船閘泄水作用下引航道中動(dòng)水沖沙規(guī)律

1、船閘泄水作用下引航道中動(dòng)水沖沙規(guī)律? 船閘泄水作用下引航道中動(dòng)水沖沙規(guī)律 船閘泄水作 用下引航道中動(dòng)水沖沙規(guī)律 徐進(jìn)超 1,2 ，李 云 1,2，宣國 祥 1,2 ，劉本芹 1,2，金 英 1,2 （1. 南京水利科學(xué)研究院， 江蘇南京 210029 ；2. 交通運(yùn)輸部通航建筑物建設(shè)技術(shù)交 通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210000） 摘要：結(jié)合工程實(shí) 際，研究利用船閘泄水進(jìn)行下游引航道清淤，對(duì)減少清淤成 本、提高通航效率有著重要的工程價(jià)值。建立樞紐及船閘下 游引航道的二維水沙數(shù)學(xué)模型，采用已有模型試驗(yàn)對(duì)水流場 和泥沙場進(jìn)行驗(yàn)證。研究引航道及口門區(qū)的泥沙淤積規(guī)律， 在此基礎(chǔ)上，分析船閘輸水系統(tǒng)的

2、水力特性，研究了不同沖 刷流量、沖刷時(shí)間和初始淤積厚度下引航道及口門區(qū)的沖刷 效果，得出船閘泄水量與引航道及口門區(qū)最大淤積厚度的關(guān) 系。結(jié)果表明，在同一初始淤積地形和沖刷流量下，引航道 及口門區(qū)的最大淤積厚度與沖刷時(shí)間呈線性變化，沖刷流量 越大，泥沙厚度下降的斜率越大。淤積厚度低于一定值后， 隨沖刷時(shí)間的增加， 沖刷效果開始減弱。 關(guān)鍵詞： 引航道； 淤積；沖刷；水沙模型 泥沙淤積問題是船閘運(yùn)行過程中不 可避免的礙航問題。國內(nèi)大型船閘如三峽船閘和葛洲壩建設(shè) 運(yùn)行過程中進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)，同時(shí)也積累了較多的解 決泥沙淤積問題的經(jīng)驗(yàn) 1 。早在 20 世紀(jì)六七十年代，張瑞瑾2在葛洲壩船閘設(shè)計(jì)中提

3、出：靜水過船、動(dòng)水沖沙，對(duì)于 局部沖刷效果較差的部位輔以機(jī)疏浚措施，該技術(shù)方法原理 簡單、可行性強(qiáng)，在實(shí)際中應(yīng)用較廣。動(dòng)水沖沙的優(yōu)點(diǎn)是沖 沙歷時(shí)短，對(duì)通航影響小，并能同時(shí)解決上、下游引航道問 題，但因引用流量偏大，常需修建沖沙閘，工程規(guī)模較大， 投資甚巨 2-4 。由于船閘輸水系統(tǒng)泄水流量有限，以往較少 考慮利用船閘泄水進(jìn)行清淤，隨著船閘規(guī)模的擴(kuò)大、輸水系 統(tǒng)及閥門防空化技術(shù)的發(fā)展 5-6 ，使得利用船閘泄水進(jìn)行引 航道清淤變?yōu)榭赡堋?利用船閘輸水系統(tǒng)泄水進(jìn)行引航道清 淤不僅能節(jié)省工程費(fèi)用，水流還可直接作用于整個(gè)引航道， 更有利于引航道的清淤，其應(yīng)用有著廣闊的前景。目前，相 應(yīng)的研究較少，且目

4、前引航道中的沖刷特性多針對(duì)具體的工 程3，7-11 ，其沖刷規(guī)律還有待更進(jìn)一步研究。本文以西江 貴港船閘為例，研究船閘下游引航道在典型水文年的泥沙淤 積規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，探索利用船閘輸水系統(tǒng)泄水進(jìn)行引航 道清淤時(shí)引航道中的沖刷規(guī)律，探討利用船閘泄水進(jìn)行引航 道清淤的可行性。 1 研究工程概況 貴港航運(yùn)樞紐位于距 廣西貴港市約 6.5 km 的蓑衣灘河段，上游與西津梯級(jí)銜接， 下游與桂平梯級(jí)相連， 形成 1 000 t 級(jí)通航標(biāo)準(zhǔn)的航道體系。 樞紐多年平均徑流量為 487.5 億 m3 ，年平均流量為 1 510 m3/s，69 月為汛期，多年實(shí)測最大洪峰流量為 12 800 m3/s 。樞紐多

