长江南京以下12.5m深水航道一期工程半圆形构件混合堤深化研究

阐述了半圆形构件不同方向、不同开孔率的系列试验研究,研究成果进一步深化探索了波浪对半圆形构件混合堤的影响及波浪力的变化规律,为长江南京以下12.5 m深水航道一期工程和后续建设项目期间辅助性试验验证提供相应的技术支持和指导。

长江口12.5m深水航道运行状况及特点

基于海事部门船舶运输管理系统(VTS)资料及交通运输部长江干线货运量统计资料,对长江口12.5 m深水航道运行状况及特点进行分析,并探讨当前深水航道通航压力的缓解对策及建议。研究表明:长江口航道货物通过量快速增长,重进轻出态势进一步发展;通航船舶运营组织方式发生一定变化,船舶朝大型化方向发展,尤其船宽超过45 m以上大型船舶数量增加明显,长江口12.5 m主航道的双向通航能力尚显不足。为缓解当前乃至未来一段时间内长江口深水航道通航压力,宜加快长江口航道体系建设的实施步伐,并适时加强长江口主航道拓宽可能性的研究。

长江南京以下12.5m深水航道治理工程落成洲河段整治效果

长江南京以下12.5m深水航道二期工程在落成洲河段采用潜堤、丁坝和护底带等航道整治工程,以防止右汊进一步冲刷发展,增强左汊浅段动力,改善航道条件。为论证落成洲河段整治工程实施后的整治效果,基于实测地形、水文资料,系统对比落成洲河段整治工程实施前后滩槽演变、汊道分流分沙比调整、固滩效果、航道条件改善等。结果表明,工程实施后,落成洲洲头及丁坝掩护区淤积明显,洲头冲刷后退的态势得到有效遏制,左汊分流比增加约4%,丁坝挑流区流速增加0.2m/s左右,航道水深由10.5m提升至12.5m,整治建筑物总体实现整治意图,但须关注三益桥边滩淤长对深水航道的影响。

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。

长江南京以下12.5m深水航道一期工程整治物模试验效果

针对太仓至南通河段两个重点碍航河段——通州沙水道和白茆沙水道的碍航特点,实施长江南京以下12.5 m深水航道一期工程,目标是使12.5 m深水航道从目前的太仓港上延至南通港。通过动床物理模型试验对该一期工程平面方案进行研究。研究结果表明:一期工程能起到较明显的沙体守护效果,通州沙顺堤和齿坝能遏制通州沙及狼山沙沙体左缘的冲刷后退,并能遏制狼山沙窜沟的冲刷发展,且狼山沙东水道碍航浅段水深条件有所改善。一期工程亦能起到较明显的白茆沙沙体守护效果,能遏制沙头冲刷后退的趋势,该工程对白茆沙头部南侧的小沙包有较明显冲刷作用,白茆沙南水道进口段有一定程度冲刷,航行条件改善。因此预计一期工程可以达到工程建设目标。

长江口12.5 m深水航道运行期维护疏浚效率分析

文章以长江口12.5 m深水航道维护疏浚工程为例,利用公式计算和现场船舶资料分析,结合航道回淤特点、疏浚工况条件及疏浚船舶性能等因素研究长江口12.5 m深水航道运行期的维护疏浚效率。通过总结、计算发现维护区段航道回淤量在时间和空间分布上高度集中、深水航道大型船舶通航密度大和贮泥坑使用率低是影响深水航道维护疏浚效率的3个主要因素。该工程根据航道回淤特点合理调配疏浚力量、科学制定疏浚船舶施工计划、增加疏浚土抛坑船次等进行改进,改进后疏浚船舶单船装载量提高约10%,施工时间利用率提高约5%,平均日施工船次提升16%,总体上长江口12.5 m深水航道的维护疏浚效率可提高15%~20%。

长江南京以下12.5m深水航道一期工程整治效果多水文条件物模研究

针对太仓至南通河段两个重点碍航河段——通州沙水道和白茆沙水道的碍航特性,实施长江南京以下12.5 m深水航道一期工程,目标使12.5 m深水航道从目前的太仓港上延到南通港。通过动床物理模型试验对该一期工程的平面方案在平常水沙2 a和丰水年条件下进行了对比研究。该工程方案的通州沙工程能起到较明显的沙体守护效果,通州沙顺堤和齿坝能遏制通州沙及狼山沙沙体左缘的冲刷后退,并能遏制狼山沙窜沟的冲刷发展,且狼山沙东水道碍航浅段水深条件有所改善。白茆沙工程亦能起到较明显的沙体守护效果,能遏制沙头冲刷后退的趋势。该工程对白茆沙头部南侧的小沙包有较明显冲刷作用,白茆沙南水道进口段有一定程度冲刷,航行条件改善。对比分析表明方案在1 a丰水条件下对河床的调整趋势与两年平常水沙年条件下的试验结果基本一致,但工程效果略有减弱,总体上来说该工程方案在两种水文条件下均可以达到工程建设目标。

2015年长江口航道运行维护特征分析

以大量工程现场资料为基础,初步分析2015年长江口航道运行维护特征,以及今后一段时期深水航道维护形势。分析表明,通过维护性疏浚,2015年长江口航道运行状况良好,12.5 m深水航道已进入全面发挥效益的稳定运行阶段。2015年南港北槽12.5 m航道维护疏浚强度总体仍保持时空相对集中的分布特征。与2011—2014年相比,2015年南港及圆圆沙段疏浚强度下降近15%,全年1—12月疏浚强度也普遍有所降低,这主要与南港河床地形条件和周边河势的改善,以及疏浚工艺与管理的优化有关。今后一段时期,在长江口河势格局及水沙动力环境整体稳定的前提下,12.5 m深水航道维护态势总体可控,且趋于向好。由于航道回淤时空分布特征未发生根本改变,后续长江口深水航道的重点维护时段和区段依然是夏秋季(6—11月)和北槽中段。

福姜沙水道双涧沙守护工程水动力特性

通过河演分析和河工模型试验,对福姜沙河段双涧沙守护工程进行水动力特性研究。河演分析表明,双涧沙浅滩处于多级分汊段,沙体冲淤和洲头频繁进退是各汊河床冲淤变化和航道条件稳定的关键所在。从潮位、流速和汊道分流比等方面,对前期研究推荐的"人字形"双涧沙守护工程实施后的护滩效果及其对河势、防洪和周边的影响等进行了研究。研究结果表明,工程实施封堵了窜沟、减小了双涧沙上的越滩流,双涧沙及其滩槽格局趋于稳定,可改善现有航道条件,为后续12.5 m深水航道线路选择和治理奠定基础。

口岸直水道治理思路和工程布置

口岸直水道是长江南京以下12.5 m深水航道二期工程重点整治河段之一。基于多年实测地形资料对口岸直水道的河床演变趋势等进行了深入分析,形成了口岸直水道12.5 m深水航道治理思路,提出了工程治理方案,并采用非均匀、不平衡输沙平面二维潮流泥沙数学模型对方案效果进行了计算分析。分析计算表明:口岸直水道河势总体稳定;落成洲左汊放宽段存在过渡段浅滩,过渡段浅滩航道条件随水文年过程的不同而存在好坏变化;鳗鱼沙心滩在不同水文年冲淤变化频繁,但受上游来沙大幅减少的影响,冲刷、萎缩是鳗鱼沙沙体变化的主要方向或趋势。该水道航道治理的基本思路应以稳定落成洲头部和鳗鱼沙心滩的守护工程为主,并配合丁、潜坝适当增加浅区的冲刷能力。通过工程措施可以达到12.5 m深水航道治理目标。