海岸工程學(xué)-課件

海岸工程學(xué)本章內(nèi)容水閘定義水閘用途閘下淤積成因閘下淤積估算閘下淤積治理對策閘下淤積治理實(shí)例

是調(diào)節(jié)水位、控制流量的低水頭水工建筑物，主要依靠閘門控制水流，具有擋水和泄（引）水的雙重功能，在防洪、治澇、灌溉、供水、航運(yùn)、發(fā)電等方面應(yīng)用十分廣泛1水閘定義南京秦淮河節(jié)制閘（攔河閘）：攔河興建，調(diào)節(jié)水位，控制流量進(jìn)水閘（渠首閘）：在河、湖、水庫的岸邊興建，常位于引水渠道首部，引取水流排水閘（排澇閘、泄水閘、退水閘）：在江河沿岸興建，作用是排水、防止洪水倒灌分洪閘：在河道的一側(cè)興建，分泄洪水、削減洪峰洪、滯洪擋潮閘：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌沖沙閘：靜水通航，動水沖沙，減少含沙量，防止淤積排冰閘：在堤岸上建閘防止冬季冰凌堵塞按擔(dān)負(fù)的任務(wù)（作用）分：水閘分類

擋潮御鹵抬高水位蓄淡灌溉改善水質(zhì)防風(fēng)暴潮……2河口建閘的目的一些無航運(yùn)要求的河口中，常建閘以御鹵蓄淡，尤以我國蘇北和海河流域建閘最多國外河口建閘多以防暴潮為目的，如荷蘭三角洲及英國泰晤士河口倫敦附近建閘，我國黃浦江支流蘇州建閘亦屬于此類型基于“擋暴潮”目的的河口閘，常年處于開啟狀態(tài)以保持通航，只有在暴潮來臨時(shí)才關(guān)閉閘門，因此出于通航和防淤、減淤的目的也常在河口建雙導(dǎo)堤以攔截河口近岸帶含沙濃度較高的海水進(jìn)入河口，減少河口內(nèi)引河段的淤積大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)溫州鹿城戍浦江河口大閘