5、年平均含沙量為 0.164 kg/m3 ，實(shí)測斷面最大 含沙量為 1.57 kg/m3 。懸移質(zhì)輸沙量年內(nèi)分配極不均勻，來 沙量主要集中在汛期， 5 10 月來沙量占全年來沙量的 97.4% 以上。貴港河段泥沙中值粒徑 d50=0.017 mm ，平均粒徑為 0.023 4 mm ，屬粉沙河流， 其級(jí)配曲線如圖 1 所示12 。 圖 1 懸移質(zhì)泥沙級(jí)配曲線Fig.1Suspended sediment grading curve 2 水沙模型 2.1 水流模型 平面二維淺水方程為： (1) (2) (3) 式中： h 為水深，m ;E為自由水面水位，m; u、v分別為x、y方向的平均流速， m

6、/s ； Ch 為 Chezy 阻力系數(shù)，為曼寧系數(shù)； g 為重力加速度，m/s2 ; t為時(shí)間，s; £ x、&分別為x、y方 向的水平渦動(dòng)黏滯系數(shù)。 模型水域底床的糙率根據(jù)以往研 究經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)測資料反推選取。為保證模型計(jì)算的連續(xù)性， 采用“干濕判別”來確定計(jì)算區(qū)域。 2.2 泥沙模型 泥沙模型 中的控制方程采用考慮沉降項(xiàng)的對(duì)流擴(kuò)散方程： (4) 式中： u、v分別為x、y方向的矢量，m/s ； Ck為第k組分泥沙濃 度， kg/m3；Dx、 Dy 為 x、 y 方向上的擴(kuò)散系數(shù)； Si 為對(duì)應(yīng) 泥沙沉降和懸起的源匯等各項(xiàng)?？刹捎孟率椒謩e計(jì)算非黏性 沙的沖刷和淤積源項(xiàng)：(

7、5)式中：為泥沙分組挾沙力；a Sk為恢復(fù)飽和系數(shù)，一般取 0.11.013 ; wk為泥沙分組沉降 速度，據(jù)圖 1 所示的河段泥沙級(jí)配資料，將泥沙級(jí)配分為 5 組，采用張瑞瑾公式 14 計(jì)算各組分泥沙沉降速度： (6) 式 中：d為懸浮物的粒徑，m ；ys為泥沙容重，N/m3 ;u為水的運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)， m2/s 。黏性泥沙源項(xiàng)的表達(dá)式為 15: 沉降：(7)再懸?。?8)式中：Tb為瞬時(shí)底床剪切應(yīng)力；T ce 為再懸浮臨界剪切應(yīng)力，采用唐存本 16 提出的基于床沙固 結(jié)程度及中值粒徑的臨界沖刷切應(yīng)力公式計(jì)算；T為臨界淤積切應(yīng)力，對(duì)于不同研究區(qū)域的水沙條件，其取值范圍通 常為0.050.30

8、N/m213 ；cb為泥沙近底濃度，采用Teeter profile 公式進(jìn)行計(jì)算 17 ；E 為控制黏性泥沙沖刷速度的比 例因子； m 為沖刷指數(shù)，根據(jù)實(shí)際泥沙特性和經(jīng)驗(yàn)選取。由 懸移質(zhì)泥沙不平衡輸移引起的床面變形量可用下式計(jì)算：(9)式中： Zb為計(jì)算時(shí)間步長 At內(nèi)的床沙沖淤厚度；N為 非均勻床沙的粒徑分組數(shù)：p為床沙干密度。2.3 邊界條件 由于研究河流含沙量小，特別是每年的枯水季節(jié)，含沙 量接近于 0 。因此特征年 69 月汛期的水沙， 能夠反映其全 年淤積情況。數(shù)值計(jì)算中采用豐水豐沙年份 (1986 年)69 月的水沙過程作為邊界條件，如圖2(a)、圖2(b)所示。根據(jù)圖 2(a)

9、 中流量過程線及貴港水文站實(shí)測的樞紐下游水位與流 量關(guān)系曲線插值得到下游的水位過程線，作為下游邊界條件， 見圖2(c)。圖2 流量(Q)、含沙量(C)及下游水位 過程線 (1986 年 )Fig.2Discharge, sediment concentration and water levelcurves in high flow year (in 1986) 2.4 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格劃 分 樞紐下游模擬范圍為樞紐壩軸線至下游 3 km 范圍， 見圖3。船閘引航道及口門區(qū)等重點(diǎn)研究區(qū)域采用網(wǎng)格步長逐漸增大的混合網(wǎng)格，最小網(wǎng)格步長 3 m ，最大網(wǎng)格步長 15 m ， 網(wǎng)格數(shù)為 22 704 ，

