航道推移质淤积算例讲解
复式航道的淤积计算
有 了流速变化及相应 的挟沙力变化 ，即可利 用下
式计算悬移质淤积率 ，
叼＝
ｐ ｃ
关键词 ：复式航道 ；淤积计算 ；淤泥质海岸 ；沙质 海岸 ；粉 沙质海岸 中图分类号 ：Ｕ １ ６ １ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ — ９ ２ ２ ０ ）４ ０ ５ — ４ ０ ２ ４ ７ （０ ６ ０ — ０ ４ ０
Ｓ ｌ ｔ ｎ Ｃａｃ ｌｔｏ ｒＣｏ ｉ ａ ｉ ｌｕ ａ ｉ ｎｆ ｍｐ ｕ ｄ Ｃｈ ｎ ｅ ｔ ｏ ｏ ｏ ｎ ａ ｎｌ
・
航 道 与 船 闸
・
复式航道 的淤积计算
曹祖德 ，侯 志强 ，张 书庄
（ 交通 部天津水运工程科 学研 究所 ，天津 ３０ ５ ） ０ ４ ６
摘
要 ：利用水流泥沙运动基本理论 ，分析 了水流 经过 复式航道 时的流速 、流 向变化 ，建立 了复式航道的泥沙淤积 计算
公式，方法 简单实用，可供工程应 用。
为适应船舶大型化和深水化 的发展趋势 ，国
内许多港 口都开展 了航道 的拓宽与加深 ，以满足
港 口吞 吐量 日 益增加的要求。许多大型港 口还扩
建了双向航道。 对 于专业性很强的港 口，进出港 １的船舶重 ３
载与轻载常常是 固定的 ，如大型煤炭出 １港 ，常 ３ 轻载进重载出 ：矿石 、石油进 １港则重载进轻载 ３
淤积计算公式 ， 供实际工程应用。
１ 航道淤 积分 析
余部分泥沙则随水流横越航道 ，沉积在航道 的泥
沙较均 匀地分布在航道底部 ，淤积率 随航道水深 增大而增大 ，并随航道宽度增大而略有减小 。
复式航道的横剖面如图 １ 所示。
工程泥沙问题(河流动力学)讲解
利用导流屏制造人工环流，以增加表层引水灾度、减小底 层引水宽度的做法，可有效地减少入渠沙量
其构造复杂，成本高，运用管理不便，在生产实践中未得 到广泛运用
河流动力学
为防止或减少取水口泥沙淤积，可采取下述工程措施
水力拉沙
为避免引水渠淤堵，在关闸停引期间要密切注意引渠的淤积 发展情况，当淤积到一定程度时应及时开闸放水，冲刷淤沙
河流动力学
正面取水
正面取水的设计思路主 要是利用弯道(自然的或 人工的)，将进水闸设置 在弯道凹岸迎流处，使 冲沙闸与水流方向斜交， 形成正面取水、侧面排 沙的格局。由于这类取 水工程主要是利用环流， 故又称弯道取水工程工 程实践表明，正面取水 工程对减少推移质入渠 效果显著
河流动力学
底栏栅取水
河流动力学
河流动力学
试验表明，弯道取水口位置不仅与河宽有关，与 河道几何轴线的曲率半径R也有关，取水口至弯 道起点距离L可按下式计算
式中，k为比例系数．当k＝0.8~1.0时，相当于凹 岸最大水深和最大单宽流量所在之处，引水条件 最佳
河流动力学
调整和稳定取水口附 近的河道
在实际工程中，有时不 一定有合适的弯道可以 利用，要造成在凹岸引 水的条件，须采用系列 整治工程将河段整治为 人工弯道，形成有利于 取水防沙的河势
河流动力学
淤积横断而形态
淤积的横向分布
当水库发生单向淤积时，由于入库水沙条件及边界条件的不同， 形成以下四种较普遍的横向淤积形态，即淤积面呈水平抬高；沿 湿周等厚淤积；淤槽为主和淤滩为主
淤积后的冲刷形态
水库在水位消落期或汛期泄洪排沙时，先期淤积物将受到某种程 度的冲刷，完成库区河床的再造床过程
河流海岸工程地貌第2章 推移质运动
第四章 推移质运动
4.2 泥沙的起动
三、无粘性均匀沙起动拖曳力
㈢Shields(希尔兹)曲线及2.其2.特3.点3 均匀沙: Ks D
1马鞍型曲线中间低，两边高： Ks /δ = Re * /11.6 δ = 11.6D Re *
u02 2g
α1-垂直于水流方向的面积系数 CD为拖曳力系数
第四章 推移质运动
4.2 泥沙的起动
㈡受力计算
二、无粘性均匀沙起动流速公式
2.2.2.2
⑶上举力FL
球体：FL
CL
4
D2
u02 2g
非球体：FL
a2CL D 2
u02 2g
2为铅垂方向的面积系数,CL为上举力系数
顶部流速大 → 压力小 底部流速小 → 压力大
分 析 (O 点 为
支点)
u0
FD
FL M R
u0c＝
s gD
K2D MA
通 常 不 用 底 流 速 uoc 作 为
起动流速，而用垂线平均
O
K1D
流速Uc(便于测定)，那么： uoc→Uc？？
W’K3D
4.2 泥沙的起动
二、无粘性均匀沙起动流速公式
㈣起动垂线平均流速Uc的推2.导2.2.4
1
2
h b
试计算中值粒径、均方差及分均匀系数？
粒径累积频率曲线(级配曲线)
小于某粒径的百分数/%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
1
10
粒径/mm
港珠澳大桥视频
崖门出海航道大风天泥沙骤淤分析
