长江罗湖洲河段航道整治工程数值模拟计算分析文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

长江罗湖洲河段航道整治工程数值模拟计算分析文献综述

1前言

长江水运在我国西部大开发、中部崛起和东部地区率先发展三大战略的实施中具有重要的支撑作用，2009年5月，温家宝总理、李克强副总理分别对加快开发长江水运潜力作出“充分发挥长江黄金水道优势，带动两岸经济社会发展”等重要批示，充分表明了利用长江优越的区位优势和水运战略资源，促进流域经济社会发展的重大意义。

湖广至罗湖洲河段是上中下游水上物资运输的必经干道，尤其是武汉新港的兴建，通过本河段的年货运总量将与日俱增。因此，实施湖广至罗湖洲河段航道整治工程，是合力建设黄金水道，促进长江经济发展的需要。本次研究的主要目的是基于稳定目前相对优良的航道条件，同时规避可能的大水年后湖广水道泥沙淤积出浅问题，从适应长江流域经济发展需要、保障长江航道的整体畅通出发，有必要实施长江中游湖广至罗湖洲河段航道整治工程，以巩固尚较优良的滩槽格局、控制滩槽不利变化。

2研究现状分析

2.1国内外航道整治现状分析

河口地区动力条件十分复杂，除有径流和海洋潮汐相互叠加作用外，还因河水、海水密度不同产生盐水异重流作用以及波浪和风暴潮作用等，径流的丰枯、潮汐的大小以及波浪的强弱，构成河口泥沙运动的复杂性，成为河口航道治理工程中需要解决的关键性技术难题。河口航道治理是一项系统工程，必须综合规划、统筹兼顾。大型复杂河口的治理通常难度极大，必须在实践过程中不断加深认识。国外近代的河口航道治理开始于19世纪，一些经济发展较早的国家陆续开展河口治理工程。前期由于研究经验及治理工程手段认识单一（只采取疏浚方式来提高航道水深），不能有效解决河口航道回淤问题。后期在研究手段升级及施工工艺改进的情况下。采取了大量疏浚或修建补充的整治工程。例如1834年，法国开始整治卢瓦尔河河口．德国开始疏浚易北河河口：1836年美国开始疏浚密西西比河河口：1848年和1850年法国分别开始整治塞纳河和纪龙德河河口。随着船舶吃水的增加，对航道尺度的提高提出了要求。随后的几十年中，各国陆续兴建了一批整治建筑物。到20世纪30年代前后，西欧及北美主要河口的航道水深一般达到8 m以上，有的已达到10 m。第二次世界大战后，一些主要发达国家的河口，大都在原有整治工程的基础上．为进一步增加航道水深而进行大量疏浚，或修建补充的整治工程。同时由于模型试验技术的进步，模型试验研究也开始应用于河口航道整治，如采用物理模型对易北河下游整治工程的位置和高程进行了研究；在哥伦比亚河口物理模型上研究航道整治工程对水流和泥沙运动的影响；为研究稳定主航道的措施，法国修建了塞纳河河口动床比尺模型等等。随着计算机技术的发展，20世纪70年代以来，数学模型也被广泛应用于河口拦门沙航道工程。多数河口还都将物理模型和数学模型相结合，使它们相互补充，相互验证，不仅加速了研究进度，节省了研究费用，而且提高了河口航道治理的效果和开发的速度。

我国河流众多．海岸线上有大小不同类型多样的河口1 800多个。河口泥沙较为丰富．如长江口流域来沙多年平均年输沙量达3．84亿t(1951—2011年)。有的河口海域来沙丰富，如钱塘江口和甬江口等。黄河年输沙量约10亿到15亿t．其中约l／3入海扩散堆积，在风浪作用下经过潮流的再搬运，成为邻近滩涂的沙源。河口泥沙的大量淤积导致河口拦门沙的发育，对河口航道的开发维护极为不利。对于来沙量大的河口，仅靠单一疏浚手段难以成功，必须依靠整治为主，辅以疏浚。我国近代河口航道的研究至少开始于19世纪末。我国部分河口治理工程如下：我国最早于1876年开始研究黄浦江航道整治，初期主要采用的修建顺坝、丁坝和吴淞口导堤等一系列整治建筑物方案，航道逐步加深到9 m，后期在黄浦江航道均采用疏浚的方法维持航深；对海河口于20世纪30年代进行了疏浚和裁弯取直工程，并修建丁坝，但增深不大，20世纪50—70年代，海河流域水资源大量开发利用，入海水量沙量不断减少，1958年河口筑闸，闸下泥沙淤积严重，需逐年清淤，1973年开始每年主汛前利用挖泥船对闸下河道进行清淤整治；汕头港历史悠久，于1861年辟为通商口岸，汕头港进出口航道分外航道、内航道，1985年开始，对汕头港外航道拦门沙的整治开展了系统、深入研究，导流防沙堤于1989年底开工，1994年10月竣工，2000年以后，开始建设外拦门沙整治二期工程。

2.2长江航道整治现状分析

由于长江流域在内河航运及水运方面具有举足轻重的地位，国内外学者长期致力于长江航道开发整治研究。50多年来围绕长江河口的自然规律和开发治理的研究，历来都是以多单位、多学科广泛合作为主线，各自发挥其优势，经历了几代人的艰辛努力，取得了丰硕的研究成果。最早对长江口进行大规模、有组织的观测研究的时间为1958年，国家组织各方力量施测了长江口全测图，由上海河道局主持进行了第一次大规模水文测验。长江口深水航道治理工程分三期实施：一期工程于1998年1月开工，2000年7月通过交工验收，2002年9月通过国家竣工验收，一期航道长51．77 km，宽度为300 m(口外段350 m)，航道水深8．5 m；二期工程于2002年4月正式开工，2005年6月通过交工验收，2005年11月通过国家竣工验收，航道自D6灯浮至D47灯浮总长74．47 km，航道宽度为350 m(口外段400 m)，航道水深10．0 m，可满足5万吨级集装箱船乘潮双向通航要求：三期工程于2006年9月开工，已于2012年5月通过国家竣工验收，三期航道总长约92．2 km，航道宽度为350 m(口外段400 m)，航道水深12．5 m，以满足第四代集装箱船和5万吨级船舶(实载吃水11．5 m)全潮双向通航的要求，兼顾第五、六代大型远洋集装箱船舶和10万吨级满载散货船及20万吨级减载散货船乘潮通过长江口的需要。目前，长江口12．5 m水深航道已向上延伸至江苏南通港。蔡大富等（2011年-2014年）在已有的戴家洲一期整治工程（2009年.1月开始实施）基础上，分析了戴家洲右缘崩退情况、演变特点，确定了守护原则与目标；对工程方案进行了物理模型试验，最终方案实施改善了浅水区水位条件，限制河道可能的浅区恶化同时起到了一定的导流作用。余山等（2017年.12年）对于巴河水道因水流动力轴线位移与摆动的影响之下，可能存在边滩、心滩以及成型淤积消涨的问题，以巴河边滩水域空间压缩为主布置整治工程，对现阶段左汊良好入流条件的维持，并进行适当导流，使直港河势变得更加弯曲，有效改善航道条件。