水区成功实施了砂袋抛填及软体排铺设,满足了设计要求.     

长江口不同河段近期河床演变特点及碍航特性分析

根据现场调研和多年实测资料,分析和总结了近10 a长江口不同河段河床演变特点及其变化趋势,并结合航道发展规划目标,从航道水深、宽度、走向及稳定性等指标,分析了长江口不同河段的碍航特性。结果表明,长江口多数河段尚未得到有效的人工控制,局部河段航槽稳定性较差,部分航段水深较浅,制约了航道资源的开发利用。为合理开发利用和有效保护长江口航道资源,迫切需要根据近期河势变化特点和碍航特性,进一步明确航道治理基本原则与思路,提出科学合理的工程布置方案。     

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。     

长江口南北港分汊口附近水域河势变化及航道格局调整

近些年,因新浏河沙头部的淤浅,长江口南北港分汊口河段宝山北航道的通航环境转差。为找到有效解决方案,利用地理信息系统(GIS)分析近10年该河段的河势变化,研究航道格局调整方案。结果表明,该水域河槽容积、深泓线平面及等深线变化比较明显,新浏河沙包收缩变小,新浏河沙头部逐渐淤浅并向航道方向移动的趋势仍在发展,现阶段可通过微调航道格局改善通航环境。     

长江口航道规划整治参数及整治方案研究*

综合采用案例和理论分析、河势分析以及潮流数学模型研究等手段,在确定航道整治水位、弯道形态和放宽率 等参数的基础上,服务于现有航道规划目标和功能定位,研究确定了长江口阶段性航道整治方案和整治线,以指导规划期 内的航道建设。研究成果对《长江口航道发展规划》的编制起到一定的支撑作用。     

长江口航道规划整治参数及整治方案研究

综合采用案例和理论分析、河势分析以及潮流数学模型研究等手段,在确定航道整治水位、弯道形态和放宽率等参数的基础上,服务于现有航道规划目标和功能定位,研究确定了长江口阶段性航道整治方案和整治线,以指导规划期内的航道建设。研究成果对《长江口航道发展规划》的编制起到一定的支撑作用。     

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。     

长江下游东流水道航道整治经验总结

长江东流水道是长江下游重点浅险水道之一,该水道航道整治工程是长江干线航道发展规划实施的第一个项目。文中在介绍东流水道整治工程基本思路与具体工程布置的基础上,通过工程建成后几个水文年实际的工程效果分析,总结了该工程取得的经验和教训,为今后长江航道中其它河段航道整治工程设计水平的不断提高提供了参考依据。航道整治工程应顺应河势发展、把握有利时机;整治工程总体设计应综合考虑多方面因素,树立综合治理理念,兼顾各方利益;整治工程理论研究应不断发展创新,为长江水运工程建设事业服务。     

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。     

长江口泥沙输移分析

采用ADCP实测水流资料与悬沙含量实测资料相结合的方法,对长江口悬沙运动进行分析。结果表明,泥沙再悬浮由潮流驱动,造成悬沙含量变化滞后于流速的变化,悬沙含量的峰值滞后于流速峰值。悬沙运动模式与水流基本一致,也存在三种不同形式的悬沙环流输移模式,并分析了潮流量与输沙率之间的关系。     

鸭绿江河口潮汐及水沙输运特征研究

构建以鸭绿江河口为核心的大范围二维潮流泥沙数学模型,研究新边界条件下的大东水道水沙输运特征。结果表明,鸭绿江河口所在的海湾M2分潮等潮时线总体呈南北方向,潮流旋转方向为逆时针方向;潮波自河口外侧向西水道方向,M2分潮振幅逐渐增大,在庙沟港池附近达到最大,潮波浅水变形口外与西水道变幅可达20%;大东水道深槽水流强度明显较大,庙沟港池东南侧水域含沙量最大,自一港池附近水域向外海含沙量呈降低趋势;大东水道欧拉余流和斯托克斯漂流均向海,落潮单宽潮量及单宽输沙量大于涨潮,净潮量、净输沙量均向海,大东水道泥沙输运以大潮期为主,泥沙主要来源为西水道滩涂和大东水道东侧滩涂。     

长江口南槽航道进一步开发的基本思路及框架*

以长江口南槽河势现状及碍航性质为切入点,分析南槽航道开发条件,并探讨其进一步开发的基本思路及框架。研究分析表明,南槽河势在长江口深水航道治理和南汇边滩围垦等工程作用下处于相对稳定阶段,航道开发条件良好,但同时面临九段沙湿地国家级自然保护区和邻近港口航道安全运营等约束限制。为进一步开发南槽航道,应着眼于河口整体性,统筹兼顾、协同开发;立足于航道条件,整体规划、分期推进;注重开发时机,因势利导、择机实施。