崖门出海航道大风天泥沙骤淤分析侯佳艳;何杰;辛文杰【摘要】Yamen waterway passes through Huangmao sea. This is a main channel from Ngan Chau Lake to the sea. Results from wave climate and bedload characteristics analysis show that the high and rapid of back siltation appeared in the Yamen navigation channel in storm condition. Bedload and suspended sediment deposition in the east and west channel under the same conditions can be estimated by an empirical formula. Under the effect of simultaneously of "three main factors" (wind, wave and flow) for a whole day and night, the average siltation thickness of the east waterway is 0. 15 m and the maximum thickness is 0. 30 m, while in the west waterway is about 0.30 m and 0.62 m, respectively. The possibility of sudden siltation and ranges in the western channel are much greater than the eastern channel. This is due to the west waterway is located in the open sea of Huangmao Sea. However, the east waterway passes through many islands which are covering against the storm. In a period of development of Yamen navigation channel, the sudden siltation in the west channel under heavy storm conditions should be paid a special attention to sudden sileation during the development of Yamen waterway.%崖门出海航道穿越黄茅海,是银洲湖出海的主要通道.通过对黄茅海风浪情况和海床泥沙特性的分析,认为崖门航道存在大风天发生航道骤淤的可能性.采用经验公式估算的方法,对崖门东线和西线航道在同等工况下的底沙、悬沙淤积进行了计算.在“三碰头”(风、浪、流)水情作用24 h后,东线航段平均淤浅0.15m,最大淤厚0.30m；西线航段平均淤浅0.30m,最大淤厚0.62m.西线航道骤淤的可能性和幅度都要大于东线航道,这主要在于西线航道处在黄茅海中口门的开阔海域,而东线航道途径水域则有众多岛屿对风浪的掩护作用.在崖门出海航道的开发过程中,西线航道大风天形成的骤淤应予以特别重视.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】7页(P55-61)【关键词】黄茅海;崖门航道;泥沙【作者】侯佳艳;何杰;辛文杰【作者单位】南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029【正文语种】中文【中图分类】TV148;U612.3崖门是珠江口八大口门中最西边的两个河口之一，处于黄茅海海域，呈走向为NNE－SSE的喇叭状河口湾，海湾面积大于500 km2，湾顶通过崖门、虎跳门分别与银洲湖和虎跳门水道相通，湾口由一系列岛屿(南水、三角山、大杧、大襟、小襟、荷包、高栏)形成屏障，通过岛屿间的峡口与南海相连.黄茅海湾顶狭窄，湾口宽阔，水下地形总体呈中部浅、南北深、西北高、东南低的态势，以3 m等深线为界，该海湾呈“三滩两槽”(西滩、东滩和拦门沙浅滩，东槽和西槽)地貌格局.黄茅海属于潮流型河口湾，径流量小，纳潮量大，其水沙分布和滩槽演变主要受潮动力控制、但波浪和径流对其影响也很明显［1］.根据我国沿海港口建设的经验，平常情况港池、航道的泥沙回淤并不很大，而大风浪往往会带来骤淤.据研究，台风浪或冬季寒潮形成的大风浪都可能引发骤淤，而在同样风浪条件下，粉沙质海床最容易发生严重骤淤.因此，要判断港口是否存在骤淤问题，一要看当地风浪大小，二要分析海床泥沙特性.徐啸等曾对国内外发生过泥沙骤淤的近海港口航道资料进行介绍分析，探讨了泥沙骤淤的类型和特点［2］.顾杰等运用Delft-SWAN建立了长江口波浪场数值模型，并考虑反射、折射、底部摩擦等对环境的影响，对台风产生航道淤积的机理进行了分析［3］.丁坚等从悬移质不平衡输沙方程出发，导出估算挖槽回淤的计算公式，并估算极端水文条件下不同方案的回淤强度和回淤量，分析表明崖门出海航道及其所在水域在台风、大潮、大汛同时作用下有较大淤积，且西航道在大风浪作用下的回淤比东航道要大得多［4］.