[發(fā)明專利]利用“雙向束水效應(yīng)”形成的海峽形深水潮汐通道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810100233.3
• 申請日: 2008-05-14
• 公開（公告）號: CN101424078A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬興華
• 申請（專利權(quán)）人: 馬興華
• 主分類號: E02B3/00
• 分類號: E02B3/00;E02B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于水運工程領(lǐng)域，特別是涉及一種利用“雙向束水效應(yīng)”整治沿海港口岸線水深和航道水深形成的、作為深水岸線和深水航道的海峽形深水潮汐通道。

背景技術(shù)：

岸線水深和航道水深是沿海港口航道建設(shè)的基本條件和關(guān)鍵條件之一。隨著國際國內(nèi)貿(mào)易的持續(xù)發(fā)展，國際國內(nèi)航運發(fā)展呈現(xiàn)船舶大型化、航線干線化、港口深水化趨勢，對沿海港口岸線水深和航道水深的要求越來越高。盡管沿海港口不斷向深水區(qū)域轉(zhuǎn)移，但由于沿海岸線自然水深和航道自然水深有限，仍需要通過疏浚增深，港口航道疏浚基建工程量越來越大。若單純采取疏浚措施，由于疏浚后水深加大，而單位斷面漲落潮流量不變，使得漲落潮流速明顯減小，水流挾沙能力大大降低，從而造成港池和航道水域的較大回淤，維護(hù)疏浚量也越來越大，使得港口航道運行成本越來越大，不但直接增加了港口航道水深維護(hù)費用，而且影響泊位裝卸效率，影響港口航道效益和發(fā)展前景。

目前沿海港口岸線水深、航道水深的整治方法為建設(shè)防沙導(dǎo)流堤，有單導(dǎo)堤、雙導(dǎo)堤兩種基本形式，防沙導(dǎo)流堤堤根連接海岸，堤頭設(shè)置在破波帶以外，防沙導(dǎo)流堤之間形成港池，采用航道連接港池和深水海域，航道沿線灘面高程由淺到深(參見交通部《海港總平面設(shè)計規(guī)范》JTJ211)。防沙導(dǎo)流堤的作用是攔截破波帶以內(nèi)高含沙量水體，避免其直接進(jìn)入航道和港池，使得進(jìn)入港池和破波帶航道的水體含沙量保持在較低水平，從而減小港池和航道回淤。其中八字形雙防沙導(dǎo)流堤(見圖15)與港池形成口袋狀，具有一定的束水效應(yīng)，通過收縮口門加大口門處流速，減小口門處航道淤積。該方法適用于破波帶以內(nèi)海域水體含沙量較大而破波帶以外海域水體含沙量較小的情況，但該方法對于整個海域水體含沙量均較大的情況則是無效的。

在水運工程領(lǐng)域的內(nèi)河航道整治方面，整治技術(shù)已較為成熟，并形成了一整套理論和方法，但內(nèi)河航道整治具有單一河道或有限汊道、單一水流動力條件、單向水流、不得影響泄洪等特點，整治措施一般采用導(dǎo)堤歸順?biāo)?、丁壩束窄河寬以束水攻沙、封堵或部分封堵汊道以增強主汊等。在水運工程領(lǐng)域的潮汐河口航道治理方面，整治技術(shù)也逐漸成熟。潮汐河口整治具有單一河道或有限汊道、潮流徑流雙重動力條件、往復(fù)雙向水流、不得影響泄洪等特點，整治措施一般采取導(dǎo)堤歸順?biāo)?、丁壩束窄河寬等措施，河口自上游向下游沿程逐漸放寬。見人民交通出版社2004年版《航道工程手冊》。而沿海港口航道具有開闊海域、漲落潮流動力因素、漲落潮旋轉(zhuǎn)流或往復(fù)流、不存在泄洪問題等特點，與內(nèi)河航道和潮汐河口航道存在明顯差異。因此，內(nèi)河航道整治技術(shù)和潮汐河口航道整治技術(shù)無法用于到沿海港口岸線水深和航道水深的整治。

綜上所述，水運工程領(lǐng)域尚缺乏適用于整個海域水體含沙量均較大情況下港口岸線水深和航道水深的整治方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用“雙向束水效應(yīng)”整治沿海港口岸線水深和航道水深形成的、作為深水岸線和深水航道的海峽形深水潮汐通道。

本發(fā)明的技術(shù)方案是在潮流以往復(fù)流為主的海域，在港內(nèi)水域或航道水域的橫向兩側(cè)，依托陸域岸線或自然島嶼、自然島嶼鏈，或直接在海域中，基本順漲潮流、落潮流主流向設(shè)置連續(xù)、順直的導(dǎo)流堤或岸壁，兩側(cè)導(dǎo)流堤或岸壁之間形成潮汐通道，潮汐通道在縱向分為通道口門段甲、通道內(nèi)段和通道口門段乙，通道內(nèi)段的通道寬度基本相同，通道口門段甲、通道口門段乙的通道寬度由通道內(nèi)段向通道口門逐漸放大，呈“兩端喇叭形口門、中間狹長通道”狀，引導(dǎo)漲落潮流，產(chǎn)生“雙向束水效應(yīng)”，增加通道內(nèi)段的單位寬度漲落潮流量，提高通道內(nèi)段的漲落潮流速，使得通道范圍內(nèi)的水流挾沙能力不小于海域水體含沙量，有效避免泥沙回淤，處于通道范圍特別是通道內(nèi)段的港內(nèi)水域和航道水域在基建疏浚增深后的水深得以長期維持，從而形成“兩端喇叭形口門、中間狹長通道”狀、通道口門段甲和通道口門段乙的通道水深由通道口門向通道內(nèi)段逐漸變深、通道內(nèi)段水深較深的海峽形深水潮汐通道，海峽形深水潮汐通道形成港內(nèi)水域或深水航道，其兩側(cè)導(dǎo)流堤或岸壁形成港口深水岸線。

通道內(nèi)段的通道寬度根據(jù)自然條件和港內(nèi)水域?qū)挾刃枨蟠_定，通道內(nèi)段的通道寬度≥600m且≤5000m，其優(yōu)選值≥800m且≤2000m。

通道口門段甲、通道口門段乙口門處的通道寬度根據(jù)通道內(nèi)段的通道寬度、通道內(nèi)段的長度、通道內(nèi)段設(shè)計水深、通道口門處設(shè)計水深、海域水體含沙量、通道沿程阻力、漲落潮流流速、海域波浪波高分布等因素，以水流挾沙能力不小于水體含沙量為原則計算確定，計算公式如下：

其中m≥1.2且≤2，其優(yōu)選值≥1.33且≤1.67。