[發明專利]一種挖入式港池防淤減淤的方法

有效

• 申請號: 201810029657.9
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108149635B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 張先飛;王玲玲;唐洪武;伍夢天;徐雷諾;黃玄
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02F5/28;E02B3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

本發明公開了一種挖入式港池防淤減淤的方法，設置泵房和水泵、引水涵管和取水頭、出水頭；引水涵管兩頭分別連接取水頭和出水頭，并與水泵相連，由水泵帶動水循環，完成港池上游順水面抽水、港池內背水面噴水。分兩個步驟建立數學模型進行港池淤積計算，步驟一，建立了平面二維水沙輸運數學模型；步驟二，挖入式港池的回淤計算并設計兩種挖入式港區洪水期防淤減淤的“吸、噴”水方案，抑制回流以減少淤積的措施并計算港池淤積。本發明通過控制邊界層分離破壞回流，從而達到防淤減淤的目的，其設計科學，減淤效果明顯；對港池內水環境問題也有所改善，減少港池內油污水污染、農業廢水污染、熱污染，保護港口，提高水體質量。

技術領域

本發明屬于港口航道工程技術領域，具體涉及一種挖入式港池防淤減淤的方法。

背景技術

當海邊或者江河需要供輪船和渡船停靠、游客需要上下客船、貨物需要裝卸的時候，就可能會在港口邊建設碼頭。在我國，碼頭一般建設在水陸交通發達的海口或是沿江、沿河的發達商業地帶，而它的建設又會帶動當地經濟的發展。碼頭除去作為渡輪泊岸上下乘客和貨物之用、還有一個重要的作用即是吸引游人、是個多人集會聚集之地。

挖入式港池是向岸的陸域一側(或利用河汊和洼地)開挖出來的港池，它是內河中應用較廣泛地一種碼頭布置形式。挖入式港池有許多優點，但其缺點也很突出，即泥沙淤積嚴重，特別是受潮汐影響較大的港池，往往一次大潮就使港池淤死。港池的淤積問題直接影響到碼頭的營運，同時也增加了港池的維護費用。淤積問題很大程度上也成為制約挖入式港池大量應用的一個主要原因。

目前，從挖入式港池的實際運用情況看，采取減淤措施的港池比較少，因此發明一種新型的防淤減淤方法對于港口航道工程技術領域具有重要理論意義和實用價值。

發明內容

目的：為解決現有技術的不足，本發明提供一種挖入式港池防淤減淤的方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種挖入式港池防淤減淤的裝置，其特征在于，在河道和港池交界處設有泵房，泵房中設置有至少一套水泵和引水涵管，在河道的取水口處設置取水頭，在港池內設置出水頭；引水涵管兩端分別連接取水頭和出水頭，并與水泵相連，由水泵帶動水循環，完成港池上游順水面抽水、港池內背水面噴水。

進一步的，所述的挖入式港池防淤減淤的裝置，其特征在于：所述引水涵管由多根單根涵管連接而成。

作為優選方案，所述的挖入式港池防淤減淤的裝置，其特征在于：所述水泵選用軸流泵。

作為優選方案，所述的挖入式港池防淤減淤的裝置，其特征在于：所述引水涵管的轉彎處設有圓柱形鎮墩。

進一步的，所述的挖入式港池防淤減淤的裝置，其特征在于：所述鎮墩采用等級為C15的素混凝土澆筑支撐。

本發明還提供一種挖入式港池防淤減淤的方法，具體包括以下步驟：

步驟一，建立平面二維水沙輸運數學模型；

步驟二，針對挖入式港池的回淤計算，進行洪水狀況下泥沙數值模擬；根據泥沙數值模型計算結果，通過箱線圖分析對各方案港池泥沙淤積總量及口門淤積量的處理與分析，選取最佳防淤減淤方案。

具體的，步驟一，建立挖入式港池的平面二維水沙輸運數學模型，采用無結構網格單元(三角形)進行區域的劃分，并采用Roe’s近似黎曼解算法對模型進行求解；時間積分方法采用二階龍格庫塔格式；

對于開邊界，給定特定的流量或水位帶入流體力學控制方程中進行計算；對于閉邊界，沿模型計算區域的閉邊界(陸地邊界)各變量的法向流速均被設置為零；為了描述單元的干濕屬性，定義三個水深特征值h_dry、h_flood、h_wet，并根據特征水深定義淹沒邊界；所述的二維水沙輸運數學模型的控制方程見式(1)～(4)：