解鸣晓等采用代表潮和代表波浪场对长期水动力进行模拟，研究了淤泥质海岸大风作用下的泥沙运动特征及进港航道回淤特性，得出大风作用下的含沙量分布形式与正常天气相似，但含沙量数值大幅增高，一次大风对航道回淤的影响时间应为大风期间与风后一段时间的总和，其中航道回淤最强的时刻发生在风后1 d左右，然后随时间推移而逐渐降低至正常天气状态［5］.何杰结合黄茅海的水文泥沙环境，分别从航道沿程水深变化、航道回淤特征分析以及航槽断面形态变化等方面对航道的泥沙冲淤强度及时空分布进行了计算和分析，得出航道沿程回淤分布总体呈“南高北低、中部突出”的变化趋势，季节变化呈现“洪淤枯冲”的特点;开挖段主槽回淤量最大，东西边坡随季节有冲有淤，回淤总量很少;拦门沙航段仍是主要的回淤段;航道的边坡稳定性对航槽回淤的影响应重视［6］.目前的崖门出海航道采用东线航道，通航标准为5 000 t级.规划中的崖门出海航道通航标准提升至3万t级后，将出现航道加长、航槽变深、回淤增加等新问题，继而将会出现航道选线的新问题，即东线航道和西线航道两个方案究竟哪个更适合建3万t级深水航道(位置见图1).由于黄茅海水域风浪较大，崖门航道遭受大风天泥沙骤淤的可能性也较大.本文将采用罗肇森提出的航道骤淤计算方法［7－9］，结合崖门出海航道的实际工程研究［10］，对大风天的航道骤淤进行分析和计算.图1 崖门出海航道示意图Fig.1 Schematic diagram of Yamen outfall waterway1 黄茅海风浪情况和泥沙特性1.1 风浪情况黄茅海受季风气候影响，冬半年以北向风为主，夏半年以东南向风为主，而且夏秋季常受台风侵袭.黄茅海的波浪包括湾外传入的涌浪和当地的风成浪，受台风入侵的影响，潮水位可出现激烈的升高或降低，可使海湾内滩槽出现淤积.由于湾口有诸多岛屿掩护，涌浪向湾内传播距离有限，一般从中部湾口(大襟岛—大芒岛间口门)向内传入，到拦门沙外坡水浅处即破碎消失.因此，黄茅海湾内水域主要受风成浪影响，湾口水域则要受到风浪和涌浪的叠加影响.黄茅海湾内的风浪主要受风区、风时和地形三大因素制约.东、西方向因风区太短，很难形成大浪，南、北方向风区较长，具备风浪发展的空间.南北向风区与黄茅海的常风向(NNE)以及季风方向(冬季偏北风、夏季偏南风)基本趋同，因此偏北向浪和偏南向浪应是黄茅海湾内的主要风浪.据估算，平均风速如果超过6 m/s，就会形成波高大于0.6 m的浪，如果风速大于20 m/s的偏北风持续作用，深水区可能出现超过2 m的大浪，浅水区就会形成破波带.这种风浪对黄茅海西滩和拦门沙浅滩的泥沙掀扬作用最为显著，波生流亦会加强落潮挟沙水流偏西运动，使黄茅海西岸一带水体更加浑浊.黄茅海湾口海域的大浪主要由寒潮和台风引起.据南海海洋调查中心的分析，如出现10 m/s以上大风，可引起1.5 m以上的浪高.荷包岛站实测资料表明，秋冬季节最大H1/10的波高在2.5 m左右，远不及台风引起的浪高.规划中的西航道以及部分东航道仍处于水深小于10 m的浅水开敞海域，黄茅海的风浪条件具备了发生骤淤的动力环境.根据1981年10月至1982年9月荷包岛为期1 a波浪观测资料的统计分析，该站常浪向和强浪向均为SE向(图2).荷包岛站年平均H1/10为1.1 m，表现为冬季波高略大.月平均H1/10最大和最小值分别为1.4和0.8 m，分别出现在11月和5月.该站月最大H1/10和月最大H1/100最大值均出现在7月，由8208号台风引起，分别为4.7 m和5.6 m.荷包岛站年平均周期¯T为5.1 s，月平均¯T年内波动较大，秋冬季大于其他季节，¯T均大于5.6 s，最大值为6.0 s，出现在12月，最小值为4.4 s，出现在5月.荷包岛站各月的月最大¯T在6.6～11.3 s之间.多数月份月最大¯T在7.0 s以上，8～11月月最大¯T均在8.0 s以上，月最大¯T为11.3 s，出现在10月，最小值 6.6 s，出现在5 月.图2 荷包岛站年H1/10波高玫瑰图Fig.2 Rose map of annual H1/10wave height in Hebao island station1.2 泥沙特性泥沙运动既有机械沉积作用，也有絮凝沉积作用，因以潮流作用为主，所以推移质泥沙较少，在涨落潮冲刷力较强的情况下，比较容易维持较大水深;但河口湾在环流、絮凝及底层优势流所形成的盐水楔影响下，沉积作用较强.据观测，黄茅海深槽南端含沙量较高，形成河口湾最大浑浊带，使细颗粒泥沙絮凝沉积形成拦门浅滩.以往调查研究表明，黄茅海湾内广大边滩和浅滩为粉砂质黏土或黏土质粉砂类沉积物，中值粒径一般小于0.008 mm，沉积在西滩上的泥沙颗粒更细一些;在赤鼻以北的落潮冲刷槽内，有细砂、砂和砾砂分布，中值粒径在0.05～0.50 mm;在湾口东侧海峡水道附近，也分布有细砂、砂－粉砂－黏土等较粗的床沙.2010年1月份海床底质取样资料表明，黄茅海海床大部分区域底质中值粒径小于0.01 mm，底质取样中黏土含量大部分在20%以上，这表明海床表层沉积物主要由黏性细颗粒泥沙组成，黄茅海海床属于淤泥质海岸类型，海床床沙细而密实，黏结力较大，该类型的海床在平常水情下不易发生大冲或大淤的情形.但由于黄茅海台风浪发生次数频繁，该海床具备产生骤淤的可能性条件.2 经验公式估算淤泥质海岸的大风骤淤目前尚无规范算法.