曹娥江大閘樞紐工程浙江省“五大百億”工程浙東引水工程的樞紐工程，是我國在河口地區(qū)建設(shè)的第一大閘工程位于曹娥江口門，工程主要由擋潮泄洪閘、堵壩、導(dǎo)流堤、魚道、閘上江道堤腳加固等組成大閘工程總寬1582米，其中擋潮閘共28孔，每孔凈寬20米，總寬697米，堵壩長575米?？偼顿Y12.52億元荷蘭三角洲擋潮閘工程(DeltaStormSurgeBarriersProjectintheNether-lands)荷蘭三角洲地區(qū)位于萊茵河、馬斯河和斯海爾德河的人?？?，大部分土地低于海平面該地區(qū)的災(zāi)害主要來自北海，以前的治理方法是筑堤防潮1953年在荷蘭發(fā)生的水災(zāi)促成了龐大的三角洲治理計(jì)劃的實(shí)施在入?？诩八乐g修筑了一系列設(shè)有水閘、船閘的堤壩，提高了整個三角洲地區(qū)的防潮抗洪能力荷蘭哈靈水道擋潮閘兼有防潮、防洪、供水、航運(yùn)等綜合效益的重要水利樞紐，也是對水資源實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一使用調(diào)度管理的成功范例低潮位時(shí)閘門打開將水泄入大海，漲潮時(shí)將閘門關(guān)閉以防潮水入侵。遇風(fēng)暴時(shí)則將兩側(cè)閘門都關(guān)閉與壩體形成一道封閉的墻體，以抵御海潮襲擊當(dāng)萊茵河上游來水流量降到1700m3/s時(shí)，關(guān)閉閘門使河水可經(jīng)鹿特丹新水道泄出。這樣既可保證有足夠的流量防止海水入侵，又可以防止西北部地區(qū)產(chǎn)生鹽堿化，且保障中西部地區(qū)的飲用和灌溉用水當(dāng)流量達(dá)到6000m3/s時(shí)，低潮位時(shí)閘門全開，以防北部地區(qū)的水位抬高而泛濫，同時(shí)還可防止鹿特丹水道因有過多水量通過而使其內(nèi)水流速加大，造成航運(yùn)困難哈靈水道擋潮閘3閘下淤積及成因我國河口建閘之多，淤積之嚴(yán)重，是世界少見的目前我國沿海地區(qū)已修建擋潮閘的入海河口有300多個，普遍性的存在閘下淤積江蘇沿海建閘。據(jù)1985年統(tǒng)計(jì)，排水流量大于100m3/s的擋潮排澇閘58座，閘下嚴(yán)重淤積的有15座，一般淤積的20座，基本淤死的5座河北海河建閘。海河流域20個河口，建閘后均發(fā)生淤積。閘下短引河淤積強(qiáng)度大、淤積總量少；長引河淤積強(qiáng)度小、淤積總量大危害河口修建擋潮閘后改變了潮波運(yùn)動狀態(tài)，陸相和海相泥沙因環(huán)境動力變化而發(fā)生淤積淤積將影響閘門正常效用發(fā)揮更重要的是影響河流的行洪排澇、生態(tài)功能、甚至航運(yùn)功能閘下淤積的成因機(jī)制建閘前上游有水必排，能隨時(shí)沖淤建閘后控制了上游水源，排水量減少，汛期將多余的澇水排放，非汛期則蓄水灌溉，這樣難以有足夠的水量保證“沖淤量年平衡”（1）建閘后河流徑流量減小及徑流分配過程改變由于閘身截?cái)嗔松纤莸匠眳^(qū)界的潮流量，潮棱柱體相應(yīng)減少，納潮容量相對變小，造成落潮平均流量(包括上游下泄徑流量)也隨之相應(yīng)減少建閘前漲潮流速過程相對勻稱，同時(shí)上游河道有部分徑流加入，落潮流速還略大于漲潮流速建閘后漲潮流前峰突出，流速大，落潮歷時(shí)延長，流速減弱，平均流速比漲潮流速減少一半如江蘇八灘河閘建閘前實(shí)測平均漲潮流速為0.62m/s,平均落潮流速為0.73m/s,平均落潮歷時(shí)3h30min建閘后實(shí)測平均漲潮流速為0.58m/s,平均落潮流速為0.33m/s，平均落潮歷時(shí)7h45min（2）潮流量減少與潮流速的變化

閘v（3）潮波變形建閘后，邊界條件改變造成潮波變形加劇由于閘門反射，擋潮閘下近閘河段的潮流由推進(jìn)波變?yōu)轳v波，潮位過程線與流速過程線發(fā)生明顯相位差，高潮增高、低潮降低；漲潮歷時(shí)縮短，落潮歷時(shí)增長水力條件改變，是導(dǎo)致閘下泥沙淤積的重要原因（4）自然原因（泥沙來源豐富）

江蘇沿海的淺海灘涂泥沙和廢黃河口外的泥沙豐富，潮流的漲落運(yùn)動產(chǎn)生強(qiáng)大的輸沙能量，將大量泥沙帶入閘下河道如東灘中心河閘于1996年7月20日～21日、25日～26日在夸套港的周日水文泥沙觀測表明：落潮歷時(shí)大于漲潮歷時(shí)，閘下漲落歷時(shí)差達(dá)4.06h，漲潮歷時(shí)3h16min,落潮歷時(shí)8h51min

