1 前言
长江口深水航道治理工程2010年竣工以来一直依赖人工疏浚以维持12.5 m的航道水深,回淤总量平均维持在7000万~8000万m3/a;虽然近年来随着减淤工程的实施回淤量有明显下降的趋势,但维护疏浚压力和困难依然很大。在洪季期间深水航道回淤量较大,为了维持航道水深基本不变,安排的疏浚船方总量和航道回淤量基本一致,根据7 d为一个周期的航道回淤量和疏浚维护量统计资料来看,回淤量在潮动力的作用下具有明显的波动性,而疏浚量变化较为平缓(图1),即潮周期内的疏浚安排和实际航道回淤特征并不协调。
图1 疏浚强度和回淤强度的比较
从文献的近底实测观测资料可知,靠近深水航道的边滩河床面在大中小潮动力作用下会相应的出现规律性的变化,其中大潮床面冲刷而小潮则出现淤积,其研究成果反映了大中小潮动力条件下的近底层泥沙通量的差异;根据文献的论述长江口北槽航道集中回淤的重要原因是高床面切力引起的强再悬浮和后续低床面切力阶段泥沙沉降形成的高浓度近底含沙量,其同样也反映了一个大潮期间冲刷泥沙导致潮动力减小过程中的航道淤积的物理过程。另外,根据文献研究成果可知长江口深水航道在不同的潮动力条件下,长江口深水航道沿程回淤分布有明显不同,在局部受上游影响较为明显的区域大潮回淤量大于小潮回淤量。
根据上述研究,基本证实了潮周期内航道的淤积量是一个随潮动力变化而动态变化的量,如能通过研究确定深水航道的回淤量的潮周期内分布特征,其研究成果将有助于合理安排航道的疏浚维护量,减少不必要的疏浚船方,从而有效合理地减小回淤量。
因此,本研究针对潮周期内的航道回淤问题开展相应的研究,研究采用了适用于长江口深水航道的回淤量计算模型,其主要基于实测航道近底层的水文观测资料,通过计算分析获得潮周期内的航道回淤量分布特征及其形成机制,研究成果可为类似长江口的深水航道维护疏浚管理提供重要科学依据。