由于黄茅海海床以细颗粒泥沙为主(d＜0.01 mm)，这里把黄茅海作为淤泥质海岸进行大风骤淤估算［7－9］.2.1 风浪引起的浮泥淤积浮泥引起的航道淤厚由下式［8］求得:式中:B为航道宽度(m);T为淤积历时(s);γc为淤积体干密度(t/m3);浮泥单宽输沙率qsf可用下式表达:式中:Mc为冲刷系数，γ和γw分别为水和淤泥的密度(t/m3);Ubmax为波浪水质点最大轨道速度，泥沙起动流速，H 为水深;Ub为波浪水质点平均轨道速度，Ub=为潮流、波流(传质速度)和风吹流的合成速度，Vm=为潮流流速，取涨潮平均值，UW为风吹流流速，UW=0.03W，W为风速;φ为水流与航槽的平均夹角.2.2 风浪引起的悬沙淤积悬沙淤厚可用下式计算:式中:α为泥沙沉降机率;¯ωf为泥沙絮凝沉降速度;S为大风天时水体平均含沙量(kg/m3);H1，H2分别为航道开挖前后的平均水深;θ为水流向与航道轴向的夹角;n 为转向系数，nθ=0.934θ－3.61.大风浪引起的海床骤淤，本质上是波浪掀沙、潮流水体含沙量增大，而潮流挟沙能力不足造成的悬沙落淤.悬沙的挟沙力与水流流速、水深及海底的泥沙重度有关，可采用下式估算:式中:S为平均含沙量;H为水深;V为波浪流与风吹流的叠加流速;γs为泥沙颗粒的密度(t/m3).2.3 大风淤积总厚度大风浪形成的淤积由浮泥淤积与悬沙淤积按不同情况组合而成，其总淤厚P按下式确定:式中:k值根据海床表面物质密度的不同分别取值［8］，当γw＜1 100 kg/m3时，浮泥输沙是主要形式，其输沙量占总量的56%，k=0.56;γw=1 100～1 200kg/m3时，悬浮输沙占88.8%，过渡段占9.2%，浮泥仅占2%，k=0.11;γw＞1 200 kg/m3时，垂线上仅存在悬沙一种输沙模式，k=0.3 计算成果分析3.1 海床表面物质密度与参数k根据现场调查，工程海区大部分海床表层沉积物的密度都大于1 250 kg/m3.考虑到基础资料有限，并且大风到来之前，一般海域都会先刮6～7级风，海床上泥沙被搅动，考虑到危险的情况，假定海床表层存在密度为1 150～1 200 kg/m3之间的薄泥浆层，在大风浪作用下有可能形成浮泥运动.这样，在式(5)中取k=0.11，表示既考虑浮泥淤积，也考虑悬沙淤积，只是后者权重更大一些.3.2 计算采用的风浪条件和骤淤时段“三碰头”水情:潭江上游洪水流量3 660 m3/s，风速取黄茅海20年一遇最大风速31.5 m/s，按最大风速作用5 h推算，湾口水域将产生6.5 m的有效波高，航道沿程波要素按波浪折射原理和海底摩擦损耗估算.本次骤淤计算时段为24 h.计算方案选东航道和西航道2种方案，均考虑SE向、S向和SW向3个方向的风浪作用，计算水情按“三碰头”考虑.2个方案进港航道的工程尺度为:东航道方案，底高－12.7 m，底宽160 m，长度26 000 m，方位角为 N178、N142、N170;西航道方案，底高－12.7 m，底宽 160 m，长度 25 000 m，方位角为 N180.表1列出了“三碰头”水情下东、西航道骤淤计算结果，结合图3所示2个航道的骤淤沿程分布可以看出:东航道回淤分布比较均匀，SE向风浪造成的航道淤厚相对较大，在“三碰头”水情(20年一遇)作用24 h情况下，该航段平均淤厚约0.15 m，最大淤厚约0.30 m;西航道骤淤分布呈“中间大、两头小”分布，S向风浪造成的航道淤厚相对最大，在“三碰头”水情作用24 h后，该航段平均淤厚0.30 m，最大淤厚0.62 m.表1 东、西航道沿程各参数值Tab.1 Parameters of the east and the west waterway里程/m东航道西航道H/m Vm/(m·s－1)涨潮流流速Ut/(m·s－1) 流向/°H/m Vm/(m·s－1)涨潮流流速Ut/(m·s－1) 流向/°53(Q) 5.3 2.33 0.54 354 5.7 2.90 0.54 354 54(R) 5.5 2.27 0.50 346 5.4 2.97 0.54 347 55 5.2 2.24 0.56 332 5.3 2.96 0.54 349 56 5.2 2.22 0.56 331 6.9 3.13 0.57 350 57 5.4 2.240.56 332 3.2 3.76 0.49 351 58 5.5 2.25 0.51 331 2.7 3.90 0.45 352 59 5.32.14 0.51 330 2.5 4.07 0.46 354 60 5.5 2.00 0.52 328 2.4 4.14 0.47 356 615.5 1.56 0.52 325 2.4 4.15 0.47 358 62 5.5 1.44 0.51 322 2.6 4.23 0.48 1 63 5.8 1.40 0.50 322 2.7 4.15 0.47 2 646.0 1.41 0.48 321 3.0 4.18 0.47 2 65 6.4 1.43 0.54 320 3.1 4.10 0.48 1 66 6.2 1.39 0.52 331 3.4 4.01 0.46 357 67 5.8 1.33 0.43 332 3.8 3.95 0.50 354 68 5.4 1.29 0.40 329 4.3 3.79 0.49 353 695.1 1.32 0.39 325 4.9 3.69 0.46 353 70 5.2 1.45 0.37 321 5.3 3.69 0.44 35371 5.7 1.68 0.40 318 5.8 3.60 0.43 352 72 6.9 2.10 0.44 317 6.4 3.52 0.41350(续表)注:H为开挖前水深(m，理基);沉降机率α=0.6;絮凝沉速ωf=0.000 5 m/s;淤积物干密度γc=723 kg/m3;计算时段T=24 h.