漲潮流速大于落潮流速,漲潮含沙量大于落潮含沙量,漲=1.41m/s,落=0.62m/s,漲=2.03g/L,落＝0.84g/L落潮是一個沿程沖刷的過程，但對于細(xì)粒泥沙而言，起動流速大于落潮流速，落潮含沙量明顯小于漲潮含沙量，泥沙逐漸淤積4閘下河床變形估算閘下淤積絕大部分淤積在低潮位下的河槽內(nèi)，潮間帶的淤積約為高潮位下淤積總量的5-10%建閘頭一年的淤積量約為平衡后總淤積量的50%如果水沙條件比較穩(wěn)定，一般5-10年可以達(dá)到相對平衡估算的方法主要由經(jīng)驗(yàn)法以及河床形態(tài)法（1）經(jīng)驗(yàn)法采用經(jīng)驗(yàn)公式確定A為閘下河段平均斷面面積，LR為離潮區(qū)界點(diǎn)的距離，建閘后的潮區(qū)界點(diǎn)在閘下采用挾沙能力估算假定建閘前、后同一位置挾沙能力相同H為水深；S為含沙量；q為單寬潮量（2）河床形態(tài)法河床形態(tài)（河相關(guān)系）是河道所遵循的基本規(guī)律之一竇國仁提出河口段均衡河相關(guān)系為H中潮位下的水深；A面積；B河寬；Qe平均落潮流量底沙止動流速懸沙止動流速河岸與河底相對可動性系數(shù)涌潮系數(shù)，和水深及潮差有關(guān)對于基本沒有徑流的閘下河段泥沙淤積可用納潮回淤理論加以估算（3）其他方法5閘下減淤防淤措施水力沖淤機(jī)械清淤工程措施植物措施（1）水力沖淤根據(jù)大潮大淤，小潮小淤的特點(diǎn)，放水沖淤采用大潮大放、小潮小放的方法,尤其是大潮大放效果極為顯著1997年8月25日～9月2日東灘中心河閘關(guān)閘淤積試驗(yàn)表明:大汛關(guān)閘7d,閘下低潮位增加0.59m，閘下港槽淤積量1.5萬m3而小汛關(guān)閘7d,閘下港槽淤積量0.3～0.4萬m3大汛關(guān)閘淤積量是小汛關(guān)閘的4～5倍，大潮放同樣水，前者效率是后者10余倍逢大潮開閘沖淤根據(jù)一般潮水前峰挾沙量大的特點(diǎn)，漲潮前開閘放水，頂住渾水，使清水先沖滿閘下引河，一般在漲潮前2～3h開閘放水，取得了較好的效果，大大減少淤積量漲潮時(shí)清頂渾低高潮時(shí)開閘沖淤在一般情況下低高潮與高高潮相比，低高潮后落潮潮差較大，水位落到最低，落潮流速較大，選擇大潮汛的低高潮后開閘，可以獲得相對較小的河道水深和較大的勢能，從而增加沖淤效果。同時(shí)，還可以頂住下一個潮差較大的漲潮，起到清頂渾的作用在閘上下有一定水頭差時(shí)，開閘放水，增大瞬時(shí)下泄量，加大沖刷流速，達(dá)到閘下沖刷的效果利用水頭差開閘納潮沖淤

流域來水較少，可利用潮汐水流的動力來沖刷河道納潮沖淤水源充沛，成本低，不與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)爭水，但上游淤積無法避免，且時(shí)間受限，多在農(nóng)田不用水的時(shí)候（2）機(jī)械清淤一般講在上游水源有限，閘下河床比較堅(jiān)硬，靠水流難以沖動的情況下，用機(jī)械清淤能得到最佳效果

機(jī)船拖淤閘下引河落潮含沙量明顯小于漲潮含沙量，落潮時(shí)借助于機(jī)械的攪動，在同樣的水流條件下，原來未能起動的床面泥沙便能起動和懸浮，使落潮或下泄徑流挾帶更多的沙量向下輸送，這對于解決泥質(zhì)河口淤積問題是一種經(jīng)濟(jì)而可行的清淤措施，對引河短、水深小的河道效果更為顯著機(jī)船挖淤機(jī)船挖淤是一種經(jīng)常性措施，簡易絞吸式挖泥船清淤，早在1990年就已使用，它利用刀軸帶動主附刀片旋轉(zhuǎn)，切割水下泥層，使之絞成泥漿狀態(tài)，通過泥漿泵將泥漿送至岸上，最大泥水輸送距離可達(dá)100m，揚(yáng)程可達(dá)5m，這種挖泥船體積小，造價(jià)低，工效高，操作方便，正常1h可挖30～40m3泥土，水下作業(yè)可深達(dá)2.2m，連續(xù)工效每晝夜可挖泥600～800m3。它適用于清除閘下附近河段淤積，切灘及汛前開槽保港等方面