10、節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為 46 355 ；采用網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)附近 最近的 6 個(gè)高程點(diǎn)進(jìn)行權(quán)重插值。 圖 3 貴港樞紐水沙計(jì)算 中整體網(wǎng)格劃分及高程插值Fig.3Meshing and elevation interpolation of 2-D sediment transport model of Guigang water project 2.5 模型驗(yàn)證 采用文獻(xiàn) 17 中物理模型試驗(yàn)進(jìn)行了水面線和流速分布的驗(yàn) 證，對(duì)比結(jié)果表明，在各流量級(jí)下游河道數(shù)值仿真結(jié)果與原 型觀測的水位差值均在土2 cr以內(nèi)，二者具有較好的一致性，圖 4(a) 為在樞紐下泄 500 m3/s 流量下物理模型試驗(yàn)和數(shù)值 計(jì)算的水面線

11、驗(yàn)證， 二者最大僅相差 1 cr 。樞紐下泄各流量 級(jí)下，模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算中主河道及引航道口門區(qū)流場基 本一致，口門區(qū)及各點(diǎn)的橫、縱向流速較為一致，圖4(b)及圖 4(c) 為樞紐下泄流量 9 000 r3/s 時(shí)，典型斷面中物理模型 試驗(yàn)和數(shù)值模擬的對(duì)比結(jié)果，二者最大相差為 0.45 r/s ，回 流流速大小基本相同，見圖 4。 圖 4 恒定流典型流量下水 面線及縱、橫向流速驗(yàn)證Fig.4Validation of velocity and water surface profile of typical discharge 采用文獻(xiàn) 12 中典型豐水豐沙年 (1986 年) 汛期貴港船閘

12、引航道的水沙物理模型資料進(jìn)行泥沙驗(yàn)證。數(shù) 值計(jì)算與文獻(xiàn) 12 中物理模型試驗(yàn)資料的驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比見圖5，二者在引航道內(nèi)的淤積情況基本一致，在堤頭附近及口 門區(qū)存在一定差別，物理模型的結(jié)果大于數(shù)值計(jì)算。其原因 在于物理模型所用地形為貴港樞紐可行性論證時(shí)的地形，而 數(shù)值計(jì)算為新地形 (2010 年 )，經(jīng)過 10 多年的壩下沖刷和淤 積，除在引航道內(nèi)因隔年清淤外，其他位置地形會(huì)有一定的 變化，影響口門區(qū)的流態(tài)和淤積特性，因而結(jié)果會(huì)存在一定 差異。 圖 5 典型豐水豐沙年 (1986 年) 引航道及口門區(qū)平均 泥沙淤積量對(duì)比Fig.5Comparison of silting thickness wi

13、th physical model test and numerical simulation model in typical hydrological years (in 1986) 進(jìn)一步采用 van Rijn 的水槽試驗(yàn)進(jìn)行沖淤驗(yàn) 證13 ， 18-20 。其中，水槽床面有一層厚0.2 m 、中值粒徑d50=0.16 mm 的細(xì)沙，中部有一長 6 m、深0.15 m、邊坡1 : 10 的深槽，總輸沙率為 0.04 kg/(s m),進(jìn)口斷面平均流速為 0.51 m/s ，水深為 0.39 m 。計(jì)算結(jié)果見圖 6，可以看出水槽 淤積段(x=1.56.5 m)和沖刷段(自x=6.5 m下游

14、)的床面高 程計(jì)算值與實(shí)測值符合較好，精度與其他 3 個(gè)模型相近，模 型較好地模擬了淤積和沖刷段的床面變形情況。 圖 6 計(jì)算 值與實(shí)測的水槽縱剖面對(duì)比Fig.6Comparisons between the calculated and observed longitudinal bed profiles 3 船閘泄水沖刷規(guī)律 3.1 淤積 分布 分析泥沙淤積情況可知，在汛期，隨著來水量和來沙 量的增大，引航道及口門區(qū)淤積量迅速增加；從船閘下閘首 到引航道口門，淤積厚度逐漸增加，最大淤積位置在距離船 閘下閘首 366 m 的引航道內(nèi)，引航道內(nèi)的最大淤積厚度為 2.05 m ，淤積厚度較為均勻

