航道港口的泥沙淤泥问题及处理措施.doc

1、航道港口的泥沙淤泥问题及处理措施摘要：随着我国经济的飞速发展，各种新兴行业迅速崛起，航道运输方式也得到了长足发展。航道就是在湖泊、港湾等水域里为船舶提供安全的航行通道。而港口则是为船舶的停靠和安全进出提供的有利条件。如果航道和港口出现了泥沙淤积的问题，那么就必须要解决它。但要如何解决呢？这就是我们要研究的问题。 关键词：航道港口；泥沙淤泥；问题处理 中图分类号：U61 文献标识码：A 文章编号： 引言 随着我国经济的飞速发展，各种新兴行业迅速崛起，航道运输方式也得到了长足发展。航道就是在湖泊、港湾等水域里为船舶提供安全的航行通道。而港口则是为船舶的停靠和安全进出提供的有利条件。航道港口泥沙会因

2、其海域环境的不同影响作用产生不同的结果，一般在多股水流的共同作用影响的河口湾，会受到不同径流、不同潮型及岛屿、边界的影响，令其在不同湾内部位形成各异的泥沙分布与水流运动特征，因此我们需依据海域的综合环境影响对该类水流泥沙现象展开深入研究。1 工程海域泥沙的特点 工程海域主要部分在伶仃洋。伶仃洋是河口湾，呈西北偏北、东南偏南的喇叭形状。伶仃洋西北有四个口门注入，在地貌上呈现“三滩两槽”的基本格局，三滩指的是西滩、中滩和东滩，二槽指的是西槽和东槽。伶仃洋水沙运动的主要动力是强劲的潮流、随季节而变的径流和湾外的高盐度潮汐水流。 1.1 输沙和径流。珠江是西江、北江和东江的总称，水量丰富，经过八大口门

3、入海的多年平均径流总量为 3020 亿立方米，平均含沙量为 0.28千克/立方米。对比多年实验含沙量的变化可以看出，随着珠江水系上游一系列水库和水土保护工程的建设，并受人为采沙的影响，使珠江上游下泻泥沙减少，伶仃洋四大口门含沙量呈下降趋势，这种变化对伶仃航道环境泥沙改善积水深维护都是有利的。 1.2 潮汐。伶仃洋的潮汐属于不正规半日混合超类型，每日出现两次高潮和两次低潮，但潮高和潮时存在着明显的日朝不等现象。 1.3 含沙量。伶仃洋海域含沙量的分布，一般规律是西北高，东南低，河口大于两槽，上段大于下段，底层大于表层，伶仃水道大于矾石水道，洪季大于枯季，悬沙平均值中粒径约为 0.006 毫米，为

4、粘土质粉沙。而伶仃航道年平均含沙量仅介 0.080.13 千克/立方米之间，属于低含量沙特征是非常明显的。 1.4 底面质量。在伶仃洋海域，由于沉积物来源不同，沉积物的组成也有所不同。经 1991 年、1999 年和 2007 年三次取样结果的比较，川鼻水道和中滩海域基本保持不变，其余海域均出现粗化现象。 1.5 盐度的变化。从 1991 年、1992 年和 2007 年大范围实际测量盐度的结果来看，伶仃洋盐度的分布的规律为，枯季大于洪季，地不大于表层南部或东南部大于西部。因此，随着伶仃水道的高盐、低沙海水入侵量的明显增强，无论对于南沙港区建设韩式伶仃深水航道进一步浚深都将会朝着有利于减少淤积

5、的方向发展。 2 解决泥沙淤泥的方法 港口是确保船舶顺畅进出与安全停靠的基础环境条件，航道则是在港湾、湖泊等水域中提供船舶安全航行的畅通通道，倘若港口与航道中产生了泥沙淤积便会对船舶的通行、运输、停靠造成不良安全影响，因此为有效解决该类不良问题我们可采用数学模型应用于水流泥沙进行科学计算处理。 水流泥沙数学模型的应用。与先进的国际水平相比，国内水流泥沙数学模型及计算机的应用虽然起步比较晚，但是进步的速度却非常快，尤其是在 20 世纪 90 年代后，在这方面的进展就更是突飞猛进。对于解决广州港的泥沙淤泥问题，是必须要用到这种高科技的。它是基于 TK-2D软件的二维潮流数学模型而建立的。二维潮流的