里程/m东航道西航道H/m Vm/(m·s－1)涨潮流流速Ut/(m·s－1) 流向/°H/m Vm/(m·s－1)涨潮流流速Ut/(m·s－1) 流向/°73 8.4 2.43 0.46 320 6.7 3.50 0.37 348 74(S) 8.3 2.45 0.46 332 7.2 3.44 0.34 346 75 8.3 2.34 0.43 355 8.0 3.31 0.30 345 76 7.3 2.33 0.37 9 8.6 3.24 0.28 345 77 8.8 2.11 0.26 14 9.6 3.11 0.26 345 78 10.6 1.93 0.22 14 10.2 3.09 0.24 346 79 11.5 1.96 0.17 357 11.1 3.02 0.22 347 80(T) 13.2 1.96 0.16 327 12.2 3.02 0.54 354平均 6.7 1.89 0.44 296 5.6 3.59 0.43 301图3 “三碰头”时东、西航道淤厚沿程分布Fig.3 Silting thickness distribution in the east and the west watenway of“three main factors”(γw=1 200kg/m3)3.3 骤淤估算结果分析表2列出了东、西航道在“三碰头”水情下航道沿程的泥沙回淤值，图3显示了两个方案航道的沿程骤淤厚度分布状况.表2 “三碰头”时东、西航道骤淤计算结果统计Tab.2 Statistics of the calculated results under sudden siltation of“three main factors”in the east and the west waterway航段γw=1 150 kg/m3时的淤厚/m γw=1 200 kg/m3时的淤厚/m γw=1 250 kg/m3时的淤厚/m最大平均最大平均最大平均东航道R－T段SE 向 0.520 0.272 0.302 0.156 0.201 0.104 S 向 0.378 0.178 0.215 0.102 0.141 0.067 SW 向 0.347 0.192 0.201 0.110 0.134 0.073西航道R －U段SE 向 0.506 0.227 0.293 0.131 0.195 0.086 S 向 1.061 0.514 0.615 0.297 0.410 0.197 SW 向 0.550 0.227 0.319 0.131 0.212 0.087结合淤厚统计可以看出:(1)不同泥沙密度下的骤淤数据表明，密度越小淤厚越大.考虑到历次调查工程海域表层泥沙密度一般都在1 250 kg/m3以上，为稳妥起见，本次估算取γw=1 200 kg/m3作为床面条件.(2)在大忙、荷包等岛屿的掩护下，东航道水沙运动受S向和SW向风浪影响较小，SE向风浪则影响较大，平均淤厚为0.16 m(“三碰头”)，淤积由悬沙和浮泥落淤所组成.据分析，该平均淤厚值与20世纪90年代崖门航道试挖槽台风骤淤0.13 m的实测结果比较接近.(3)西航道处于中口门水域，湾口风浪传入后将直接面对西航道.骤淤计算结果也表明，各向风浪对西航道造成的骤淤都比较明显.其中S向风浪形成的最大淤厚达0.62 m.由于S向风浪与西航道走向趋于一致，航道骤淤主要是悬沙落淤所致.4 结语崖门航道所在的黄茅海海域台风浪发生较频繁，海床具备产生骤淤的条件.“三碰头”水情下的骤淤估算结果表明，崖门出海航道在拦门沙航段可能发生较大的大风天骤淤;从东线航道和西线航道的骤淤计算结果来看，无论是平均淤厚还是最大淤厚，西航道都要比东航道大1倍左右.从这一角度评价，东航道的风浪掩护条件要好于西航道.文中对骤淤厚度的估算均是按淤积物密实后的体积折算的(γc=723kg/m3，换算成湿密度γw=1 430 kg/m3)，而在实际骤淤刚形成时，其淤积物并未密实，厚度会比密实后大很多，此后新淤泥面会随时间逐渐降低，但这并不影响对两个航道骤淤情况的比较.参考文献:［1］中国海湾志编篆委员会.《中国海湾志》第十一分册［M］.北京:海洋出版社，1993.(Compiling Commission of China's Bay.China's bay，Vol.11［M］.Beijing:Ocean Press，1993.(in Chinese))［2］徐啸，佘小建，崔峥.港口航道泥沙骤淤问题初探［C］∥中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会.中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第四届学术讨论会，北京:中国水利水电出版社，2003.