15、，淤積發(fā)生在引航道全斷面。由 距船閘下閘首 366 m 的引航道向口門外， 淤積厚度逐漸減小， 淤積物呈錐形，在距離船閘下閘首 563 m 處（距堤頭 163 m） 口門區(qū)泥沙基本趨于 0 ，引航道的淤積量占總淤積量的 83.73% ，口門區(qū)的淤積量占總淤積量的 16.27% 。各時(shí)期的 淤積區(qū)域及淤積量見圖 7、圖 8 所示。 圖 7 引航道及口門 區(qū)的泥沙淤積Fig.7Distribution of sediment in approach channel and the entrance 圖 8 不同時(shí)刻引航道及口門區(qū)淤積厚度 Fig.8Deposition thickness of a

16、pproach channel indifferent moment 由計(jì)算結(jié)果可知，經(jīng)過一個(gè)汛期的泥沙淤 積，在枯水期船閘正常運(yùn)行工況下，通航水深約2.9 m ；最大水位差工況，通航水深僅有 1.5 m ，而貴港樞紐 1 000 t 單船設(shè)計(jì)吃水為 2.8 m ，此時(shí)通航水深嚴(yán)重不足，難以滿足 通航要求。 在樞紐及船閘的實(shí)際運(yùn)行中，由于船閘泄水和 船行波的作用，會(huì)帶走或推開一部分泥沙，同時(shí)，在較低的 通航水深條件下，船舶進(jìn)出閘時(shí)螺旋槳后的水流會(huì)攪動(dòng)底部 的淤積物，使得沿船閘引航道中心線上的泥沙會(huì)小于計(jì)算值， 但仍有較多的泥沙在起動(dòng)后又較快落淤，仍然存在于引航道或口門附近，影響船閘的正常運(yùn)行。

17、 3.2 利用船閘泄水沖 淤措施 3.2.1 沖刷流量分析 在計(jì)算淤積的基礎(chǔ)上， 探索利 用船閘泄水進(jìn)行引航道清淤的措施。為增強(qiáng)引航道的沖刷效 果，沖刷流量應(yīng)在船閘輸水系統(tǒng)泄流能力的范圍內(nèi)盡可能大。 暫不考慮輸水閥門的啟閉力、空化等情況，在采用船閘輸水 系統(tǒng)泄水的方式下對(duì)泄水流量進(jìn)行分析。 根據(jù)文獻(xiàn) 21 中的 研究成果可知，除去閘室出水孔段，船閘灌、泄水輸水廊道 總阻力系數(shù)為 1.52 。則可根據(jù)下式計(jì)算輸水系統(tǒng)能達(dá)到的最 大流量22 :(10)(11)式中:Q為泄水流量，m3/s ;卩為流量系數(shù)；書為水頭損失系數(shù)，取1.52 ；3為輸水閥門段面 積; H 為水頭; d 為慣性水頭，恒定流下

18、為0。則在各水頭下最大流量見表 1 。 表 1 不同運(yùn)行工況下泄水最大下泄流 量 Table 1 Maximum discharge of lock valve in different conditions 水位組合上游水位 /m 下游水位 /m 水頭 /m 正常泄 水最大流量/(m3 -S)船閘泄水最大流量/(m3-1)正常運(yùn)行 43.1030.0013.1180346 最大水頭 43.1029.0014.1202359 由表 1 可知，閘室最大水頭泄水時(shí)，最大流量為 202 m3/s ； 考慮利用船閘泄水沖沙時(shí)， 最大流量可達(dá) 359 m3/s ，流量增 加 157 m3/s 。因此，利

19、用船閘泄水沖淤有較大的潛力。 因 細(xì)粒徑泥沙淤積后易固結(jié)，為減小沖淤難度，可考慮在當(dāng)年 汛期結(jié)束后的高水頭下進(jìn)行沖刷。沖刷計(jì)算工況中，下游水 位取表1中下游水位29 m，根據(jù)樞紐下泄水位與流量關(guān)系曲線可得此水位下樞紐下泄流量為 225 m3/s ，均為電站發(fā)電 泄流。選取船閘泄水 190 m3/s 、230 m3/s 、 270 m3/s 、310 m3/s 和 359 m3/s 5 個(gè)流量級(jí)下， 4 個(gè)不同時(shí)期的淤積地形 共 20 個(gè)工況進(jìn)行研究。根據(jù)樞紐實(shí)際水文情況，在此水位 和流量下，船閘泄水沖刷計(jì)算中含沙量近似取 0 kg/m3 。考 慮船閘泄水時(shí)會(huì)暫時(shí)停航，沖刷時(shí)間不宜過長，各工況沖