水力沖塘1994年淮海農(nóng)場把水力沖挖機(jī)組開挖魚塘技術(shù)應(yīng)用到河道清淤疏浚工程中，實(shí)行機(jī)械與人工相結(jié)合的辦法，具有節(jié)省勞力、提高工效的優(yōu)點(diǎn)1995年東灘中心河閘下游1.5km長的彎曲淤積港道，行水不暢，后組織2臺機(jī)泵直靠型水力挖塘機(jī)組利用小潮汛突擊施工，7月6日～12日，共作業(yè)250臺時(shí)，施工長度175m，口寬8～10m，共挖土方0.25萬m3，完工第2天已成行水主道，縮短下游引河港道流程1.1km，提高了沖淤效果和排澇能力（3）工程措施修筑導(dǎo)堤依據(jù)河口特性，因勢利導(dǎo)地?cái)M定合理的工程措施，才能取得好的效果措施——在河口一側(cè)或兩側(cè)修筑導(dǎo)堤目的——減少漲潮流挾帶進(jìn)入引河的沙量、束水攻沙合理確定閘下引河長度長引河——徑流型（徑流為主要動力）短引河——潮流型（潮流為主要動力）長引河當(dāng)徑流來量不足，極易導(dǎo)致水文泥沙的不平衡，造成嚴(yán)重淤積短引河——實(shí)踐證明這種河口淤積就較輕微，擋潮閘距離?？谝丝刂圃?.8～1.0km以內(nèi)，可較好地解決閘下淤積

由于河口外以及淺海灘涂大量泥沙在風(fēng)浪和潮流作用下的再分配，因而最好的防淤措施是防止海灘產(chǎn)沙,以切斷漲潮流挾帶泥沙進(jìn)入河口案例：南八灘河閘、北八灘河閘下游淺海灘涂上長有大片的大米草和至花米草等，閘下淤積就較輕。因此，在淺海灘涂大量種植固灘促淤植物，是一種極為有效的方法采取植被措施時(shí)應(yīng)注意，對于外來物種需嚴(yán)格控制其生長范圍，了解其生長屬性（4）植物措施江蘇東臺沿海系粉沙淤泥質(zhì)海岸，上個世紀(jì)70年代，為了防風(fēng)浪、防流沙、淤涂泥、護(hù)海堤，便從國外引進(jìn)了這種具有抗浪淤涂功能的大米草這種海水草，耐咸耐堿，根須發(fā)達(dá)，狂竄瘋長。東臺當(dāng)初只在海岸線外側(cè)栽種的千余畝帶狀形大米草，每年都以200米左右的速度向東延伸東臺近海的北部潮灘是青蛤、泥螺最理想的產(chǎn)卵繁殖地，尤其是蹲門潮灘的無沙黃泥螺，名揚(yáng)大江南北，可謂海鮮一絕。大米草硬逼著貝類家族“離鄉(xiāng)背井，遠(yuǎn)走他鄉(xiāng)”。每次趕海，走的路程遠(yuǎn)了，捕的貝類少了引入外來物種不利案例：位于中國江蘇省射陽縣通興鎮(zhèn)，是江蘇北部里下河地區(qū)主要排水干道射陽河出?？诘膿醭遍l射陽河閘主要作用是擋潮、排澇及通航，兼蓄淡灌溉射陽河建閘后，潮波發(fā)生變形，加之過閘下泄流量和潮流量減少，閘下河道泥沙逐年淤積、出流不暢。經(jīng)40多年運(yùn)行，水閘的排澇能力比初期減少1/3以上經(jīng)采取閘下河段裁彎取直等措施，才漸趨穩(wěn)定6工程實(shí)例河口段河道彎曲、加長，河道阻力增加，排水不暢，沿程淤積增加，影響行洪對于彎曲過大的河口段港道，通常采用人工裁彎取直的整治措施，達(dá)到了改善排水沖淤的條件我國蘇北射陽河閘和川東河閘均為成功實(shí)例（1）人工裁彎取直的整治措施（2）海河閘下淤積處理方式海河是我國七大江河之一，干流系北運(yùn)河、永定河、大清河、子牙河和南運(yùn)河匯流而成。為使咸淡水分家，發(fā)展海河兩岸的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，于1958年在河口修建了海河口擋潮閘

