挖槽回淤物粒度变化对航道回淤的影响

根据吕四海域地形、水文、泥沙和浅层柱状样观测资料的分析,研究航道浚深后回淤物的粒度变化过程及其对航道回淤的影响。研究表明,航道浚深后,航槽内底质呈明显粗化现象,底质中值粒径由浚前的0.045~0.071 mm增加至浚后的0.128~0.135 mm,0.005~0.062 mm的细颗粒组分由36.0%减小至8.9%,0.075~0.250 mm粗颗粒组分由37.9%增加至78.2%,疏浚船舶的水力分选是泥沙组分变化的主要因素。吕四海域航道泥沙回淤形式为悬沙沉降和底沙推移共同作用的结果,夏季7—8月试挖槽内回淤强度较大,回淤泥沙颗粒较细,冬季10—12月回淤强度较小,回淤泥沙颗粒较粗。根据粒度谱计算结果,正常天条件下悬沙沉降对航道回淤的贡献率约为15%,夏季贡献率高于冬季,大风天可增至30%~40%。回淤贡献率的计算方法可为类似工程的回淤研究提供借鉴和参考。     

港珠澳大桥沉管隧道试挖槽回淤特征分析

在研究伶仃洋水沙运动规律的基础上,依据港珠澳大桥沉管隧道试挖槽现场实测的17组水下地形资料,并结合γ-射线密度仪在试挖槽基槽及边坡进行的浮、淤泥重度探测结果,对试挖槽的泥沙回淤特征进行分析,获得了试挖槽回淤的速率变化及分布特征,明确了稳定边坡的坡比,区分出槽内浮泥层和淤泥层的厚度及其变化趋势.本文还分析了洪水和台风对挖槽回淤的不同影响,指出由枯转洪的首场洪水会明显增加淤积.另外,还对3种不同频率超声测深的对应数据进行了统计分析,发现多波束与低频测深仪所测数据之间存在0.30 m的水深差值,与现场实测的浮泥厚度基本吻合.     

珠海港高栏港区航道回淤估算研究

根据珠海港多年实测资料及已有的研究成果,在分析该区水流和泥沙特性的基础上,建立了含沙量与水流要素的关系,并根据泥沙运动方程导出该区航道回淤估算公式。通过潮流计算结果和该区多次实测地形资料,率定综合系数,验证推导公式,并将该公式应用于高栏港区航道的回淤估算,结果与实际符合较好.     

虾峙门航道回淤研究

虾峙门口外海域为顺时针旋转流。本文在分析本海域潮汐、潮流、波浪、泥沙特性的基础上，建立含沙量场，并根据旋转流作用下航道回淤的特点，初步估算了开挖航道的回淤量。研究表明：从航道回淤及维护的角度考虑，虾峙门口外开挖２０￣３０万ｔ级航道是可行的。     

虾峙门航道回淤研究

虾峙门口外海域为顺时针旋转流。本文在分析本海域潮汐、潮流、波浪、泥沙特性的基础上，建立含沙量场，并根据旋转流作用下航道回淤的特点，初步估算了开挖航道的回淤量。研究表明:从航道回淤及维护的角度考虑，虾峙门口外开挖２０～３０万ｔ级航道是可行的。     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道原来的基础上加深，均为可行。     