20、刷 時(shí)間均為 12 h。 3.2.2 流量對(duì)沖刷的影響 由計(jì)算可得， 船 閘泄水 190 m3/s 、230 m3/s 、270 m3/s 、310 m3/s 和 359 m3/s 5個(gè)流量級(jí)下，引航道內(nèi)平均流速為0.982.04 m/s ;口門泥沙淤積區(qū)平均流速為0.841.63 m/s，在這5個(gè)沖刷流量下，泥沙均開始起動(dòng)，根據(jù)張洪武 23 公式計(jì)算得泥沙 的起動(dòng)流速約為 0.57 m/s ，計(jì)算結(jié)果與之相符。引航道及口 門淤積區(qū)各處的平均流速見表 2。 表 2 船閘各泄水流量下 引航道及口門區(qū)的平均流速 m/s Table 2Averagevelocity in approach chan

21、nel and the entrance with different discharge of lock valve 區(qū)域沖刷流量 190m3/s230m3/s270m3/s310m3/s359m3/s 引航道 0.981.351.601.832.04 口門區(qū) 0.841.041.311.501.63 沖刷 計(jì)算結(jié)果表明，船閘泄水流量為 190 m3/s 時(shí)，引航道內(nèi)泥 沙開始被沖走，隨著沖刷流量的增大，引航道斷面平均流速 逐漸增大， 沖刷效果也漸趨明顯， 流量增大到 359 m3/s ， 12 h 后引航道內(nèi)泥沙大部分被沖走， 以 1986 年 9 月 28 日淤積地形為例，沖刷前，引航道

22、內(nèi)最大淤積厚度為 2.01 m ，在 190 m3/s 、 230 m3/s 、 270 m3/s 、 310m3/s 和 359 m3/s 5 個(gè)船閘泄水流量沖淤 12 h 后，最大淤積厚度分別為 1.50 m 、 1.31 m 、1.15 m 、0.81 m 和 0.50 m（ 見表 3 及圖 9） ，在 359 m3/s 的沖淤流量下， 最大淤積厚度僅為原淤積厚度的 24.9% 采用船閘泄水的方式，可有效地沖走引航道中的泥沙。 在 同一沖刷流量下，口門區(qū)的水流流速小于引航道內(nèi)的流速， 故口門區(qū)的沖刷效果相對(duì)較差。 對(duì) 1986 年 9 月 28 日淤積地 形，以 359 m3/s 的流量

23、沖淤 12 h 后，口門區(qū)的最大淤積厚 度仍為 0.69 m ，相當(dāng)于原淤積厚度 1.24 m 的 55.6% ，見圖 9。因此，針對(duì)引航道內(nèi)的泥沙淤積，利用船閘泄水可沖走 較多的泥沙，但口門區(qū)的淤積泥沙需在船閘泄水的基礎(chǔ)上采 取一定的輔助清淤措施。 3.2.3 沖刷時(shí)間的影響 在上述工 況下，隨著沖刷時(shí)間的增加，引航道和口門區(qū)的淤積量逐漸 減小，沖刷流量越大，淤積厚度隨沖刷流量的變化越明顯。 引航道中，淤積厚度在 0.20 m 以上時(shí)，淤積厚度基本上隨 沖刷時(shí)間呈線性變化，同一沖刷流量下，其斜率基本保持不 變；淤積厚度在 0.20 m 以下時(shí)，因流速降低，沖刷效率開 始下降，淤積厚度越小，沖

24、刷效率越低，此時(shí)的沖刷受淤積 地形的影響， 規(guī)律不明顯。 表 3 不同沖刷流量下引航道及 口門區(qū)的最大淤積厚度 mTable 3Maximum deposition thickness of approach channel in different discharge沖淤流量/(m3-1 )沖刷時(shí)間/h引航道口門區(qū)07-0508-1308-3109-2807-0508-1308-3109-2800.411.241.782.010.290.881.171.2410.371.201.741.950.280.871.151.2319040.251.071.611.820.230.821.111.2

25、080.120.911.451.670.180.761.061.15120.070.751.291.500.150.701.011.1010.351.181.721.950.270.861.151.2323040.181.001.541.780.200.781.091.1780.070.771.311.530.140.691.011.09120.030.541.071.310.100.610.931.0210.341.171.701.910.260.851.141.2227040.130.951.491.700.180.761.071.1580.040.671.201.430.120.650.