(XU Xiao，SHE Xiao-jian，CUIZheng.Primary study on sudden siltation of sediment in habor and channel ［C］∥Hydrological Sediment Protessional Committee of CSHE.The Fourth Academic Symposium of Hydrological Sediment Professional Committeeof CSHE，Beijing:China Water Conservancy and Hydropower Press，2003.(in Chinese))［3］顾杰，韩冰，黄静，等.模拟分析台风引起长江口骤淤的原因［C］∥吴有生，刘桦，许唯临.第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会，北京:海洋出版社，2009.(GU Jie，HAN Bin，HUANG Jing，et al.Simulation analysis on the cause of flash silting induced by typhoon in the Yangtze estuary［C］∥WU You-sheng，LIU Hua，XU Wei-lin.The 9th National Water Dynamics Academic Conference and the 22nd National Water Dynamics Symposium，Beijing，Ocean Press，2009.(in Chinese))［4］丁坚，陶爱峰，王昌杰.珠江口崖门出海航道骤淤分析［J］.水利水电科技进展，2005，25(6):41-45.(DING Jian，TAO Ai-feng，WANG Chang-jie.Sudden deposition in Yamen outfall waterway at Zhujiang River Estuary ［J］.Advances in Science and Technology of Water Resources，2005，25(6):41-45.(in Chinese))［5］解鸣晓，张玮，张庭荣.淤泥质海岸泥沙运动模拟及进港航道大风天回淤特性研究［J］.应用基础与工程科学学报，2010，18(2):262-272.(XIE Ming-xiao，ZHANG Wei，ZHANG Ting-rong.Numerical modeling of sediment transport on muddy coast and siltation feature in approach channel under the impact of strong wind［J］.Journal of Basic Science and Engineering，2010，18(2):262-272.(in Chinese))［6］何杰，辛文杰.崖门出海航道冲淤变化分析［C］∥中国海洋工程学会.第十四届中国海洋工程学术讨论会，北京:海洋出版社，2009.(HE Jie，XIN Wen-jie.Analysis on variation of silting and scouring in Yamen outfall channel ［C］∥Society for China Offshore Engineering.The Fourteenth Academic Symposium of China Ocean Engineering，Beijing:Ocean Press，2009.(in Chinese))［7］罗肇森.波、流共同作用下的近底泥沙输移及航道骤淤预报［J］.泥沙研究，2004(6):1-9.(LUO Zhao-sen.Sediment transport under the coexisting action of waves and currents and the prediction of sudden sedimentation in navigation channel［J］.Journal of Sediment Research，2004(6):1-9.(in Chinese))［8］罗肇森，罗勇.浮泥挟沙力和输沙规律的研究和应用［J］.泥沙研究，1997(4):42-46.(LUO Zhao-sen，LUO Yong.Study on fluid mud carrying capacity，sediment transport and their application［J］.Sediment Research，1997(4):42-46.(in Chinese))［9］罗肇森.风、浪、流共同作用下的泥沙输移［J］.水利水运工程学报，2004(3):1-6.(LUO Zhao-sen.Sediment transportation under wind，wave and tidal current［J］.Hydro-Science and Engineering，2004(3):1-6.(in Chinese))［10］辛文杰，何杰.崖门3万吨级航道整治工程波潮泥沙数学模型研究报告［R］.南京:南京水利科学研究院，2010.(XIN Wen-jie，HE Jie.Research report on mathematical model of wave，tide and sediment in regulation project of Yamen 3 DWT channel［R］.Nanjing:Nanjing Hydraulic Research Institute，2010.(in Chinese))。
