长江口南槽航道疏浚工程实施效果与展望

长江口南槽航道疏浚工程2013—2015年现场实测资料表明,工程实施后南槽5.5 m航道实现了疏浚贯通,航槽稳定运行且易于维护,达到了预期的建设目标,并为南槽航道进一步开发创造了条件。同时,提出南槽航道后续开发建设应着重遵循的原则。研究成果可为长江口航道体系建设、上海市滩涂围垦和长江口综合整治等提供技术参考。

长江口南槽航道治理一期工程施工期通航安全管理措施及实施效果浅析

本文总结了长江口南槽航道治理一期工程施工过程中的通航安全管理措施,利用南槽航道一期工程试运行期间(2020年3-10月)的船舶进出港数据进行统计分析,得出南槽航道一期工程治理效果初步显现,长江口整体通航效率的提升,南槽经济效益显著提升。

长江口南槽航道治理一期工程基建性疏浚特点分析

作为“十三五”期全国重点水运工程项目,长江口南槽航道治理一期工程于2020年6月建成并投入试运行。利用南槽6 m航道基建性疏浚工程现场资料分析表明,工程实施过程中南槽6 m航道基建性疏浚取得预期效果,主要呈现5个特点:1)疏浚施工方案合理可行,基建期疏浚工程量与设计预期基本相当;2)新航槽尺度如期实现疏浚贯通,沿程成槽效果有所差异;3)疏浚施工过程管控规范,克服作业水域通航密度高等多项施工难点;4)疏浚土处置合规且部分用于整治建筑物袋装砂充填料,弥补短时用砂不足;5)南槽5.5 m临时航道及时疏通,确保施工期船舶通航安全。同时展望南槽6 m航道运行维护管理要点和后续进一步开发治理设想。

长江口深水航道治理工程实施后南北槽分汊段河床演变

利用1998-2006年的水深测图和南北槽分流、分沙比测量资料,研究了长江口深水航道治理工程实施后南、北槽分流比的变化过程、原因及其与分汊口河床冲淤演变的关系。结果表明,随着长江口深水航道治理工程的实施,北槽落潮分流比总体呈减小的趋势,南槽落潮分流比呈增加的趋势。伴随着南、北槽落潮分流比的南增、北减,南槽进口段(长约18 km)的主槽发生了冲刷,北槽进口段(长约12 km)的主槽发生了淤积,南、北槽进口段河槽总过水断面面积呈下降趋势。北槽落潮分流比与北槽河槽总容积、南北槽落潮分流比与各自进口段的河槽断面平均水深之间均具有较好的相关性,据此,预测了未来南、北槽的落潮分流比和进口段河槽冲淤的平衡量值。

长江口深水航道治理一期工程实施对南槽冲淤演变的影响

根据长江口深水航道治理一期工程开工以来南槽的多次地形资料和分流比资料,详细分析了一期工程实施以来南槽河床的冲淤变化。结果表明:随着一期工程的实施,南槽上段的水流动力不断增强,河床刷深,深槽展宽。南槽中、下段受南槽上段冲刷、底沙下泄的影响,曾出现阶段性的淤积,但随后河床水深便得以恢复。1998-2003年南槽上段共冲刷近0.85亿m3泥沙。一期工程完成后,南槽上段和中、下段季节性冲淤规律不同,上段洪冲枯淤,中、下段洪淤枯冲,季节性冲淤幅度通常都在0.7m以内。南槽南、北两侧的南汇东滩和江亚南沙在淤涨的同时,也分别呈现出洪冲枯淤和洪淤枯冲的季节性变化规律。

长江口南槽航道治理工程生态健康模糊评价

长江口南槽航道是长江口乃至整个长江流域发挥通航、生态作用的关键区域之一。为评估长江口南槽航道一期治理工程对邻近海域以及九段沙生态敏感区的影响,考虑航道的航运、生态、资源节约以及协调等因素,设置完整性及独立性较强的南槽航道治理工程评价指标体系。利用群决策层次分析法赋予权重,采用模糊综合评价法对航道健康水平进行评价,并对结果进行敏感度分析。结果表明:长江口南槽航道工程生态健康水平“优秀”隶属度最高,航道工程生态效果较好。总体上航道治理工程没有破坏航道及生态敏感区的各项功能,并且对于航道的通航功能有很大提高,但对于航道及九段沙湿地生物生境的改善作用较小。评价结果对准则权重的20%~90%幅度波动敏感性不高,具有较高的稳定性和可靠性。