由于上游修建水利工程，加上近些年來連續(xù)枯水，使進(jìn)入海河口的徑流日益減少海河口泥沙淤積不斷加重，主槽斷面萎縮，河寬由250m縮窄為不足100m，縮窄了70%，攔門沙位置退縮，河底高程抬高，河口攔門沙頂點(diǎn)高程由-3.30m抬高到-0.50m，高出閘底板高程（-6.00m）5.5m據(jù)1989年海河閘下實(shí)測地形資料分析。閘下4km以內(nèi)，河床普遍抬高6-7m，閘下4-11km河床普遍淤高2-5m。閘下11km河道內(nèi)淤積量為1862萬m3，其中閘下1.9km河段內(nèi)淤積量為546萬m3，占11km淤積量的29%海河閘泄流能力大大降低(1)現(xiàn)狀水流、泥沙條件下，僅靠疏浚來維持閘下河段水深，滿足行洪800m3／s流量的要求是非常困難的，實(shí)施建堤工程十分必要(2)海河口整治工程，具有行洪流程短、主流順暢，導(dǎo)堤岸線略呈“喇叭”型布置，基本不會對海河口泄洪產(chǎn)生影響，同時(shí)也為南疆港區(qū)發(fā)展留有余地(3)南疆港區(qū)圍海造陸采用河口整治與天津港向外延伸工程相結(jié)合的原則，對帶動海河口整治工程的早期實(shí)現(xiàn)將起積極作用(4)南疆港區(qū)合理造陸規(guī)模：東邊界確定為12.8km，南邊界選擇在與南防波堤最大距離2km范圍內(nèi)，使海河口整治和港口發(fā)展達(dá)到協(xié)調(diào)一致，具有良好的綜合工程效果河口整治挖泥清淤減淤措施：河口建閘后，閘上下游曾進(jìn)行過不連續(xù)的清淤和拖淤1981年水利部海河水利委員會接管了海河口的清淤工作，每年汛前對海河口進(jìn)行泥沙清淤工作，挖泥機(jī)械采用絞吸式挖泥船結(jié)合天津港總體發(fā)展規(guī)劃，提出海河口整治優(yōu)化方案，把南防波堤沿導(dǎo)線南移200m，以達(dá)到海河泄洪與擴(kuò)大港口陸域面積相協(xié)調(diào)（3）支流與潮區(qū)界附近建閘與航運(yùn)、港口等綜合利用椒江是浙江省的第三大河，永寧江為椒江的一條支流，1962年在永寧江上游興建長潭水庫，使得椒江河段的下泄徑流量和納潮量明顯減少，椒江航道和海門港區(qū)的淤積日趨嚴(yán)重，碼頭前沿水深只能靠疏浚來維持永寧江樞紐工程與椒江航道整治工程布置圖

為解決航道和港區(qū)碼頭前沿水深問題，改善船舶航行和靠泊條件，80年代確定椒江口內(nèi)航道整治采用長順堤工程方案，并于1989年建成長順堤3km，堤頂高程2．5m長順堤整治工程是建立在永寧江不建造永寧閘樞紐工程的前提下實(shí)施的1990年底，浙江省決定在永寧江口實(shí)施永寧江閘樞紐工程，封堵永寧江。永寧江樞紐工程將使永寧江斷流，椒江河段的徑流量和納潮量將進(jìn)一步減少，潮流動力進(jìn)一步削弱，加劇椒江口內(nèi)航道和海門港區(qū)的淤積，直接影響到已建整治工程效益為了達(dá)到永寧江建閘與椒江河段航運(yùn)以及海門港開發(fā)綜合利用的目的，工程措施：北槽上口布置潛堤，延長長順堤、長順堤北側(cè)增設(shè)短丁壩群及開挖南導(dǎo)流槽。工程實(shí)施后，有效調(diào)整了椒江河段和海門港區(qū)的潮流流場，使原來單一寬淺河床斷面逐步恢復(fù)成復(fù)式雙深槽斷面，南北槽均發(fā)生不同程度的沖刷，改善了航道和港區(qū)水深灌河口及建閘位置示意圖

