基于數(shù)字高程模型定量分析長江口深水航道工程治理效果

南京水利科學(xué)研究院長江口整體物理模型是交通部1974年批準(zhǔn)和投資興建的我國第一個大型河口模型。在“八五”攻關(guān)研究中,運用定床和動床試驗方法,為整治工程方案的確定提出了科學(xué)論證,長江口深水航道治理工程開工以來,繼續(xù)運用整體模型、局部模型和正態(tài)系列模型對工程的分期實施、建筑物附近的沖刷、施工順序和工程方案動態(tài)調(diào)整等進(jìn)行研究。工程實踐證明,多數(shù)研究成果都達(dá)到了定性基本準(zhǔn)確、定量相對合理的結(jié)果,是工程取得良好效果的重要基礎(chǔ)之一。

長江口深水航道治理工程具有規(guī)模大、施工強度高、作業(yè)條件差,特別是灘面物質(zhì)易發(fā)生沖蝕等特點,工程建設(shè)難度極大。經(jīng)不斷探索,依靠技術(shù)創(chuàng)新和嚴(yán)格、科學(xué)的管理,工程大量采用了新型結(jié)構(gòu),研制開發(fā)了一批施工新工藝和大型專用作業(yè)船,創(chuàng)造了水運工程建設(shè)的高速度,取得了良好的整治效果。長江口深水航道治理一、二期工程的成功實踐,標(biāo)志著我國河口治理技術(shù)已跨入世界先進(jìn)行列。對工程的特點、技術(shù)創(chuàng)新和工程效果作了概要介紹。

長江口深水航道治理工程一期工程的主體工程南導(dǎo)堤，位于南港北槽——江亞心灘至九段沙之間。南導(dǎo)堤一期工程主要由20km南導(dǎo)堤、3．2km潛堤、1．6km南線堤和三座丁壩組成。

長江口深水航道治理三期工程疏浚工程建設(shè)過程中,組織6艘裝備adcp的水文測驗船,在國內(nèi)首次采用多固定斷面法對耙吸作業(yè)過程的溢流疏浚土及北槽內(nèi)貯泥坑、拋泥區(qū)漲落潮拋泥過程中的疏浚土擴(kuò)散情況進(jìn)行了觀測。首次在長江口成功獲取了水體中疏浚土擴(kuò)散場的實測資料,深化了對長江口疏浚土擴(kuò)散特性的認(rèn)識,在此基礎(chǔ)上,改進(jìn)了疏浚溢流和疏浚土處理的時間控制措施。

在總結(jié)長江口深水航道治理二期吹泥上灘工程設(shè)計和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,論述長江口疏浚土綜合利用的必要性、經(jīng)濟(jì)性,并對吹泥工藝及其設(shè)備選型、吹泥站布設(shè)和輸泥管線的形式、管材及管徑等方面進(jìn)行了分析、比選和論證。

經(jīng)不斷探索,依靠技術(shù)創(chuàng)新和嚴(yán)格、科學(xué)的管理,史無前例的長江口深水航道治理工程在復(fù)雜、惡劣的自然條件下取得了成功。文章論述了這一大型水運工程在設(shè)計、施工和管理方面創(chuàng)新的思維、作法和效果。

本文結(jié)合長江口深水航道整治工程的３維水下地形測量，探討了測深數(shù)據(jù)的粗差剔除問題，提出了每秒測深數(shù)據(jù)的處理方法，有效剔除了測深數(shù)據(jù)的粗差。

通過現(xiàn)場觀測對長江口深水航道工程南導(dǎo)堤越堤水沙運動規(guī)律進(jìn)行深入研究。結(jié)果表明:1)存在越過南導(dǎo)堤指向北槽的凈輸沙運動,觀測期間,堤頂單寬漲潮通量與單寬落潮通量之比約為10∶1,堤頂單寬漲潮輸沙通量與單寬落潮輸沙通量之比約為25∶1;2)經(jīng)初步估算,觀測期間越過s4~s5段南導(dǎo)堤輸向北槽方向的泥沙總量約為156.5×104t;3)越堤水流攜帶的泥沙絕大部分可以通過壩田進(jìn)入北槽。