新情势下长江河口南槽河床冲淤演变特征

随着长江流域来沙的锐减、河口涉水工程的建设、生态环境保护力度的加大和通航环境的高效利用,长江口河势将面临着新一轮的调整。以长江口南槽河床冲淤演变为研究对象,采用河床演变分析的方法对南槽近十年来多次水下地形和航道水深数据进行了分析,并对南槽航道治理一期工程效果进行了讨论。结果表明:2010-2018年,南槽主槽整体呈冲刷态势,江亚南沙头部窜沟冲刷发展,沙尾冲刷下延;2018年至今,江亚南沙头部窜沟由冲刷环境转化为淤积环境,其他区域冲淤形势基本未变;南槽断面主槽形态总体稳定,在主槽总体冲刷背景下,“拦门沙”逐渐被削平,加上南槽航道治理一期工程的作用,南槽6 m以深河槽容积明显扩大,且保持较好的稳定性。近期南槽河势变化是流域来水来沙和河口自然、人类活动影响的综合结果,南槽航道治理一期工程对近期江亚南沙的地形变化起到了重要影响,工程有效地控制了江亚南沙河势,遏制了局部冲刷发展的趋势,有利于稳定南槽航道的北侧边界。

长江口北槽深水航道工程对九段沙冲淤影响研究

根据1989～2003年长江口九段沙附近地形图,在地理信息系统软件MapInfo的支持下,分析了北槽深水航道工程对九段沙冲淤演变的影响.在长江来沙减少总的情势下,九段沙总的淤积速率在明显下降,但北槽深水航道工程使局部冲淤形势发生逆转:九段沙顶端到江亚南沙大片区域淤积速率显著增强,沿北槽深水航道南导堤外缘形成一个10 km长的淤积带;九段沙东侧水下三角洲受工程的影响不大,淤积速率持续降低并底端发生冲刷.

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。

长江口深水航道整治工程影响下北槽河床冲淤变化分析

根据长江口深水航道整治工程前后(1998年1月与2008年2月)的地形测图,定量分析工程影响下的北槽河床冲淤变化,结果表明:1)10年间,研究区域内泥沙淤积总量高达3.37亿方,平均淤积厚度1.03m,其中入口段、上段、中段及下段的淤积量分别占淤积总量的16.5%、32.1%、29.6%与21.8%,淤积厚度分别为1.23m、1.12m、1.39m与0.65m;2)坝田泥沙淤积总量3.50亿方,其中航道北侧淤积量占58.3%,淤积分布特征为上段淤积厚度最大,下段次之,中段最小,分别为3.94m、2.44m和0.92m,航道南侧从上游向下淤积厚度逐渐减小,分别为3.32m、3.10m与1.87m;3)主槽整体净冲刷,泥沙冲刷总量0.68亿方,其中航道北侧冲刷量占87.9%,主槽上段冲刷深度最大,平均1.40m,下段次之(南侧0.10m北侧0.79m),中段淤积(南侧1.28m北侧0.59m)。此外,还发现北槽河床冲淤分布,主要受整治工程影响,疏浚抛泥仅影响贮泥坑和抛泥区附近的局部区域,流域来沙量变化对北槽淤积量变化影响很小。

近年来长江口南槽河势演变过程及航道开发建议

南槽是长江口第三级分流南汊道,是上海市重要的船舶航行通道之一,两侧发育两大滩涂资源。根据长江口南槽2002—2013年水下地形数据,结合上游来水来沙和南槽分流分沙资料,对南槽演变进行全面分析,结果表明:南槽上段分流口区持续冲刷,处于不稳定状态;中段主槽区域基本处于"槽冲滩淤"状态;下游拦门沙河段基本处于稳定状态。在人为因素和自然条件的双重影响下,南汇边滩处于"滩动槽稳"态势,而九段沙一侧处于"滩稳槽动"状态。目前河槽深泓线摆幅很小,适宜航道继续的开发。

长江口南槽航道治理一期工程开工

12月29日,长江口南槽航道治理一期工程正式开工建设。南槽一期工程位于长江口南槽航道上段,上游顺接长江口深水航道分流鱼嘴南线堤,堤身沿江亚南沙南缘向下,总长约16km,工程主要建设内容包括沿江亚南沙南缘向下游建设1条护滩堤,以及护底、堤身范围的灯桩基础(不含灯桩)。工程主要采用半圆形混合堤、袋装砂斜坡堤、抛石斜坡堤3种堤身结构形式,工程合同总额约为10.2亿元。

