淤泥质港口适航水深技术研究与应用

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1、第3期水利水运工程学报NO．32010年9月HYDRo．SCIENCEANDENGINEERINGSep．2010淤泥质港口适航水深技术研究与应用庞启秀，杨树森，杨华，韩西军(1．天津大学，天津300072；2．交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456)摘要：应用适航水深技术可以为淤泥质港口企业节约大量资金，但目前中国正式应用适航水深的港口只有天津港等6个港口(或港区)．适航水深在中国还存在着巨大的应用潜力，技术也需进一步完善．依据在天津港等6个港口(或港区)研究和应用适航水深所取得的成果和经验，总结了适航淤泥重度值的确定方法及数值、适航水深测量手段与

2、结果、使用适航水深需要注意的具体问题和各港口应用适航水深取得的效益或资源存在情况，提出了适航水深技术尚需进一步解决的几个问题．关键词：淤泥质港口；适航水深；适泊水深；应用效益中图分类号：U657．2文献标志码：A文章编号：1009—640X(2010)03—0033—07我国有众多大中型的淤泥质海港，如天津港、连云港、上海港、宁波港、汕头港、广州港、深圳港和台山电厂煤港等，其中一些港口泥沙回淤严重，维护疏浚量大，给港口企业带来较大的经济压力，甚至某些港口在台风或寒潮作用下还会产生骤淤现象，给船舶的正常通航带来困难．淤积物主要由黏性细颗粒泥沙组成，密实缓慢，淤泥重度垂线分布不均匀，由表向下

3、逐渐增大．表层淤泥单位体积内的含沙数量少，导致维护疏浚效率低；另一方面，表层重度较小的淤泥具有类似于水的流动特性，船舶航行与停泊作业过程中，船底龙骨与其接触并不会受到伤害，船舶操作性能也无明显影响，因而可作为水深使用，以增加港口的水深，同时也可避免资源浪费．应用适航水深技术可以为淤泥质港口企业节约大量资金，但目前中国正式应用适航水深的港口只有天津港等6个港口(或港区)．从港方、疏浚施工方和节约国家资源角度而言，均迫切需要充分利用适航水深这种自然资源，适航水深技术在我国的应用潜力巨大．1适航水深的概念港口水深测量通常采用高频测深仪，其反射面为水一淤泥的交界面，经大量实测资料证实这一反射面淤

4、泥重度约为10．3kN／m，因此，作为港口通航使用依据的图载水深是指当地理论基面至重度10．3kN／m淤泥面的距离．而适航水深，则是原高频测深仪所测水深加上其反射面以下能确保船舶安全航行与停泊作业的小重度回淤层下界面的厚度．小重度回淤层厚度可称为适航厚度(见图1)．衡量淤泥层或回淤层中适航水深下界面淤泥特性的参数有淤泥的动力黏度叼、含沙量P和重度等物理量．考虑到淤泥重度T的单位为kN／m，与国际标准制中单位一致，且概念清晰，测定方便，因此，适航水深图1适航水深示意图下界面淤泥特性参数宜采用适航淤泥重度表示．Fig．1Thesketchofdefinitionforthenauticald

5、epth收稿日期：2009—09—04作者简介：庞启秀(1977一)，男，山东潍坊人，助理研究员，博士研究生，主要从事港口、海岸及近海工程泥沙研究E—mail：pangqixiu@tiwte．ac．an34水利水运工程学报2010年9月2适航水深技术的研究与应用适航水深资源的开发利用，能给港口企业带来巨大的经济效益，自20世纪30年代以来，许多国家都进行过大量的研究与应用．荷兰的鹿特丹(Rotterdam)港对进港航道中的浮泥特征及其对船舶的影响做了大量研究后，将11．8kN／m作为确定回淤层中适航厚度的判断标准，并用这个值所处的层面作为确定航道底部的高程；比利时泽布勒赫(Zeebrug

6、ge)港在确定适航水深时不仅考虑重度，而且还根据淤泥的流变特性确定了该港适航水深下界面的淤泥重度值为11．3～12．3kN／m；德国埃姆登(Emden)港适航淤泥重度值为l2．0～12．2kN／m；在泰国曼谷(Bangkok)、苏里南帕拉马里博(Paramariho)海岸沿线均采用淤泥重度12．1kN／m为确定适航水深的标准；印度的科契(Cochin)港、委内瑞拉的马拉开波(Maracaibo)港、法国的波尔多(Bordeaux)港、南特·圣纳泽尔(Nantes—Saint—Nazaire)港、敦刻尔克(Dunkirk)港的适航淤泥重度值均采用了11．8kN／m；英国还颁布了有关适航水深

7、应用的国家标准《海工建筑物》(BS6349，适航淤泥重度值采用11．8kN／m．我国许多港口如天津港、连云港、长江口、宁波港北仑港区虾峙门航道、汕头港外航道和珠海港等，针对如何有效利用港池航道中的适航资源，曾开展了多项研究并积累了一定的经验，为我国适航水深的研究和应用做出了贡献．适航水深的应用主要涉及2个关键问题：适航淤泥重度的确定和适航水深的测量．确定各港口的适航淤泥标准重度是安全、合理使用适航水深的前提，但因各港淤积物组成、颗粒