手動處理生成航道水下數(shù)字高程模型（dem）費時耗力,存在著效率瓶頸。提出并構(gòu)建長江航道水下數(shù)字高程模型自動化處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由水深數(shù)據(jù)自動監(jiān)測讀取模塊、dem自動處理模塊、成果自動加工模塊以及流程監(jiān)控顯示模塊組成,實現(xiàn)了從原始水深點自動監(jiān)測到規(guī)則格網(wǎng)dem及其專題圖的快速自動化處理,有效節(jié)省了人工操作,提高了dem產(chǎn)品的時效性,解決了效率瓶頸問題。

在長江口北槽深水航道工程的背景下，以實測地形資料為基礎(chǔ)，利用fvcom，模擬南導(dǎo)堤越堤水流的時空變化．通過對越堤流過水?dāng)嗝嫱康挠嬎?，分析工程前后越堤流的時空變化規(guī)律．導(dǎo)堤丁壩的修建，使得南北槽之間的水動力條件顯著改變，工程之后，橫向水流凈通量指向北槽，且量值較大．越堤水流的沿程分布，以導(dǎo)堤轉(zhuǎn)角為界，上半段逐漸減小，下半段逐漸增大，上半段凈通量小于下半段；越堤流的凈通量，在季節(jié)上變幅不大，在潮周期內(nèi)呈周期性波動，凈通量與潮位呈良好的線性相關(guān)．

長江口深水航道治理二期工程即將開工。交通部對該工程初步設(shè)計審定后于近日做出批復(fù),核定二期工程投資總概算為63.37億元,工程建設(shè)總工期為3年。

http://www.***.*** 長江口深水航道整治工程的探討 韓世娜 河海大學(xué)交通學(xué)院海洋學(xué)院（210098） e-mail：hanshina82@yahoo.com.cn 摘要：本文簡要介紹了長江三角洲港口的發(fā)展情況，提出必須對長江口深水航道進(jìn)行治理。 根據(jù)長江口水文、泥沙及河床特征，確立了符合長江口深水航道的治理思想，包括長江口深 水航道組成及整治原則等。并介紹了長江口深水航道工程的進(jìn)展情況，一二期工程的實施已 取得了良好的效果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：長江口潮汐河口深水航道設(shè)計思想 1.引言 長江三角洲在我國現(xiàn)代化戰(zhàn)略中具有舉足輕重的地位，但是長期以來，長江口由于受到 巨大的潮量、徑流量和流域來沙量的影響，河口河槽演變復(fù)雜，長江口通航航道所處的攔門 沙河段，自然水深僅6.0m，成為通航的瓶頸，制約了長江三角洲的發(fā)展。這一水深不

由中交一航局施工的長江口深水航道治理二期工程北導(dǎo)堤nⅱb標(biāo)段和niic-2標(biāo)段的主要結(jié)構(gòu)為全封閉半圓型沉箱。采用該種結(jié)構(gòu)的堤身設(shè)計軸線總長度10880m,共使用單個長度為19.94m的半圓型鋼筋混凝土沉箱544個,沉箱單個質(zhì)量約1200t,分4種規(guī)格。根據(jù)半圓型沉箱結(jié)構(gòu)特點,半圓型沉箱的預(yù)制采用水平分層的施工方法,分三層四次澆筑。沉箱在預(yù)制臺座上預(yù)制完成后,通過千斤頂組頂升,步行式液壓頂推系統(tǒng)頂推,縱橫移車運移,斜架車溜放,將沉箱從預(yù)制場出運下水。

用淺地層剖面儀、旁側(cè)聲納等現(xiàn)代化測量技術(shù)對長江口新瀏河沙水域進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測,通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理、統(tǒng)計和定量分析,得出近十年來新瀏河沙沙體沖淤變化量。沙體沖淤變化劇烈,瀏河沙被沖開一條深槽,新瀏河沙串溝灘槽易位;寶山水道上口逐漸淤淺,而且淤淺段逐漸向下游擴(kuò)展,寶山水道與新瀏河沙串溝之間相互制約,此消彼長。