百色水利枢纽推移质泥沙计算方法探讨
１ ０ ９６ ０
， 高 １ ２ 总库容 ５ ． 坝 ３ ｍ， ６０亿 ， 为一防洪 、 电、 发
航运 、 灌溉 、 供水等 综合利 用工程 。百色水 库正常蓄 水位为
２ ８ｍ（ ２ 黄基 ， 下同） 死水位 ２ ３ｍ， ， ０ 水电站装机 ５ 万 ｋ ， ４ Ｗ 灌 溉面积 ｌ ７ ４万 ｈ ｆ， ７ ｎ 航运 规模 为 ２ ０ 级。航运码头建 ×３０ ｔ
维普资讯
２０ ０ ２年第 ｌ ・Ｅ Ｒ 期 Ｐ Ａ ＬＲＩ Ｒ 人 民 珠 江 ＶＥ
百 色 水利枢 纽推 移 质泥 沙计算 方法探讨
张 星
南宁 ５０２） ３ ０ ３ （ 西水 电力勘测设计研究院， 广 广西
摘
要： 为了解泥沙井积对航 运码头的影响 ， 百色水利 枢纽稚 移质输沙量进行 了计算 ， 对 重点撂讨 了输 沙量公式 中
在库区 ， 泥沙淤积对其影 响较 大 本文对其推移 质泥沙计算 方法进行探讨 ， 以供参考 。 因百 色水 库坝 址没 有水 文资 料， 但其 下 游有 百色 水文 站， 制集水 面积为 ２ ３ 控 １９ ０ ， 百色坝址 控制集水 面积占 百色水文站的 ８ ％， ９ ４ 因此本文计 算百色水文站的推移质泥 沙， 以代表百色水库的推移质泥沙 。
式中
△——河床 凸起 度， 对天然 河流 △：（ ９ ）， 为 ２ ２．
糙率。
又根据铜鼓滩 与百 色床沙资 料， 提出下 式 （ 实测 资料 很
少， 有待进一步研究 ） ，
ｄ ：０ ２ ６ ．３ （） ２
计算 出的推移 质输 沙量 ， 必须 与悬移 质特 征值 进行 比 较， 算出典型年推悬比。推移质年 内分配情况可能 与悬 移 计 质年内分配有一致性， 为便于利用流量推算 多年推移质输 沙 量， 需要计算悬 移质输 沙量 。百 色水文 站有 １ ５ ～１ ９ ９ ９ ９ ８年
航道开挖后的淤积计算方法
航道开挖后的淤积计算方法
罗肇森
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】1991()2
【摘要】<正> 笔者拜读原文开阔了思路,提出以下问题开展讨论. 1.关于角度校正问题作者从饱和输沙法和不饱和输沙法导引公式时都依据同一个概念:把开挖的航槽作为沉沙池,当航槽方向与水流方向交角大时,△L短,当航槽方向与水流方向交角小时,△L长(参阅原文图1).作为沉沙池考虑,水流沿一个方向,流速大小相同,自然,【总页数】5页(P81-85)
【关键词】航道;开挖;淤积;计算法
【作者】罗肇森
【作者单位】南京水利科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U615
【相关文献】
1.广利港口拦门沙航道开挖后淤积强度预测 [J], 陈静;冯秀丽;李安龙;邓声贵;周松望
2.淤泥质海岸航道,港池淤积计算方法及其推广应用：兼论连云港建大堤后的泥沙问题 [J], 刘家驹;张镜潮
3.航道开挖后的淤积计算方法 [J], 陈兴伟;乐培九
4.航道开挖后的淤积计算方法探讨 [J], 刘冰
5.航道开挖后的淤积计算方法 [J], 乐培九;阎金祥
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淤泥质海岸外航道淤积计算
２０ ０ ８年 ７月
水 运 工 程
Ｐｏｔ ＆ Ｗ ａ ｅ ｗａ Ｅｎ ｎ ｅ ｎ ｒ ｔｒ ｙ ｇｉｅ ｒ ｇ ｉ
Ｊｌ２ ０ ｕ， ０ ８
Ｎｏ ７ Ｓ ｒ ｌ ， ７ ． ｅ ａ ｉ Ｎｏ ４１
第 ７期
总 第 ４ ７期 １
圜 （工工重 淤研交计） 交质德点３ 通科，积０ 部学沙验５ 天究道， 津岸辉天 水曹行算 泥院业津 运祖 ４ 程程实６ 海肖室 外 泥 航 通 淤
ｎ ｕｍｅ ｉａ ｉ ｌ ｔｏ ｒｃ ｌ ｓｍｕ ａ ｉｎ．Ｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｙ ｔ ｅ ｆ ｒ ｕ ａ ａ ｒ ｅ ｗｅ ｌｗｉｈ ｔ ａ ｙ ｐ ｓｃ ｌ ｍｏ ｌ ｅ ｐ ｒｍｅ ， ｈｅ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｂ ｈ ｏ ｏ ｍ ｌ ｇ ｅ ｌ ｔ ｈ ｔ ｂ ｈｙ ｉ ａ ｄｅ ｘ ｅ ｉ ｎｔ ｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔｏ ｆｅ ｄ ｄ ｔ ｎｄ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｆｒ ｌ ｙ ｓａ ｄ ｒ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕ ａｉ ｎ， ｌ ａ ａ ａ ｅ ｏ ｉ ｎ ｅ ｏ ｍｕ ａ ｂ ｔ ｎ ａ ｄ．