20世紀(jì)60年代初曾醞釀在灌河口建閘，解決防咸蓄淡解決灌溉問題70年代初，在灌河較大的支流—一帆河口建閘，1980年又在東三汊處建武漳河閘、義澤河閘和陳集閘，通稱鹽東控制工程，見圖運(yùn)行后，閘下河段略有淤積，但不影響灌河口主要河段的斷面積和航道水深

灌河口的實(shí)踐表明：從水利與航道考慮，海相來沙河口，需要建閘時(shí)，宜在支流及潮區(qū)界附近建閘以達(dá)到水利與航道都能兼顧灌河口建閘（4）永定新河河口建閘研究背景：永定新河位于天津市區(qū)北側(cè)，是海河流域北系永定、北運(yùn)、潮白和薊運(yùn)河的共同入海尾閭河道，是天津市防洪的北部防線，永定新河的治理直接關(guān)系到天津市的防洪安全永定新河自建成以來，上游下泄徑流甚少，河道受潮汐水流控制。隨潮水上溯的大量海域來沙，不斷在河道內(nèi)淤積，使河道行洪能力大幅度下降考慮到永定新河河道淤積物的主要來源是河口灘涂的泥沙，修建防潮閘阻擋潮流進(jìn)入河道，是截?cái)酁┩磕嗌车膩碓?，防止或減少河道淤積的有效途徑沿程支流污染較為嚴(yán)重，建閘運(yùn)用不能對水質(zhì)帶來不利影響，而充分利用調(diào)度，改善水質(zhì)永定新河歷年淤積過程1971-1989年1989年以前大潮的潮水可直接到達(dá)屈家店閘下，由于漲潮流輸移的海相泥沙不斷在河道內(nèi)沉積，其河道縱向沖淤形態(tài)具有長引河建閘河口的沖淤規(guī)律。河道上段嚴(yán)重淤積，占總淤積量的62.3%；中游段淤積減緩；河口段出現(xiàn)沖刷。至1989年3月，年均淤積量為141萬m3，其中約94%淤在深槽中，淤積量逐年增加1987年又開始進(jìn)行河槽清淤，由上而下、分年分期進(jìn)行。為防止潮水倒灌回淤已清的河槽，1989年汛前在永定新河樁號28+192處填筑了一道攔河臨時(shí)擋潮埝，至1992年完成了埝上清淤1989-1998年1989年河道筑埝后，改變了原河道的上邊界條件及河口地區(qū)的動力條件，使感潮河段由原來的62km縮短到34km。由于納潮量減少，潮汐動力減弱，擋潮埝下河道淤積速率加快1989年3月至1989年10月，樁號28+192-63+000河道年均淤積量334萬m3，原河口段的沖刷量全部回淤，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)只能達(dá)到2-3年一遇1999-2000年1999年汛前投資對樁號28+192-43+550段河道進(jìn)行部分清淤，并在樁號50+100處新筑擋潮埝防止回淤但新筑擋潮埝以下河槽仍繼續(xù)向下游淤積，如不采取措施，除永定新河本身泄洪能力繼續(xù)減少外，潮白新河、薊運(yùn)河的入?？趯⒑芸毂粐?yán)重堵塞BOD:生化需氧量，即是一種用微生物代謝作用所消耗的溶解氧量來間接表示水體被有機(jī)物污染程度的一個重要指標(biāo)。其定義是：在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機(jī)物所消耗的游離氧的數(shù)量，表示單位為氧的毫克/升COD是ChemicalOxygenDemand，化學(xué)耗氧量。采用重鉻酸鉀(K2Cr2O7)作為氧化劑測定出的化學(xué)耗氧量表示為CODcr。COD的數(shù)值越大，則水體污染越嚴(yán)重。一般潔凈飲用水的COD值為幾至十幾mg／L