6、基本方程包括连续性方程和动量方程。而基本方程的定解条件包括边界条件和初始条件条件。对于边界条件来讲，要取开边界流速、潮位的实测、分析值，固边界则取流速的法向分量为零。对于初始条件，流速一律取零值，潮位则取初始时刻的值。数值的计算方法，则是基于三角形网格的有限差分数值方法，在时间方向采用上采用向前差分格式，空间导数则是采用显示离散格式。 水流泥沙计算过程中的动态监视计算鱼的确定和网格剖分，首显要先确定整个计算区域的范围。南边界在大万山岛以南的纬度线，北边界在虎门附近的纬度线，西边界的精度线，东边界的精度线以及东西的距离、南北的距离。整个计算域包括伶仃洋西四口门、香港水道、伶仃洋外万山群岛。用不规

7、则的三角形网格剖分计算域，考虑大大小小的岛屿一并计算在内。三角形网格能够较好的概括了伶仃洋内外复杂的海岸线、岛屿和地形特征。能够计算出最大空间的步长、最小空间步长、三角形网格节点、三角形的单元个数。模型的外海开边界潮位资料是由中国近海潮汐模型 chinatide 计算确定。 最后进行模型验证，如果模型的验证值和实际的测量值能够基本吻合，涨落潮流态与海区地形轮廓相符，那么这个验证就是成功的。可以应用本模型对计算海区的各种工程方案的潮流场进行模拟计算分析。 3 其他高新科技解决的方法 信息时代，各类先进的现代化高科技技术应用于社会各个领域并取得了不俗的效果，因此我们应在港口航道淤泥处理研究中积极引

8、入创新理念，尝试采用高科技技术提升淤泥处理效果。卫星遥感技术便是一项新型的综合科学技术，在社会经济生产领域中得到了广泛的应用。近年来相关研究人员基于原有工作主体面向应用展开研究，并紧密结合各类工程的实际状况、现实特征对遥感模型进行了改进升华，令其分析技术进行了进一步完善，并科学构建了水域中针对泥沙含量的定量遥感分析模式，可基于海岸区域的不同季节产生的不同涨落潮流特征、悬沙具体的分布特征、泥沙来源与移运特征展开分析追踪研究，进而全面提升处理 精度。 4 泥沙淤泥问题的研究方向 我国国民经济的飞速发展，令各类港口航道运输、通行需求越来越丰富，进而对港口航道承载、运输能力及环境有了更高的要求水平，因

9、此为确保安全、高效的航道通运我们必须有效解决各类修建、维护工程中产生的较为复杂、动态变化的泥沙淤积问题。由宏观层面来看，国际上对泥沙的相关研究朝着手段更先进、理论更深化的方向科学发展，较多的理论基础研究被人们广泛重视，并引入了许多高新科技含量研究技术手段，最为突出的便是计算机相关技术应用。综观国内外发展状况，在今后的研究中我们应着重探讨水利泥沙的相关基础理论研究、有关大河大江的防洪治理技术、海岸河口的演变与有效的治理、航道港口的整治相关技术、环境保护及泥沙治理、辅助技术的综合研究等。 结语 总之，基于港口航道的重要性我们只有树立环境保护意识，科学分析海域泥沙特征、制定切实有效高科技含量的泥沙淤泥处理技术方案及相关策略，明确今后研究处理方向，积极主动应用新型处理技术，才能切实提升淤泥处理效益，确保营造优质、良好、安全的港口航道环境，为港口通行运输创造良好的经济效益与社会效益。 参考文献： 1李孟国，张华庆.海岸河口多功能数学模型软件包 TK-2D 的研究与应用J.水道港口，2006（27）. 2韩西军，杨树森.广州港南沙港水深航道水沙问题研究J.水动力学研究与进展，2008（23）. 3林光裕，邵曦帆.广州港出海航道二期工程初步设计说明书R.广州：中交第四航务工程勘察设计院，2005