26、971.05120.020.440.911.150.080.540.870.9610.311.141.681.910.250.841.131.2131040.080.841.371.590.150.701.021.1080.020.460.961.200.080.550.870.961200.280.590.810.050.420.730.8210.211.101.641.880.230.821.111.1935940.050.691.211.440.110.630.951.04800.300.650.940.050.430.750.831200.150.370.500.030.300.590

27、.69 圖 9 各淤積地形下不同泄水流量下的沖刷效果Fig.9Scouring effect in different deposition terrain withdifferent discharge 在同一沖刷流量下，因口門區(qū)的流速小 于引航道的流速， 口門區(qū)的沖刷效果要差于引航道。 在 1986 年9 月28日的初始淤積厚度下，淤積在 1.07 m 以上時(shí)，淤 厚隨沖刷時(shí)間呈線性變化，淤積小于 1.07 m 時(shí)，沖刷效果 隨沖刷時(shí)間開始下降，淤積厚度隨沖刷時(shí)間的增加下降不明 顯； 1986 年 8 月 31 日、 8 月 13 日和 7 月 5 日 3 個(gè)初始淤 積地形下，此臨界淤積厚

28、度分別為 0.93 m 、0.54 m 和 0.27 m ， 見圖 10 。 圖 10 沖刷時(shí)間對(duì)淤積厚度的影響Fig.10Variation of siltation thickness with scouring time3.2.4 沖刷厚度變化規(guī)律 上述各工況中，引航道水深大于0.20 m 、口門區(qū)淤積厚度大于各初始淤積地形的臨界淤積厚 度時(shí)，沖刷厚度隨時(shí)間呈線性變化， 即 T=T0-kit (12) 式中 :T 為沖刷深度， m； T0 為各淤積地形下的初始最大淤積厚度， m ；t 為沖刷時(shí)間， h； ki 為斜率，下標(biāo) i 為 1 或 2，i=1 代表 引航道， i=2 代表口門區(qū)。

29、 取相對(duì)沖刷流量 q=Q/Qmax ，其 中 Q 為船閘泄水沖刷流量， Qmax 為船閘最大沖刷流量。在 上述 5 個(gè)流量下， k1 和 k2 與 q 的關(guān)系為 : 圖 11 沖刷厚度 斜率隨流量變化曲線Fig.11Curves of slop of siltation thickness variedwith relative discharge 9 q1.864 8 (13)6 q1.993 9 (14)將式(13) 、式(14)代入式 (12) ，可得出引航道和口門區(qū)的淤積 厚度隨沖刷時(shí)間的變化。因口門區(qū)淤積部位為沿回流的縱軸 方向，其淤積厚度隨沖刷流量的變化規(guī)律受淤積地形影響較 大，沖

30、刷效率也低于引航道，見圖 11 。 4 結(jié) 論 (1) 船閘引航道中，泥沙淤積迅速，即使是少沙河流，引航道的 淤積也不容忽視，引航道內(nèi)淤積物分布均勻，從船閘下閘首 到引航道口門，淤積厚度逐漸增加，最大淤積的位置靠近口 門區(qū)；口門區(qū)以外，淤積厚度逐漸減小，淤積物呈錐形，淤 積主要沿回流軸線方向分布。 (2)貴港船閘中， 船閘泄水 359 m3/s ，12 h 后引航道內(nèi)泥沙大部分被沖走； 引航道外的口門 區(qū)，由于水流偏向主河道，其流速較小，沖刷完成后仍存留 部分淤積，在船閘泄水的基礎(chǔ)上采取其他技術(shù)措施輔助清淤。(3) 在同一初始淤積地形和沖刷流量下， 引航道及口門區(qū)的最 大淤積厚度與沖刷時(shí)間呈線

31、性變化，沖刷流量越大，泥沙厚 度下降的斜率越大。淤積厚度低于一定值后，隨沖刷時(shí)間的 增加，沖刷效果開始減弱。 利用船閘泄水清淤有著廣闊的 應(yīng)用前景。其沖淤方式還涉及到研究河段的泥沙特性、船閘 輸水系統(tǒng)過流能力、輸水閥門的啟閉及空化等問題，還需進(jìn) 一步研究。 參考文獻(xiàn)： 1 涂啟明 . 船閘總體設(shè)計(jì)中的泥沙 淤積和防治問題 J. 水運(yùn)工程 , 1986(2): 7-10. (TU Q M. Prevention and control of sediment deposition in the design of ship-lockJ. Port & Waterway Engineeri

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