河口闸下泥沙淤积原理及对策

河口闸下泥沙淤积原理及对策总结【摘要】本文介绍了河口闸下泥沙淤积原理并作出了对策。河口治理，指的是为改善河口航运、排洪等，所进行的改造、加固、治理或稳定河流的工程。包括疏浚和修建整治建筑物。河口的冲淤演变是水流、泥沙与河床相互作用的结果。河口泥沙有不同来源，可以由上游径流或口外沿岸流挟带而来，泥沙的粒径与浓度也不同，河口的河床演变常常复杂多变。因此河口河床的自然演变往往不能符合人类开发利用河口的要求，如河口淤积将影响排洪或航运，需要进行治理，扩大过水断面，加深河槽，才能满足排洪和航运的要求。本文将重点讲述河口闸下泥沙淤积原理及对策。【关键词】挡潮闸;闸下淤积;原因分析;防治对策1.闸下淤积的原因1.1自然原因潮流的涨落运动给予输沙有利条件，大量泥沙被带入闸下河道。落潮作为一个沿程冲刷的过程，但对于粒径较小的泥沙而言，落潮流速小于起动流速，涨潮含沙量明显大于落潮含沙量，泥沙逐渐堆积。1.1.1风暴和盛行风对于闸下壅水有促进作用，含沙量迅速增加，有助于泥沙落淤。若盛行风方向和入海水道方向一致则导致海风顶托潮水使得落潮流速减慢而涨潮流速加大，加速闸下淤积。1.1.2闸下河段曲流的发育导致径流及落潮水流行水不畅，狭长而蜿蜒的河道，感潮迟缓，水面坡降在泄流时较小，流速低，启动和挟沙能力差，易淤积港道。1.2工程原因挡潮闸兴建在沿海河口后，闸下引河的淤积加快，主要体现在如下几个方面。1.2.1建闸后径流分配过程改变及河流径流量减小由于建闸前上游有水必排，冲淤及时，建闸后上游水源被控制，排水量减少，汛期将多余的壅水排放，非汛期则蓄水灌溉，这样难以有足够的水量保证“冲淤量年平衡”。1.2.2围垦的负面效应在沿海滩面不断淤积推进的前提下人工围垦扩大土地面积适应国民经济发展需求是合理的，但是随着围垦面积的急剧增加闸下淤积情况也随之恶化。1.2.3潮流量减少由于上溯到潮区界的潮流量被闸身截断，潮棱柱体相应减少，相对来说纳潮容量变小，平均落潮流量(包括上游下泄径流量)也随之相应减少。1.2.4上游河道断面小于闸孔净宽，减弱了下泄速度，加重了闸下淤积。上游河道过水断面的大小、行水障碍、淤积程度都会直接影响排泄速度，同时影响闸下水道的稳定。来水量的快慢、多少与下游水道的淤积有着紧密的联系。2.减淤措施2.1水力冲淤2.1.1进行水源调度，增加港道泄水量，集中水量进行冲淤。2.1.2根据规律调整闸门运行，选择正确时段，用高速水流冲淤可以利用洪水连续冲淤；也可以使用风速风向，潮汐规律等集中水头差冲淤；开孔流、去除上游淤积，近闸位置局部清淤等。2.1.3纳潮冲淤纳潮冲淤对于解决河口水力冲淤水源不足的情况十分有效。试验结果表明，纳潮冲淤成本低廉，水源充足，不与工农业生产用水冲突，但无法避免上游淤积的问题。纳潮冲淤必须具备一些条件：一是在农业不用水的时候；二是纳潮闸需配备有反冲设施，上游须建控制潮水上溯的工程；三是在咸水可能回溯的河段，各引水口建封闭闸，阻止咸水进入农田。2.2机械冲淤2.2.1高压水泵疏浚高压水泵冲淤施工原理简单，即用高压水冲刷淤泥成泥浆，且和水充分混合，带动水流紊动，加大水流的挟沙能力，从而达到清淤的成效。主要用于切除边滩、河道、河心岛水上部分淤泥。这种方法费用低，设备简单，冲淤效果好，但是无法进行水下清淤作业。2.2.2挖泥船疏浚下泄径流减少是挡潮闸下港口发生淤积主要原因之一，也就是缺少足够的冲淤水源。作为港口清淤方法之一，挖泥船疏浚必不可少。不受水源限制是其最大的优点，还可以使用排泥管和泥浆泵输送泥浆至预定的填土地点，进行综合利用，吹填造地。挖泥船疏浚清淤内河效率较高，成本低廉；在潮汐河口由于受潮汐涨落的影响较大，需候潮施工，清淤效率相对较低、成本较高，可作为缺水年份或少数情况下，港道清淤补充措施。2.2.3裁弯取直闸下河道发生严重弯曲是淤滩持续发展可能的结果，严重影径流或响落潮流的冲刷能力，从而影响排涝。裁弯就是借助水流的冲刷力，根据港口弯道发展规律，将极端弯曲的河道裁直的举措，降低弯道上游的洪水位是它的主要作用。裁弯取直相当于缩短闸下引河长度，裁弯后河流的流速、比降和水流的夹沙能力加大，有助于闸下清淤，提高排涝能力。裁弯取直虽然对于提高河道排水能力比较管用，但花费较高。3.防淤措施3.1工程防淤修筑导堤依据河口特性，因地制宜地拟定合理的工程措施，才能取得完好的结果。在河口一侧或两侧修筑导堤，一是稳定和约束下泄径流，束水攻沙，稳定并改善出口水深，从而达到减少引河淤积的效果；二是改变水流条件，切断由风浪掀起的海滩泥沙补给源，减少涨潮流挟带进入引河的沙量。3.2植物防淤在上游植树造林保持水土，在浅海滩涂大量种植固滩促淤植物，对于减少水中含沙率非常有效。[科]【参考文献】［１］中国水利百科全书[m].北京:中国水利水电出版社，1990．［２］刘兴年，曹叔尤等.粗细化过程中的非均匀沙起动流速[j].泥沙研究,2000,（4）:10-13．［３］周义珏，王均明.东台市沿海挡潮闸闸下水道淤积成因分析[j].盐城电大学报,2001,（1）:46-48．［４］朱国贤，项明.沿海挡潮闸闸下淤积分析与疏浚技术[j].海洋工程,2005,23（3）:115-118．［５］张文渊.苏北沿海挡潮闸下淤积的原因及其对策泥沙研究论文[j].泥沙研究,2000,（1）:73-76．