淤泥质海岸挖槽回淤预测的沉积动力学途径：以杭州湾试挖槽为例

在淤泥质河口、海岸地区，港池和航道开挖后，挖槽内外经历着冲淤交替过程，在挖槽中由于水流作用的弱化，使得槽内淤积增加而冲刷减少，并随槽内深度增加而产生净淤积（即回淤）。挖槽回淤的沉积动力学途径，是建立在对冲淤机理分析和冲淤过程的合理概化基础上，可以构造半经验的回淤预报公式，也可为冲淤数学模型提供合理的结构和参数，关键是采用水动力强度指标，即水流及波浪引起的底部切应力τ（或摩阻流速Ｕ）来界定冲淤发生的条件和衡量冲淤发生的规模；此外还必需分析和表达挖槽工程区域水体含沙量的时空分布；工程区沉积物的平面及柱状分布及其物理力学指标、沉速、淤积切力、冲刷切力、固结过程、流变参数等的实验测定。本文以杭州湾试挖槽工程为实例，通过沉积动力学各项参数的取得，进行东槽、西槽两个试挖槽回淤预报的数值计算，取得了与实际观测相一致的结果，从而论证了挖槽回淤预报过程中进行沉积动力学途径研究的重要性和必要性。     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚回淤过程的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河段在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚加淤的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。     

高栏港区泥沙回淤时空变化实测资料分析

根据高栏港区2002年6月-2005年9月期间多次实测水下地形资料,结合以往的研究成果,在分析淤积泥沙来源的基础上,从时间、空间分布等方面,对珠海港高栏港区航道泥沙回淤状况进行了研究.     

珠江口伶仃洋深水航道开发方案的回淤研究

根据伶仃洋的潮流、含沙量及水下地形的变化特点，对黄埔出海航道在伶仃洋的选线方案作了分析计算。选用泥沙回淤计算公式预报了各航道开挖后的回淤量。用伶仃西航道和蛇口五湾航道开挖后的实测结果进行淤积验证，计算值与实测值符合较好。伶仃东航道泥沙的回淤量少于伶仃西航道；铜鼓东航道也少于铜鼓西航道。无论开发伶仃东航道或是在伶仃西航道的基础上加深，均为可行。     

沙质海岸外航道回淤计算方法及其检验

开挖航道的泥沙回淤已经有相对成熟的计算公式,但各公式及其参数的选取需结合具体海域及泥沙条件而定.在沙质海岸外航道回淤计算中,应考虑底沙和悬沙两种形式的淤积.针对现有公式的理论基础及适用条件,探讨了采用组合公式进行计算的方法及可行性.采用半理论半经验公式(刘家驹公式和罗肇森公式)估算了铁山港规划方案外航道开挖后的回淤强度,比较工程竣工和历时一年半后航道地形测图,该方法预报的回淤成果符合实际,说明在沙质海岸采用刘式计算悬沙落淤、采用罗式计算底沙回淤,组合得到航道回淤强度是一种有效的计算方法.     

珠海港高栏港区疏浚对港区泥沙回淤的影响分析

根据高栏港区已建港口在1999-2005年间多次实测的水下地形资料和疏浚资料,分析港口、航道疏浚对港区泥沙回淤的影响。分析结果表明:港口、航道疏浚对回淤的影响较大,港区疏浚引起的回淤率约为疏浚量的18%;疏浚对港区的影响程度不均,与港区各区域疏浚程度、年回淤厚度、水动力条件等因素相关。     

长江口深水航道(一、二期工程)回淤变化

利用长江口深水航道回淤资料,研究了北槽航道回淤的时空变化特征及其对流域来水来沙、河槽地形的关系.长江口深水航道治理一、二期工程实施后,北槽航道年淤积强度明显下降,工程治理效果得以显现.从空间上看,一、二期工程航道回淤的峰值位置和重心位置经历了下移和上提的过程.从时间上看,一、二期工程后北槽航道回淤年内呈现洪季多淤、枯季少淤;洪季淤积位置下移,枯季淤积位置上提的变化特点,季节性上、下移动约7～11km.深水航道淤积的泥沙来源有多种,仅流域悬沙输沙量减小并不能明显降低深水航道的回淤量.     