长江口深水航道一、二期工程建设以来北槽河段的冲淤演变

利用长江口深水航道治理一、二期工程实施前后的水下地形资料,在GIS软件及相关的统计分析软件的支持下,分析了治理工程对北槽拦门沙河段的影响。结果表明:整治工程使得河道平均水深增加,河床上下平顺相接,河床横断面形态趋于均匀,河势趋于稳定。至2005年初,北槽河道上段水深比工程前的1998年初平均增加了1.34m,中段则淤浅0.63m,下段刷深0.81m,河床纵向上变得和缓、平顺;丁坝段的冲刷南侧的强度较北侧大,中下段河槽北偏,深泓从原来的东南-西北走向改呈东西向,全槽形成了一条上下段平顺相接的微弯自然深泓线,河槽的形态也从工程前的宽缓或陡峭形变为均匀的“V”字形;下游河段没有产生新的航道拦门沙。

长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征

基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006,2008和2011年洪季大潮、2006,2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料,分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。分析结果表明:①中上段浅水分潮性质增强,且M_4分潮和M_2分潮的振幅变化幅度远大于M_2分潮;中段洪、枯季大潮平均潮差均减小;②中段M_2分潮流垂线平均长轴洪季大潮增大、枯季减小,长轴向均向北偏转且椭率减少;洪、枯季大潮涨、落潮平均流速均减小,优势流减小;③余流为中段含沙量贡献最主要的驱动力,其次是M_4分潮,随后为M_2分潮;中段洪、枯季涨落潮平均含沙量均增多,优势沙减小;④中上段潮动力非线性特征加强主要受三期工程中上段缩窄加深工程的影响;南导堤加高工程是中段流速减小的主要原因;洪、枯季优势流、优势沙的差异主要受上游来水来沙的影响;泥沙再悬浮是中段悬沙的主要来源,且洪、枯季含沙量差别主要受上游来水来沙及潮流动力强度控制。

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。

长江口南槽5.5m航道维护特点

利用2013—2015年南槽航道疏浚现场资料,分析南槽5.5 m航道维护特点,并探讨南槽5.5 m航道维护形势。结果表明,近3年来南槽5.5 m航道整体保持易于维护的良好局面,其维护特点主要表现在3个方面:1)航道疏浚部位主要处于九段灯船附近局部浅区;2)航道回淤呈现洪淤枯冲的年内季节性差异;3)航槽目前水深不易受台风骤淤影响。鉴于现阶段5.5 m航道维护特点,南槽航道仍将保持整体易于养护的良好局面。

长江口南槽航道治理方案展望

根据长江口船舶及运量发展预测,为满足长江经济带发展国家战略需要,应尽快实施长江口南槽航道治理工程。分析了近年来长江口南槽及相邻水域河势变化情况、演变趋势和碍航特性等;提出了南槽航道治理应有利于长江口的综合治理、航道治理与生态环境保护有机协调共赢发展等治理原则,以及"限流、护滩、稳槽"和"导流、增深、减淤"等治理思路;研究提出了南槽航道治理工程方案,经初步分析可以达到预期的治理目标。

浅析长江口南槽航道进一步疏浚的必要性

为了充分发挥长江口南槽航道通航功能,有效减缓北槽深水航道通航压力,在对长江口南槽航道5.5m水深疏浚航段进行效果评价的基础上,结合引航工作的实践与经验,阐述长江口南槽航道应进一步疏浚的必要性。

基于IWRAP模型的长江口南槽航道整治工程通航安全风险分析

为了保障长江口南槽航道整治工程施工期间的通航安全,降低对施工水域通航环境和船舶航行安全的不利影响,对长江口南槽航道整治工程进行通航安全风险分析。采用IWRAP模型计算船舶发生对遇碰撞、交叉碰撞、追越碰撞的概率,并对工程施工期间的通航安全风险进行评估。计算结果表明,在航道船舶流量较大、施工船舶穿越航道频次较多时,航道(工程施工航段)整体通航风险较高。采取布设警示标志、警戒船、应急拖船和完善交通组织方案、通航管理规定等措施,可有效保障施工期工程航段的通航安全。

基于运输组织方式及船型匹配的长江口南北槽航道货运量预测

为论证长江口南槽航道治理一期工程的必要性,通过主要货类的运输组织变化、流量流向及其匹配船型分析,确定不同货类在南北槽航道运输中的分担比例,预测未来长江口南北槽航道分货类货运量的发展趋势。结果表明:南槽航道货运量仍将保持较快增长,2020年后随着北槽航道通过能力日益紧张,南槽航道货运需求增速有望快于北槽航道。