[發(fā)明專利]確定淤泥質(zhì)港口適泊淤泥密度值的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611258612.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN107042871B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐啟秀;張瑞波;溫春鵬;楊華;張書莊;侯志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B63B9/00
• 分類號(hào): B63B9/00;G01M10/00;G01N9/36
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35220
• 代理人: 黃秀婷;陳莉娜

本發(fā)明涉及一種確定淤泥質(zhì)港口適泊淤泥密度值的方法，包括1)水深測(cè)量；2)淤泥密度垂線分布測(cè)量；3)船舶停泊時(shí)的潮位和吃水觀測(cè)記錄及監(jiān)測(cè)船舶狀態(tài)；4)觸泥深度數(shù)值計(jì)算；5)獲得適泊淤泥密度值。該發(fā)明克服了現(xiàn)有確定適泊淤泥密度值的方法未能反映出現(xiàn)場(chǎng)的淤泥密度分布情況和船舶停泊實(shí)際上是處于靜止?fàn)顟B(tài)的特征的缺點(diǎn)，具有所得的適泊淤泥密度值能反映出現(xiàn)場(chǎng)的淤泥密度分布情況和船舶停泊的靜止?fàn)顟B(tài)特征、實(shí)用價(jià)值高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種確定淤泥質(zhì)港口適泊淤泥密度值的方法，應(yīng)用在水運(yùn)工程研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

如圖1所示，許多淤泥質(zhì)港口存在大量由細(xì)顆粒泥沙組成的浮泥，密度較小的浮泥具有與水類似的流動(dòng)特性，不會(huì)對(duì)航行與停泊作業(yè)過程中的船底龍骨造成傷害，對(duì)其操作性能也無明顯影響，部分可作為水深使用以增加港口使用水深，即適航水深(適航水深為理論基面到適航淤泥密度界面的距離)。在高頻回聲儀所測(cè)水深加上其反射面以下能確保船舶安全航行與停泊作業(yè)的小密度回淤層的厚度，小密度回淤層的厚度稱為適航厚度(適航厚度為高頻反射界面到適航淤泥密度界面的距離)。但為了進(jìn)一步減少維護(hù)疏浚頻率和疏浚量，船舶可以乘高潮靠、離碼頭，在泊位停泊期間應(yīng)用“適泊水深(適泊水深為理論基面到適泊淤泥密度界面的距離)”，即將泊位中密度大于適航淤泥密度值的部分淤泥層仍視為水深，則可利用的淤泥層厚度就會(huì)增加很多。適泊厚度為高頻反射界面到適泊淤泥密度界面的距離。但不論是適航水深還是適泊水深，對(duì)應(yīng)的適航淤泥密度或適泊淤泥密度值都是最重要的參數(shù)之一，即能夠滿足作業(yè)安全的最大淤泥密度。

對(duì)于適航淤泥密度值的確定，《淤泥質(zhì)海港適航水深應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(JTJ/T 325-2006)、《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS 165-2013)明確給出了方法，主要是通過淤泥流變?cè)囼?yàn)和船模阻力試驗(yàn)這兩種室內(nèi)試驗(yàn)來確定，即建立屈服應(yīng)力與淤泥密度的關(guān)系曲線、船模阻力與淤泥密度的關(guān)系曲線，進(jìn)而以曲線中的拐點(diǎn)作為適航淤泥密度值。也有學(xué)者如金鏐等人(《淤泥質(zhì)港口航道適航密度確定方法的改進(jìn)》，水運(yùn)工程，2013.2)從淤泥流態(tài)角度來確定適航淤泥密度值。但是當(dāng)船舶停靠在泊位中處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，沒有上述的淤泥屈服應(yīng)力、船模阻力或淤泥流態(tài)等問題，也就不能采用上述方法來確定適泊淤泥密度值。

劉富強(qiáng)和孫建澎(見《天津港適航水深資源的開發(fā)》水道港口,2002，23(增刊)：161-169)提出了“適泊水深”的概念，并采用以下方法確定適泊淤泥值：考慮到能靜態(tài)托起張網(wǎng)三爪砣的浮泥為“適泊水深”的下界面，對(duì)船舶停泊不會(huì)有什么影響，況且，利用“適泊深度”時(shí)主要為低潮時(shí)船舶的下沉(無航行)，為此，建議天津港深水泊位“適泊深度”下界面浮泥重度取13.0kN/m³，即將“塑性體”浮泥層也計(jì)入水深。由此可知，他們主要是采用了三爪砣來確定適泊重度(或密度)，即能夠靜態(tài)托起張網(wǎng)三爪砣的淤泥界面的密度。這種方法存在以下問題：(1)沒有跟船舶聯(lián)系起來，并不能知道船舶接觸這個(gè)密度的淤泥是否安全；(2)三爪砣的重量是固定的，則能夠靜態(tài)托起張網(wǎng)三爪砣的淤泥密度值也是固定的，即采用三爪砣只能測(cè)量出單層的淤泥密度，并不能測(cè)量出其上層和下層的淤泥密度，所以即便進(jìn)行實(shí)船試驗(yàn)，也不能知道船底接觸層的密度。(3)三爪砣由于嚴(yán)重依賴于操作人員的操作過程，精度較低。所以這種確定適泊淤泥密度值的方法并沒有在其它港口推廣應(yīng)用，也沒有寫進(jìn)《淤泥質(zhì)海港適航水深應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(JTJ/T 325-2006)和《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS165-2013)。事實(shí)上正是由于缺少適泊淤泥密度值的確定方法，在編寫規(guī)范時(shí)就沒有提及該項(xiàng)內(nèi)容(申請(qǐng)人參加了《淤泥質(zhì)海港適航水深應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(JTJ/T 325-2006)的相關(guān)編寫工作)。