长江口深水航道回淤二维数值模拟分析

长江口深水航道整治工程位于长江口北槽,分三期完成。工程实施后,航道内每年均出现严重回淤现象,航道疏浚维护费用巨大。通过建立长江口深水航道二维数学模型,计算了1997、2001、2005、2009年4个不同时间段典型断面涨落潮流量,分析了长江口深水航道工程实施期间涨落潮流量的变化情况,探讨了航道回淤的原因。一期工程使航道中段落潮流量减小而上段落潮流量增加,二期工程后航道整体落潮流量减小,三期工程的实施减缓了航道落潮流量减小的趋势,而航道内落潮流量的减小可能是出现严重回淤的水动力原因。     

长江口深水航道回淤量时间序列混沌特征分析

针对长江口深水航道回淤分布情况,以回淤最严重的H~N段为中间段P2段,H段以上为P1段,N段以下为P3段,将全部航道分为3段。采用混沌理论对深水航道全段及各分段回淤量时间序列的饱和关联维数以及K2熵进行混沌特征分析。各分段的饱和关联维数变化范围为1.80~2.15,K2熵变化范围为0.08~0.12;全段的分数维与K2熵的值大于各分段,分别为2.93和0.16。各分段的饱和关联维数研究表明,长江口深水航道回淤量的时间序列具有混沌特征,全段混沌特征的复杂性高于各分段。根据2011年,2012年和2013年长江口深水航道回淤量的时间序列,利用混沌方法对深水航道未来回淤量进行预测,各分段可预报时间尺度最多为1年,全段的可预报时间尺度为半年。给出了长江口深水航道全段及各分段回淤动力系统数学表达式的一般形式,全段需要3~6个状态变量,3个以上控制变量;各分段需要2~5个状态变量,3个以上控制变量。回淤动力系统数学表达式的一般形式可为建立回淤量预报模式提供参考。     

河口高浑浊带航道回淤影响因子分析方法研究

针对河口高浑浊带区域的航道回淤影响因子分析问题,研究提出了一套合理的分析方法。采用了理论模型计算、实测资料分析和相关性分析等技术手段,以长江口深水航道为例,计算比较了冲刷动力、淤积动力以及满足淤积条件的近底层含沙量等因子对航道回淤量的影响,并提出了满足淤积条件的小流速时近底层高含沙量是直接影响长江口高浑浊带区域航道回淤量的主要因子。这一结论通过洪枯季对应数据的差异比较得到了验证,也表明了所提分析方法的合理性。     

瓯江口拦门沙航道回淤分析

通过对瓯江口拦门沙航道3次疏浚后的回淤分析,以及从瓯江口的水流动力条件、风浪、盐度分布对含沙量影响等的初步分析,得出了拦门沙航道回淤的原因.     

长江口九段沙近期演变及其对北槽航道回淤的影响

利用现场水文、泥沙以及水下地形观测资料,分析了近期九段沙的冲淤演变过程、机理及其对北槽航道回淤的影响。结果表明,近10年来九段沙总体呈现“长高不长大”的变化特点,即0m以上高滩淤涨明显,而2m和5m中低滩面变化不大。九段沙的淤高使得南导堤的挡沙功能减弱,一定的风浪条件下九段沙滩面相对较高浓度的含沙水体涨潮越堤进入北槽中段,增加了近期北槽航道回淤的泥沙来源。     

基于BP神经网络的长江口深水航道回淤量预测

长江口12.5 m深水航道在发挥巨大经济效益和社会效益的同时,航道回淤量大、时空分布高度集中的间题突出,每年需投入大量的维护疏浚力量。长江口深水航道维护一般以月为时段安排施工力量,但月度回淤强度大且时空变化明显,导致如何精准预测航道回淤量成为了一个重要技术难题。根据2016～2018年实测水文资料和航道回淤机制,筛选了影响航道回淤的主要影响因子,建立了多影响因子作用下的长江口深水航道回淤量BP神经网络高精度预测模型,比较并推荐了训练和预测网络的隐含层数及各层神经元数;选取2016～2018年长江口长序列的水文资料进行预测模型训练,并选取2019年资料对预测模型进行验证,证实了模型选取的影响因子及构建的预测模型的合理性,验证了模型具有较高的航道回淤量预测能力和空间分布预测精度,研究成果可为航道维护的科学管理和疏浚船舶的合理调度提供参考。