长江南京以下12.5 m深水航道治理工程口岸直水道整治工程效果对比分析

为达到长江口深水航道上延至南京的目标,长江南京以下12.5 m深水航道二期工程在口岸直水道实施航道整治工程,主要包括落成洲头部潜堤及丁坝、右汊护底带;鳗鱼沙潜堤和护滩带。文章根据口岸直水道航道整治工程实施后的实测数据,与设计阶段数模物模预测结果进行对比分析,综合分析工程前后在河势变化、流场变化、汊道分流比变化、航道维护量等方面的实现情况。结果表明:工程实施以后,达到了预期的航道整治目标,工程治理方案合理,航道整治效果符合预期,可为长江中下游潮汐分汊河段航道整治提供参考。

长江南京以下12.5m深水航道治理工程福姜沙水道整治工程效果对比分析

为达成长江口深水航道上延至南京的目标,长江南京以下12.5m深水航道二期工程在福姜沙水道实施航道整治工程,主要包括福姜沙左缘丁坝、双涧沙头部潜堤、潜堤北侧丁坝及南侧丁坝。根据福姜沙水道航道整治工程实施后的实测数据,与设计阶段数物模预测结果进行对比分析,综合分析工程前后在河势变化、流场变化、航道维护量等方面的实现情况。结果表明:1)工程实施以后,双涧沙沙头冲刷趋势得到较好的控制,上游侧沙头及潜堤北侧丁坝附近淤积明显,沙体体积明显增大。2)福姜沙左缘中上段冲淤相对稳定且总体呈现淤积态势,下段局部存在冲刷。福姜沙左缘沙体体积及面积总体有所增大,整治工程护滩固沙效果较好。3)福姜沙水道整体分流格局未发生显著变化,仅整治建筑物周边水域流场存在调整。4)航道维护量有所增加。工程达到了预期的航道整治目标,工程治理方案合理,航道整治效果符合预期,可为长江中下游潮汐分汊河段航道整治提供参考。

长江口12.5 m深水航道运行初期的疏浚效益评价

构建疏浚货运比、疏浚单方经济效益2个相对指标,同时结合疏浚土的综合利用,评价长江口12.5 m深水航道运行初期的疏浚效益。结果表明:2011—2015年长江口深水航道疏浚货运比趋于下降,已由运行首年的1 083 m^3/万t降至2015年的765 m^3/万t,降幅近30%。近5年来,深水航道疏浚单方经济效益增加明显,2015年已达到142元/m^3,远高于目前国内疏浚费用单价。同时,用于滩涂围垦的航道疏浚土数量相当可观,有利于控制疏浚和造地成本,实现提高长江口疏浚土利用率和增加上海市土地资源战略储备量的双赢局面。当前长江口12.5 m深水航道已进入全面发挥效益的稳定运行阶段。

长江南京以下沿江港口对12.5m深水航道的效益响应

将长江南京以下9个规模以上沿江港口作为12.5m深水航道的受益对象,利用2009—2017年港口吞吐量资料分析评价12.5m深水航道开通对长江南京以下沿线港口的影响及实际效益。结果表明,12.5m深水航道开通以来沿江港口货物总吞吐量整体呈平稳增长态势,2016年初通至南京后,货物总吞吐量年增长率达到8%;2017年南京以下主要港口完成的货物总吞吐量(24.25亿t)是2009年深水航道开通前的1.8倍;深水航道开通后集装箱吞吐量涨幅最明显,散杂货吞吐量占比则较开通前略有下降;12.5m深水航道开通8年来,南京以下沿江港口经济效益整体呈平稳增长态势,2017年产生的港口经济效益(13.4亿元)比2010年增长近60%。未来随着航道、船舶以及沿江港口码头等条件的持续改善,12.5m深水航道的综合效益还将进一步凸显。