潮 汐 、潮 流 为 非定 常运 动 ，非 定 常 流体 的一 维连 续方 程可 用下 式表 示 ：
盟 Ｏ ｔ＋
Ｍ０ ） ＿
（） １
式 中 ： 为 自静 止 海 面 向上 起 算 的海 面 起 伏 （ 水
位） ；ｈ为 水 深 ；Ｍ为 流速 ； 为 水 平 坐标 ；ｔ 时 为
Ｍｉｉｒ ｏ Ｃ ｍ ｎｃｔ ｎ， ｉｎｉ ３０ ５ ） ｎｓ ｆ ｏ ｍｕｉａ ｏｓＴａｊ ０４ ６ ｔ ｙ ｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｉ ａｉｎ ｃ ｌｕ ａｉｎ ｆｒ ｌ ｎ ｏ ｔｒｃ ａ ｎ ｌｏ ｉｙ ｃ ａｔｉ ｓａ ｌｓ ｅ ａ ｅ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｓｌ ｔ ａｃ ｈ ｔ ｏｍｕ ａ ｉ ｕｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｓｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｄ ｂ ｓｄ ｏ ｕ ｒｎ ｔ ｏ ｏ ｔ ｈ
第四章航道整治工程第四节
（一）、汊道的特性和通航汊道的选择
1、汊道的一般特性
（1）影响汊道演变的主要因素：分流比、分沙比
（2）汊道的演变规律
2．通航汊道的选择
•近期发生冲刷或较稳定的汊道为发展的汊道 •汊道的来沙量小于输沙能力的汊道为发展的汊道 •汉道口门处，底沙进入较少的汉道为发展的汉道 •汊道进口分流比大于分沙比的为发展的汊道
③正常演变阶段
老河→牛轭湖。新河比降调整完，演变与一般弯道相拟，汛冲枯 淤，凹崩凸淤基本平衡。
三、裁弯取直后的河床演变
2、老河淤积过程 初期：保持原有河道的演变规律, 当老河分流量＜50％，挟沙力进一步降低，老河的冲淤规律 转化为单向淤积的过程： 上口位于新河凸岸，底沙落淤，出口受倒灌、回流、异重流影 响而淤高，最后上下游口门断流后→牛轭湖。
返回
导流坝
护岸
微弯河段正常浅滩的整治
返回
用丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程， 延长水流对浅滩的冲刷时间。
顺直河段正常浅滩的整治
返回
表面流向
强烈的横向漫滩水流
返回
消除漫向倒套的横向水流（采用堵塞倒套 的措施），且固定、抬高下边滩
返回
固定和抬高边滩高程 下浅滩的整治线宽度可适当减小。
切割中间边滩
（1）.交错浅滩的水流运动与碍航特点
（2）.交错浅滩的整治
整治图
措施：消除漫向倒套横向水流的不利影响，固定、抬高下边 滩。
3 复式浅滩
复式浅滩是由两个或两个以上浅滩所组成的滩群。 特点：两岸边滩和深槽相互交替分布，在上下浅滩之间 有着共同的边滩和浅滩。 整治措施：固定加高上、下边滩，并堵塞倒套。 整治图
（2）整治流量时：通航汊道内流速满足冲刷要求。
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L0 0.9684 2 Ln i
Hi H0 ks kr 1.0m
(2)判断泥沙能否起动？ m or C
相对密度:
s s 2650 /1025 2.59
泥沙流体参数:
S*
D
s 1 gD
4
2.79
查图确定希尔兹参数临界值:
C 0.052
m 2.5
m 0.4863 C 0.052 s gD
泥沙已起动！！！
1 2 2 m f w umb 1.5504 N m 2
(3)计算无因次平均输沙率: m2.5 0.4863 2 C 0.104
12.5
=10
(6)计算24小时内航道平均淤积厚度:
qb 24 3600 s 0.0074m 100 sin 45
(2)判断泥沙能否起动？ m or C
底部水质点速度幅值: 底部水质点位移幅值: 底部粗糙度:
umb
H
T sinh( kh) 0.6643 m samb umb 2.5D 0.5mm
0.6343m
0.2 amb 波浪摩阻系数: f w exp 5.5 6.3 0.0069
3 m2.5
1.4375
0.0252 m s
(4)计算泥沙沉速: 0.06mm<D<6.0mm
2 0.447 log D50 1.961 log D50 2.736
(5)计算半周期平均推移质输沙率(体积输沙率):
1 qb D 1.2075 105 m3 m s 1 n
例7-2：波浪正向入射，深水波高H0=1.06m，波浪周期T=6s，等深 线平直(kr=1)，水深h=4m处泥沙密度ρs=2650kg/m3,粒径D=0.2mm。 航道挖深5m，宽100m，航道走向与波向交45°。请问此处泥沙能 否起动？并试求24小时内推移质泥沙的平均淤积厚度 ？(海水 ρ=1025kg/m3，ν=10-6m2/s，淤积物孔隙率n=0.4) 解： (1)求h=4m处的波高:
H i H 0 k s kr
1 2kh n 1 0.8627 2 sinh 2kh
gT 2 L0 56.21m 2 gT 2 2 h L tan 34.74m 迭代 2 L
ks
c0 2 cn i