氨氮的意思是以氨的形式存在的氮的含量.NH3-N，NH4。氮,磷對水體的污染主要體現(xiàn)在引起水體富營養(yǎng)化.富營養(yǎng)化會使水中藻類惡性繁殖,大多數(shù)種類的藍(lán)藻會使水產(chǎn)生霉味和腥臭味.許多種藻類會產(chǎn)生毒素溶解氧（DO）是指溶解于水中的氧的含量，它以每升水中氧氣的毫克數(shù)表示。溶解氧是水體凈化的重要因素之一，溶解氧高有利于對水體中各類污染物的降解，從而使水體較快得以凈化2006年河流單月監(jiān)測結(jié)果河流斷面名稱年月pH值氯化物溶解氧高錳酸鹽指數(shù)生化需氧量氨氮總磷石油類糞大腸菌群北塘排污河永和閘200618.085370.2L47.655.747.34.950.12≥240000北塘排污河永和閘200637.513810.2L43.151.151.3

0.02≥240000北塘排污河永和閘200658.577160.2L26.931.222.2

0.1092000北塘排污河永和閘200677.604280.2L19.224.641.93.360.58≥240000北塘排污河永和閘200697.545290.2L24.737.037.6

0.11≥240000北塘排污河永和閘2006118.065880.2L14.740.938.6

0.01L≥240000潮白新河寧車沽200617.98176000.705.205.25.280.3900.04≥24000潮白新河寧車沽200637.8729104.4014.210.223.2

0.021700潮白新河寧車沽200657.9433109.8011.96.512.7

0.0690潮白新河寧車沽200678.98759010.2012.112.60.9290.9400.65330潮白新河寧車沽200698.284484.503.203.50.3721.210.01L490潮白新河寧車沽2006118.5610509.907.046.20.311

0.01L330薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘200618.209753.7012.23.01.700.3200.01L24000薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘200637.80-7.0814.38.61.78

0.01L24000薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘200658.90-19.2514.39.01.73

0.01L2400薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘200678.302346.9314.39.21.430.3100.01L24000薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘200697.90-4.109.008.51.12

0.01L3500薊運(yùn)河薊運(yùn)河防潮閘2006117.60-6.4012.88.41.64

0.01L24000北京排污河?xùn)|堤頭閘200617.786377.2113.615.38.250.3170.70790北京排污河?xùn)|堤頭閘200637.10-7.9222.234.728.7

0.96790北京排污河?xùn)|堤頭閘200657.98-6.3819.716.553.1

0.321100北京排污河?xùn)|堤頭閘200677.9213874.3814.812.763.71.350.631100北京排污河?xùn)|堤頭閘200697.15-6.0314.810.857.7

0.411700北京排污河?xùn)|堤頭閘2006117.62-6.3515.619.050.3

0.361400黑豬河北閘200618.2819004.006.437.845.52.850.01L35000黑豬河北閘200637.6614200.2L28.452.130.2

0.16≥240000黑豬河北閘200657.9713207.0012.77.420.9

0.182300黑豬河北閘200677.8216100.2L13.425.028.52.390.6454000黑豬河北閘200697.8017200.2L12.533.918.11.760.01L≥240000研究目的建立永定新河建閘后的泥沙淤積及水質(zhì)影響數(shù)學(xué)模型利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測永定新河河口建閘后閘上河道泥沙的淤積量和淤積范圍、閘門調(diào)度方案對閘下泥沙淤積、閘上河道水質(zhì)影響，為永定新河建閘后的調(diào)度決策提供技術(shù)依據(jù)描述一維不恒定水流運(yùn)動的水流連續(xù)方程和水流運(yùn)動方程可表述為：

