長(zhǎng)江口水力幾何形態(tài)及深水航道平衡水深.pdf

1、長(zhǎng)江口豐水多沙，三級(jí)分汊、四口入海，作為長(zhǎng)江黃金水道的咽喉，戰(zhàn)略地位極為重要。長(zhǎng)江口深水航道治理工程分三期逐步實(shí)現(xiàn)了北槽12.5m通航水深的目標(biāo)，然而在長(zhǎng)江來(lái)沙逐年減少的背景下，北槽深水航道年回淤量依然較大，其內(nèi)在原因與河口調(diào)整達(dá)到平衡時(shí)能維持的水深難以滿足設(shè)計(jì)水深有關(guān)。因此，研究長(zhǎng)江口水力幾何形態(tài)關(guān)系，計(jì)算河口汊道能夠維持的最大平衡水深，不僅可豐富河口動(dòng)力學(xué)理論，而且對(duì)于揭示長(zhǎng)江分汊河口演變機(jī)理、總體上把握深水航道的治理方略和措施具有

2、指導(dǎo)意義。
　　本文基于時(shí)變水流挾沙能力公式，分別采用一維和二維積分形式連續(xù)方程，結(jié)合水流阻力公式和無(wú)因次寬深比關(guān)系建立了分汊河口水力幾何形態(tài)關(guān)系，獲得汊道與單一河道平均水深之比為落潮分流比的2/7次方，過(guò)水?dāng)嗝婷娣e之比為落潮分流比的6/7次方。
　　針對(duì)潮流與徑流相比起主要作用的長(zhǎng)江口北槽中下段，進(jìn)一步考慮漲落潮流挾沙能力線性組合，建立了潮流主控河段水力幾何形態(tài)關(guān)系，獲得整治工程后河道主槽過(guò)水?dāng)嗝婷娣e與治導(dǎo)線寬度及河口水力

3、參數(shù)之間的關(guān)系。利用Delft3D水動(dòng)力模型，計(jì)算出長(zhǎng)江口水力幾何形態(tài)關(guān)系所需的水力參數(shù)，用以計(jì)算長(zhǎng)江口北槽的平衡水深。
　　根據(jù)分汊河口水力幾何形態(tài)關(guān)系，計(jì)算出長(zhǎng)江口治理工程前北槽攔門(mén)沙頂部斷面最大平衡水深為6.91m，與其長(zhǎng)期維持在6～7m水深的實(shí)際情況相一致，表明本文建立的分汊河口水力幾何形態(tài)理論是合理的。
　　在此基礎(chǔ)上采用分汊河口水力幾何形態(tài)關(guān)系計(jì)算獲得深水航道治理工程后北槽上段斷面上最大平衡水深平均為11.43m

4、。采用潮流主控河段水力幾何形態(tài)關(guān)系計(jì)算獲得北槽中段斷面上最大平衡水深平均為9.46m，最小為9.31m;下段斷面上最大平衡水深平均為10.27m。平衡水深上段大于下段，中段最小。
　　一方面深水航道治理工程有一定的束水攻沙、沖深航槽作用，使北槽最大平衡水深有明顯增加;另一方面丁壩增加了河槽形態(tài)阻力，致使納潮量減小，不利于維持航道水深。治理工程效果取決于這兩方面因素的綜合作用。
　　北槽沿程各斷面的最大平衡水深與設(shè)計(jì)水深之間的