航道港口的泥沙淤泥問題及處理措施

1、<p>　　航道港口的泥沙淤泥問題及處理措施</p><p>　　摘要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種新興行業(yè)迅速崛起，航道運輸方式也得到了長足發(fā)展。航道就是在湖泊、港灣等水域里為船舶提供安全的航行通道。而港口則是為船舶的?？亢桶踩M出提供的有利條件。如果航道和港口出現(xiàn)了泥沙淤積的問題，那么就必須要解決它。但要如何解決呢？這就是我們要研究的問題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：航道

2、港口；泥沙淤泥；問題處理 </p><p>　　中圖分類號：U61 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種新興行業(yè)迅速崛起，航道運輸方式也得到了長足發(fā)展。航道就是在湖泊、港灣等水域里為船舶提供安全的航行通道。而港口則是為船舶的停靠和安全進出提供的有利條件。航道港

3、口泥沙會因其海域環(huán)境的不同影響作用產(chǎn)生不同的結(jié)果，一般在多股水流的共同作用影響的河口灣，會受到不同徑流、不同潮型及島嶼、邊界的影響，令其在不同灣內(nèi)部位形成各異的泥沙分布與水流運動特征，因此我們需依據(jù)海域的綜合環(huán)境影響對該類水流泥沙現(xiàn)象展開深入研究。 </p><p>　　1工程海域泥沙的特點 </p><p>　　工程海域主要部分在伶仃洋。伶仃洋是河口灣，呈西北偏北、東南偏南的喇叭形狀。伶

4、仃洋西北有四個口門注入，在地貌上呈現(xiàn)“三灘兩槽”的基本格局，三灘指的是西灘、中灘和東灘，二槽指的是西槽和東槽。伶仃洋水沙運動的主要動力是強勁的潮流、隨季節(jié)而變的徑流和灣外的高鹽度潮汐水流。 </p><p>　　1.1輸沙和徑流。珠江是西江、北江和東江的總稱，水量豐富，經(jīng)過八大口門入海的多年平均徑流總量為3020億立方米，平均含沙量為0.28千克/立方米。對比多年實驗含沙量的變化可以看出，隨著珠江水系上游一系列水

5、庫和水土保護工程的建設(shè)，并受人為采沙的影響，使珠江上游下瀉泥沙減少，伶仃洋四大口門含沙量呈下降趨勢，這種變化對伶仃航道環(huán)境泥沙改善積水深維護都是有利的。 </p><p>　　1.2潮汐。伶仃洋的潮汐屬于不正規(guī)半日混合超類型，每日出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但潮高和潮時存在著明顯的日朝不等現(xiàn)象。 </p><p>　　1.3含沙量。伶仃洋海域含沙量的分布，一般規(guī)律是西北高，東南低，河口大于兩槽

6、，上段大于下段，底層大于表層，伶仃水道大于礬石水道，洪季大于枯季，懸沙平均值中粒徑約為0.006毫米，為粘土質(zhì)粉沙。而伶仃航道年平均含沙量僅介0.08~0.13千克/立方米之間，屬于低含量沙特征是非常明顯的。 </p><p>　　1.4底面質(zhì)量。在伶仃洋海域，由于沉積物來源不同，沉積物的組成也有所不同。經(jīng)1991年、1999年和2007年三次取樣結(jié)果的比較，川鼻水道和中灘海域基本保持不變，其余海域均出現(xiàn)粗化現(xiàn)象

7、。 </p><p>　　1.5鹽度的變化。從1991年、1992年和2007年大范圍實際測量鹽度的結(jié)果來看，伶仃洋鹽度的分布的規(guī)律為，枯季大于洪季，地不大于表層南部或東南部大于西部。因此，隨著伶仃水道的高鹽、低沙海水入侵量的明顯增強，無論對于南沙港區(qū)建設(shè)韓式伶仃深水航道進一步浚深都將會朝著有利于減少淤積的方向發(fā)展。 </p><p>　　2解決泥沙淤泥的方法 </p>&l

8、t;p>　　港口是確保船舶順暢進出與安全?？康幕A(chǔ)環(huán)境條件，航道則是在港灣、湖泊等水域中提供船舶安全航行的暢通通道，倘若港口與航道中產(chǎn)生了泥沙淤積便會對船舶的通行、運輸、停靠造成不良安全影響，因此為有效解決該類不良問題我們可采用數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于水流泥沙進行科學(xué)計算處理。 </p><p>　　水流泥沙數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用。與先進的國際水平相比，國內(nèi)水流泥沙數(shù)學(xué)模型及計算機的應(yīng)用雖然起步比較晚，但是進步的速度卻非?？?/p>