邊界條件如何處理支流分匯處理，主要是匯，流量？（閘孔出流，寬頂堰？）含沙量？上游游邊界的提法：漲潮：下水位，沙量，上邊界？？落潮：上流量沙量，下水位計(jì)算參數(shù)和公式處理包括挾沙力公式？沉速？干容重？修正系數(shù)？還是改變公式結(jié)構(gòu)？沖淤模擬的精度問題主要是泥沙是否固結(jié)？尤其是累積淤積后再沖，怎么合理模擬水沙系列如何選取？水質(zhì)參數(shù)？需要解決的關(guān)鍵問題：模型的建立和處理？閘門的優(yōu)化如何考慮？蓄淡？蓄咸？全開，關(guān)閉1）閘門控制條件的加入對河道加入防潮閘后的問題就變成一個有內(nèi)邊界條件的一維非恒定流問題防潮閘的過流流量受到上下游水位的影響，同時(shí)在閘下游發(fā)生了水躍，閘門上下游的水流不再滿足圣維南方程組。因此在計(jì)算時(shí)要進(jìn)行特殊處理

分別列出兩個內(nèi)邊界條件閘上下游水位流量關(guān)系可以由閘孔出流或堰流公式確定簡化了對閘門局部這種復(fù)雜的水流現(xiàn)象的求解2）閘門過流計(jì)算受閘門控制的水閘,其過閘水流可能會出現(xiàn)堰流和閘孔出流兩種形式，堰流與閘孔出流是相互轉(zhuǎn)化的對于同一種流動形式，由于下游水位對收縮斷面水深的影響程度不同，會出現(xiàn)自由出流和淹沒出流兩種水流狀態(tài)水流狀況的轉(zhuǎn)化條件除與閘門的相對開度(ｅ-閘門開度，H1—上游堰上水頭)有關(guān)外，還與閘底坎及閘門型式和上下游水位有關(guān)。對于平底板水閘，一般認(rèn)為水流形式主要與閘門的相對開度有關(guān)，當(dāng)>0.65時(shí)，水流為堰流，當(dāng)≤0.65時(shí)，水流屬于閘孔出流3）局部閘門沖淤計(jì)算當(dāng)閘門局部開啟運(yùn)用時(shí)，由于水流被人為的束窄，以較大的流速從建筑物出口流向下游寬闊的河道。在水流突然展寬的區(qū)域，就會形成水流橫向流速梯度引起的平面回流一維水沙數(shù)學(xué)模型擴(kuò)展局部斷面泥沙交換示意圖主回流區(qū)劃分及斷面寬度確定主回流區(qū)的泥沙交換關(guān)系如圖所示，經(jīng)過理論推導(dǎo)可以得出泥沙在局部河段輸移的方程對于閘前出現(xiàn)的局部回流，由于回流區(qū)縱向流速相對主流的流速較小，對于主流的影響比較小可以忽略。因此回流區(qū)對于主流而言起著蓄水的作用，可以按照灘槽的簡化計(jì)算模式來處理首先按照圖來劃分主回流區(qū)，并按照灘槽的模式計(jì)算出各水力要素，再根據(jù)推導(dǎo)得到泥沙運(yùn)動方程和河床變形方程來計(jì)算局部沖淤變化4）考慮絮凝的泥沙沉速計(jì)算永定新河河口是淤泥質(zhì)河口，淤泥的顆粒極細(xì)，中值粒徑d50為01005～01008mm，這種細(xì)顆粒泥沙在含鹽水體中具有絮凝作用首先采用張瑞瑾沉速公式計(jì)算單顆粒泥沙的沉速，在上式基礎(chǔ)上考慮絮凝的作用，加入影響系數(shù)，得到考慮絮凝的泥沙沉速公式5）水質(zhì)參數(shù)描述物質(zhì)在水體中輸移擴(kuò)散的一維不恒定流基本運(yùn)用方程為：對于水體中的污染物，主要模擬指標(biāo)為：BOD5、DO、CODcr、TP、NH3-N等。其生化反應(yīng)項(xiàng)分別為：BOD5

為BOD5的濃度；為降解速率系數(shù)

DO

為溶解氧DO的濃度；為大氣復(fù)氧系數(shù)；為飽和溶解氧濃度；為單位氨氮氧化時(shí)的耗氧率；為氨氮氧化速率；為氨氮濃度

CODcr

為CODcr的濃