什么是河口航道整治?

什么是河口航道整治?,第1张

什么是河口航道整治?

[拼音]:hekou hangdao zhengzhi

[外文]:estuary navigation channel regulation

用疏浚和整治手段改善河口通航条件的工程措施。它是河口治理和河口综合开发利用的重要组成部分。河口天然水深不能满足航行要求时,采用挖泥机具进行疏浚,采用丁坝、顺坝、导堤和其他工程措施进行整治,使水深增加,以形成人工航道。

发展概况

河口区的水下浅滩,尤其是拦门沙常成为船舶航行的主要障碍,随着海运事业的发展,船舶大型化,矛盾更加突出。19世纪中叶法国塞纳河口就开始进行整治,但受当时科学技术水平和工程经验限制未能奏效。河口航道常用疏浚进行开挖和维护。20世纪初叶英国泰晤士河口靠疏浚获得较大水深。但是单靠疏浚日益不能适应海船吃水的增长,美国特拉华河口、荷兰莱茵河口、中国黄浦江与辽河等河口采用疏浚、整治相结合的方法取得成功。20世纪中叶河口水力模型的应用使河口航道整治进展显著,美国密西西比河、加拿大圣劳伦斯河等较大河口成功地获得10m水深,80年代已加深到12m以上。中国长江、珠江、甬江等较大河口也积累了大量研究成果,航道整治有不同程度进展。20世纪70年代以来除河口物理模型外,河口数学模型也得到迅速发展,把航道整治及其研究工作推进到一个新阶段。

泥沙淤积

泥沙淤积是河口航道整治经常遇到的问题。河流挟带泥沙入海,在口门外水流突然扩展,流速减缓,泥沙大量下沉并堆积为拦门沙。口门处淡水和咸水相遇,发生混合,细颗粒泥沙由于絮凝作用形成絮团而加速下沉;由于咸、淡水密度不同,还可能沿河流底部将高浓度浮泥带到口门附近。拦门沙变化复杂,是河口航道整治的主要问题。

潮汐河口潮波沿河流向上传播、变形,径流与潮流相互作用形成周期性的往复水流──涨潮流和落潮流,使河口流场更为复杂。涨、落潮流流路往往不一致,各自塑造相应的河槽。过宽的河段常形成复式河床,两侧都有深槽,中间有沙滩相隔,上下河段深槽并不连通而出现浅段。受径流洪枯和潮汐大小的影响,河口往复水流变化的区域扩大,泥沙运动和河床冲淤范围也扩大。河口咸淡水混合的区域和拦门沙淤积的部位都相应地扩大。复式河床的河段内沙滩和浅段更是变化频繁,甚至主流的深槽也会出现缓慢的横向摆动,成为航道整治的重要问题。

除河流流域来沙外,海域泥沙给河口河床淤积提供了又一个重要泥沙来源。海域泥沙包括河口两侧沿岸流输送来的和海域岛礁风化、侵蚀下来的泥沙,也包括从河流挟带来的泥沙。这些泥沙沉积或悬浮在河口水下三角洲海域内,在波浪作用下又被掀动、悬扬、扩散,由潮流或沿岸流带走,涨潮流把它们带进口门并能上溯到更远处。径流和潮流的强弱,流域来沙和海域来沙的多少是决定河口性质及其泥沙淤积形态的主要因素。

整治原则与方法

除了贯彻综合开发,综合治理的方针外,河口航道整治应遵循河口河床演变规律,因势利导,稳定和发展有利河势。按潮流与径流对比的强弱,可分成强潮、中潮、弱潮三种河口。不同类型的河口具有不同的河床形态和泥沙冲淤特征。相应地,河口航道整治需采用不同方法,采用不同的整治建筑物布置形式。强潮河口要通过整治浅滩使涨、落潮流流路一致,形成稳定的水流主槽并能集中水流增大水深。弱潮河口常多汊道,多口门,要通过整治工程稳定分汊口,控制分水分沙,以利于维持、增加通航汊道的水深,也要选择通航条件较好的汊道、口门进行航道整治。各种河口碍航的拦门沙浅滩整治也可采取束水攻沙,利用涨、落潮流刷深航槽。

根据提高通航水深的要求,河口常需要开挖人工航槽。挖槽会引起回淤,这与河口泥沙运动规律和特点有关,挖槽越深,回淤越快。人工航槽要用疏浚维护,但在高回淤率的情况下,单靠疏浚难于维护航槽所需的水深。为大型船舶开挖人工深水航槽时,常辅以整治手段,即用适当的工程建筑物改变水流运动和泥沙冲淤的条件,使航槽保持冲淤相对平衡。整治后仍需采用疏浚的手段维护水深,包括清除季节性的或风暴引起的泥沙淤积,故河口航道整治常采用整治与疏浚相结合的方法(见航道疏浚)。常用的整治建筑物有导堤、丁坝、顺坝和堵坝四种(见航道整治)。导堤用于整治拦门沙浅滩。从河口筑单道或双道导堤延伸到人工航槽一侧或两侧,引导和集中水流,增大流速,适应挖槽水深要求。双道导堤相当于河口向外延伸,把流域来沙输送到更深水域。导堤还能防止或减少海域来沙进入河口,并将拦截沿岸漂沙,使河口两侧发生显著的岸滩冲淤演变。

在河口拦门沙和通航主槽的浅滩上开挖和维护人工航槽只有采用疏浚的手段才能实现。航槽应选择在涨、落潮流流路较一致,以落潮流为主的汊道或汊槽上,潮流有利于航槽维护,回淤量和疏浚量都较少。

中小河口整治

流域来水来沙较少的中小河流,河口水深较浅,沿岸漂沙活跃地区或海域来沙丰富时,河口也有泥沙淤积问题。为了通航,中小河口也需要进行相应的航道整治。不少中小河口常考虑工农业用水的需要,拦河筑闸挡潮,防咸蓄淡并有利于缩短沿海堤防和陆上交通路程。河口筑闸后,由于入海径流量的减少和下游潮波变形,以及潮流量的减少,闸下河段普遍发生淤积。海域来沙丰富时,闸下河段淤积更为突出。闸下淤积将严重影响通航和泄洪排涝。建闸还将显著改变水域环境和生态平衡。因此中小河口开发必须综合利用,统筹兼顾,对影响水域环境显著的工程应作严格论证,要尽量保护天然良好的通航条件。为了改善通航条件,为筑闸河口减少闸下淤积常采用的措施有放水冲淤、机械拖淤和纳潮冲淤等。

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