9、，尤其是在20世紀(jì)90年代后，在這方面的進展就更是突飛猛進。對于解決廣州港的泥沙淤泥問題，是必須要用到這種高科技的。它是基于TK-2D軟件的二維潮流數(shù)學(xué)模型而建立的。二維潮流的基本方程包括連續(xù)性方程和動量方程。而基本方程的定解條件包括邊界條件和初始條件條件。對于邊界條件來講，要取開邊界流速、潮位的實測、分析值，固邊界則取流速的法向分量為零。對于初始條件，流速一律取零值，潮位則取初始時刻的值。數(shù)值的計算方法，則是基于三角形網(wǎng)格的有限差分?jǐn)?shù)

10、值方法，在時間方向采用上采用向前差分格式，空間導(dǎo)數(shù)則是采用顯示離散格式。 </p><p>　　水流泥沙計算過程中的動態(tài)監(jiān)視計算魚的確定和網(wǎng)格剖分，首顯要先確定整個計算區(qū)域的范圍。南邊界在大萬山島以南的緯度線，北邊界在虎門附近的緯度線，西邊界的精度線，東邊界的精度線以及東西的距離、南北的距離。整個計算域包括伶仃洋西四口門、香港水道、伶仃洋外萬山群島。用不規(guī)則的三角形網(wǎng)格剖分計算域，考慮大大小小的島嶼一并計算在內(nèi)。

11、三角形網(wǎng)格能夠較好的概括了伶仃洋內(nèi)外復(fù)雜的海岸線、島嶼和地形特征。能夠計算出最大空間的步長、最小空間步長、三角形網(wǎng)格節(jié)點、三角形的單元個數(shù)。模型的外海開邊界潮位資料是由中國近海潮汐模型chinatide計算確定。 </p><p>　　最后進行模型驗證，如果模型的驗證值和實際的測量值能夠基本吻合，漲落潮流態(tài)與海區(qū)地形輪廓相符，那么這個驗證就是成功的?？梢詰?yīng)用本模型對計算海區(qū)的各種工程方案的潮流場進行模擬計算分析。

12、 </p><p>　　3其他高新科技解決的方法 </p><p>　　信息時代，各類先進的現(xiàn)代化高科技技術(shù)應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域并取得了不俗的效果，因此我們應(yīng)在港口航道淤泥處理研究中積極引入創(chuàng)新理念，嘗試采用高科技技術(shù)提升淤泥處理效果。衛(wèi)星遙感技術(shù)便是一項新型的綜合科學(xué)技術(shù)，在社會經(jīng)濟生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來相關(guān)研究人員基于原有工作主體面向應(yīng)用展開研究，并緊密結(jié)合各類工程的實際狀況

13、、現(xiàn)實特征對遙感模型進行了改進升華，令其分析技術(shù)進行了進一步完善，并科學(xué)構(gòu)建了水域中針對泥沙含量的定量遙感分析模式，可基于海岸區(qū)域的不同季節(jié)產(chǎn)生的不同漲落潮流特征、懸沙具體的分布特征、泥沙來源與移運特征展開分析追蹤研究，進而全面提升處理 </p><p><b>　　精度。 </b></p><p>　　4泥沙淤泥問題的研究方向 </p><p&g

14、t;　　我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，令各類港口航道運輸、通行需求越來越豐富，進而對港口航道承載、運輸能力及環(huán)境有了更高的要求水平，因此為確保安全、高效的航道通運我們必須有效解決各類修建、維護工程中產(chǎn)生的較為復(fù)雜、動態(tài)變化的泥沙淤積問題。由宏觀層面來看，國際上對泥沙的相關(guān)研究朝著手段更先進、理論更深化的方向科學(xué)發(fā)展，較多的理論基礎(chǔ)研究被人們廣泛重視，并引入了許多高新科技含量研究技術(shù)手段，最為突出的便是計算機相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。綜觀國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，在

15、今后的研究中我們應(yīng)著重探討水利泥沙的相關(guān)基礎(chǔ)理論研究、有關(guān)大河大江的防洪治理技術(shù)、海岸河口的演變與有效的治理、航道港口的整治相關(guān)技術(shù)、環(huán)境保護及泥沙治理、輔助技術(shù)的綜合研究等。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　總之，基于港口航道的重要性我們只有樹立環(huán)境保護意識，科學(xué)分析海域泥沙特征、制定切實有效高科技含量的泥沙淤泥處理技術(shù)方案及相關(guān)策

16、略，明確今后研究處理方向，積極主動應(yīng)用新型處理技術(shù)，才能切實提升淤泥處理效益，確保營造優(yōu)質(zhì)、良好、安全的港口航道環(huán)境，為港口通行運輸創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益與社會效益。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]李孟國，張華慶.海岸河口多功能數(shù)學(xué)模型軟件包TK-2D的研究與應(yīng)用[J].水道港口，2006（27）. </p>