长江南京以下12.5 m深水航道治理工程仪征水道整治效果分析

为达成深水航道上延至南京的目标,长江南京以下12.5 m深水航道二期工程在仪征水道实施航道整治工程,采用潜堤和丁坝的形式,守护世业洲洲头及右缘低滩,限制左汊进一步发展,增大右汊中上段航槽水流动力,改善航道条件。工程实施以后,整治建筑物掩护区内滩面淤积,左汊分流比减小2%~3%,右汊进口段航道浅段流速增加0.2 m/s左右,航道水深由10.5 m提升至12.5 m,水深条件明显改善,航道维护量较小。工程达到了航道整治目标,工程治理方案正确,航道整治效果显著,可为长江下游潮汐分汊河段航道整治提供参考。

长江口12.5 m深水航道运行5年沪苏两地的效益响应

选择上海市及江苏省2个地区作为长江口深水航道受益对象,从宏观经济效益和社会效益2个层面分析评价长江口12.5 m深水航道运行5年沪苏两地的效益响应。结果表明,沪苏两地沿江港口的疏浚吞吐比整体有所下降,近5年降幅分别近15%和25%,2015年已分别减小至949 m^3/万t和327 m^3/万t。2011—2015年,沪苏两地因12.5 m航道产生的疏浚单方GDP增长量分别为目前国内疏浚成本单价的15~20倍和40~60倍,疏浚净效益相当可观。随着12.5 m深水航道江苏段的投入运行和沿江港口码头的改造升级,长江口深水航道的疏浚效益还将进一步增加。

长江口12.5m深水航道回淤特征

针对长江口12.5 m深水航道的回淤问题,收集整理了2010—2012年的航道回淤资料和水文测验资料,研究了航道回淤的时空变化特征及其与径流、潮流和含沙量的关系。结果表明:航道回淤呈洪季大、枯季小的年内变化特征,大风骤淤明显;航道回淤沿程主要集中在南港—圆圆沙段和北槽中下段,其回淤量占全航道的80%以上。南港—圆圆沙段回淤的泥沙颗粒以细砂为主,回淤强度与径流的关系不密切,与潮流的关系表现为大潮大、小潮小。北槽航道回淤泥沙颗粒以粉砂为主,回淤部位随径、潮流变化而变化,表现为径流增大,回淤部位下移;潮动力减弱,回淤部位上提。长江口拦门沙水域泥沙的再悬浮,可能是航道淤积最主要的泥沙来源。

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。

长江口12.5m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%。

长江口深水航道回淤强度与潮汐动力相关性分析

长江口12.5 m深水航道的回淤监测资料表明,航道回淤强度大小和潮汐动力强弱存在较好的负相关关系,即大潮-中潮-小潮过程(动力减弱期),北槽实测回淤强度大;而小潮-中潮-大潮过程(动力增强期),北槽回淤强度则变小,目前的疏浚工程仅考虑大通流量的影响而忽略了外海潮汐的贡献,疏浚强度的安排明显与回淤强度不匹配。根据疏浚强度、回淤强度、潮汐动力间的相关关系来看,未来可深入研究长江口北槽深水航道潮汐动力过程和疏浚安排对回淤强度的影响,探索"疏浚-回淤"与"大通流量-外海潮汐"间的制衡关系,以及该关系对航道的宏观、微观冲淤环境的影响,这样才有利于寻找出一套较为合理的疏浚力量配置管理原则,有利于最大限度地提高疏浚效率,为长江口深水航道疏浚资源的优化配置及航道减淤提供新的思考空间。

长江口北槽航槽开挖对水流及河势的影响

基于试验数据和实测地形,初步分析了航槽开挖对长江口北槽水流及河势的影响。结果表明:1)12.5 m航槽开挖引起北槽主槽尤其航槽内流速显著增加;2)在计算北槽航槽开挖后槽内流速时,乐培九公式计算结果吻合较好;3)12.5 m航槽开挖对北槽河势变化产生显著影响,是引起2009年以后北槽河势显著变化的一个主要原因,因此在分析评价长江口深水航道以及其它相关的航道整治工程治理效果时,应充分考虑航槽开挖所带来的影响。

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。