對長江口深水航道治理一期工程實施后北槽的地形資料進(jìn)行分析計算,論述了北槽河床沖淤變化。結(jié)果表明:一期工程實施后,整治工程段北槽河床普遍沖刷,平均水深增幅達(dá)12m,斷面平均水深最大增幅超過2m,壩田明顯淤積,河床斷面比較對稱,航槽回淤減少。北槽進(jìn)口段和北槽中段的深槽發(fā)生較為明顯的淤積,北槽縱向河床斷面面積和平均水深趨于均勻,形成了一條上、下段平順銜接的微彎深泓線。工程實施后北槽的河床總?cè)莘e基本保持不變。整治建筑物完成一年后河床基本達(dá)到?jīng)_淤平衡,工程引起河床大幅度沖淤調(diào)整完成后,北槽仍具有明顯的洪淤枯沖規(guī)律,主槽季節(jié)性沖淤幅度平均在30cm～50cm之間。

利用長江口徐六涇、橫沙和佘山三站三年逐日表層含沙量、鹽度和氣象觀測資料,以及北槽河段沿線含沙量洪、枯季準(zhǔn)同步觀測資料,對長江口深水航道治理一期工程實施前后北槽河段含沙量沿程分布規(guī)律和垂向變化特征,以及灘槽泥沙交換的機理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:北槽河段高含沙區(qū)分布位置在一期工程后適量下移;風(fēng)浪對淺灘泥沙的掀動作用和灘槽間泥沙交換是造成工程區(qū)河段含沙量增加的主要動力因素;灘槽泥沙交換及輸移途徑取決于灘槽間流場變化,南北導(dǎo)堤在二期工程繼續(xù)下延后,將進(jìn)一步削弱灘槽泥沙交換量,有利于對深水航道的維護(hù)

長江口深水航道建設(shè)是促進(jìn)長江三角洲和整個長江流域地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大工程。文章對長江口深水航道水域施工背景和現(xiàn)狀作了介紹,并就目前存在的問題提出了一些粗淺的看法。

2010年3月14日上午,長江口深水航道治理三期工程順利通過交通運輸部組織的交工驗收,12.5m深水航道正式試通航,該航道長92km。這標(biāo)志著我國水運工程史上最大的工程——長江口深水航道治理工程順利完工。據(jù)介紹,長江口深水航道開通之前,2萬t級船舶需候潮才能進(jìn)入長江口,經(jīng)過治理,長江口通航水

為配合長江口深水航道治理工程的具體實施，并為治理工程提供必要的水文、泥沙、風(fēng)浪資料，用以指導(dǎo)工程、驗證工程、服務(wù)工程擬建立水文、泥沙、風(fēng)流監(jiān)測系統(tǒng)，通過傳輸手段將實時數(shù)據(jù)送回信息接收站。

全面介紹長江口深水航道治理工程整治建筑物工程和疏浚工程的設(shè)計條件和施工條件,并在此基礎(chǔ)上介紹一、二期工程設(shè)計方案的優(yōu)選情況,以及工程實施過程中以動態(tài)管理為主要內(nèi)容的施工組織管理情況。

長江口深水航道治理工程地基土動三軸試驗研究綜述——長江口導(dǎo)堤在建造期間遭到了強風(fēng)暴的襲擊，致使一部分沉箱結(jié)構(gòu)發(fā)生了超量的沉降和位移。本文通過動三軸試驗?zāi)M了波浪荷載作用下地基強度特性的變化情況。

介紹gps定位技術(shù)在長江口深水航道治理工程中的創(chuàng)新應(yīng)用,其中有g(shù)ps區(qū)域控制網(wǎng)、高程異常網(wǎng)的建立;應(yīng)用似大地水準(zhǔn)面擬合技術(shù),實現(xiàn)了動態(tài)驗潮測量,實施了數(shù)字化測量;同時,應(yīng)用gis的技術(shù)和可視化施工技術(shù),保證了工期和工程質(zhì)量,取得較好的工程經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。