摇 第 2 期 2007 年 6 月 水 利 水 运 工 程 学 报 HYDRO 鄄 SCIENCE AND ENGINEERING No. 2 Jun. 2007 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 计 算 河 口 闸 下 淤 积 的 缺 陷 及 弥 补 方 法 马 进 荣, 罗 肇 森, 张 晓 艳 ( 南 京 水 利 科 学 研 究 院, 江 苏 南 京 摇 20029) 摘 要 : 分 析 了 感 潮 河 段 闸 下 淤 积 机 理 及 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 模 拟 闸 下 淤 积 存 在 的 缺 陷. 提 出 采 用 分 析 模 式 预 测 近 闸 段 的 泥 沙 平 均 淤 厚, 其 余 河 段 由 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 预 测 淤 积 分 布 相 结 合 的 方 法. 实 例 分 析 表 明, 该 方 法 可 为 河 口 建 闸 可 行 性 研 究 提 供 依 据. 关 摇 键 摇 词 : 泥 沙 淤 积 ; 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 ; 分 析 模 式 ; 河 口 建 闸 ; 数 值 计 算 中 图 分 类 号 : TV48. TV66 摇 摇 文 献 标 识 码 : A 摇 摇 文 章 编 号 : 009-640X(2007)02-0058-05 Study on limits and rmdiation of 2 鄄 D suspndd sdimnt modl of siltation downstram of stuary sluics MA Jin 鄄 rong, LUO Zhao 鄄 sn, ZHANG Xiao 鄄 yan (Nanjing Hydraulic Rsarch Institut, Nanjing 摇 20029, China) Abstract: Th silting mchanism downstram of sluics and limits of th 2 鄄 D suspndd sdimnt modl to simulat th silting downstram of sluics in a tidal rach ar analyzd. A nw mthod is prsntd: th avrag silting thicknss in th rach approaching th sluic is prdictd by an analytical modl, and th silting distribution in th othr rach is prdictd by a 2 鄄 D suspndd sdimnt modl. Analysis rsults of an xampl show that this mthod can supply th foundation for th fasibility study of sluic construction in th stuary. Ky words: sdimnt silting; 2 鄄 D suspndd sdimnt modl; analytical modl; sluic construction in stuary; numrical calculation 我 国 大 陆 海 岸 线 长 达 8 000 多 km, 有 大 小 各 异 的 河 口 800 多 个, 其 中 大 部 分 中 小 入 海 河 流 河 口 都 建 有 水 闸. 在 建 闸 后 获 得 效 益 的 同 时, 因 河 口 动 力 调 整 使 闸 下 也 发 生 了 不 同 程 度 的 淤 积, 部 分 淤 积 严 重 的 还 导 致 水 闸 淤 废. 南 京 水 利 科 学 研 究 院 对 闸 下 淤 积 问 题 开 展 了 大 量 研 究 工 作 [-3]. 通 常, 进 行 河 工 物 理 模 型 试 验 是 研 究 建 闸 可 行 性 及 闸 下 减 淤 防 淤 措 施 的 主 要 手 段, 而 数 学 模 型 则 主 要 为 物 理 模 型 试 验 提 供 边 界 条 件. 在 建 闸 决 策 的 前 期 阶 段, 往 往 不 具 备 河 工 物 理 模 型 试 验 的 条 件, 常 需 以 数 学 模 型 进 行 初 步 研 究. 但 用 数 学 模 型 模 拟 闸 下 淤 积 的 机 理 尚 存 在 一 定 的 缺 陷, 故 应 采 取 相 关 的 弥 补 措 施. 摇 闸 下 河 道 淤 积 机 理. 摇 淤 积 成 因 河 口 内 建 闸 后, 潮 波 受 闸 门 阻 挡 发 生 反 射, 增 强 了 驻 波 特 征, 抬 高 了 高 潮 位 而 降 低 低 潮 位, 致 使 涨 潮 历 时 摇 摇 收 稿 日 期 : 2006-09-27 摇 摇 作 者 简 介 : 马 进 荣 (97-), 男, 江 苏 高 淳 人, 高 级 工 程 师, 主 要 从 事 河 口 海 岸 动 力 学 水 环 境 及 工 程 泥 沙 研 究.
摇 第 2 期 马 进 荣, 等 : 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 计 算 河 口 闸 下 淤 积 的 缺 陷 及 弥 补 方 法 59 缩 短, 而 落 潮 历 时 相 对 延 长. 潮 波 变 形 幅 度 从 口 门 往 闸 址 渐 增, 使 口 门 处 涨 潮 流 速 增 加, 而 落 潮 流 速 相 对 减 小. 建 闸 引 起 的 这 种 潮 流 变 形, 有 利 于 泥 沙 从 口 外 向 建 闸 河 段 输 送, 而 不 利 于 河 道 内 泥 沙 向 外 海 排 泄. 建 闸 后, 由 于 闸 门 的 关 闭 时 间 远 长 于 开 闸 时 间, 上 游 径 流 带 来 的 泥 沙 一 般 淤 积 在 闸 的 上 部. 闸 下 泥 沙 来 源 主 要 为 海 相 来 沙, 常 以 悬 沙 及 浮 泥 形 式 进 入 河 道. 口 外 水 域 是 否 有 宽 广 浅 滩 滩 面 泥 沙 粒 径 风 浪 影 响 程 度 浮 泥 是 否 发 育 等 均 会 影 响 着 闸 下 泥 沙 淤 积 的 强 弱. 通 常 河 口 区 水 体 含 沙 量 越 高, 闸 下 淤 积 的 泥 沙 来 源 越 丰 富. 当 口 外 有 泥 沙 来 源 时, 建 闸 后 因 口 门 区 涨 潮 流 速 增 大, 涨 潮 期 最 大 挟 沙 能 力 增 强 ; 落 潮 期 流 速 减 小, 相 应 的 挟 沙 能 力 也 减 弱, 一 般 涨 潮 挟 沙 能 力 大 于 落 潮 挟 沙 能 力. 此 外, 由 于 口 外 泥 沙 随 涨 潮 流 上 溯 期, 沿 程 因 渐 近 闸 址 而 流 速 趋 小, 泥 沙 逐 渐 落 淤 ; 涨 潮 转 落 潮 的 涨 憩 阶 段 也 有 大 量 泥 沙 落 淤 ; 进 入 落 潮 期, 河 道 内 水 体 含 沙 量 已 相 对 较 小, 落 淤 的 泥 沙 部 分 会 起 动 再 悬 浮 随 落 潮 流 流 出 口 门, 部 分 则 留 在 河 道 内. 就 口 门 横 断 面 而 言, 一 般 涨 潮 含 沙 量 大 于 落 潮 含 沙 量, 涨 潮 期 水 体 含 沙 量 可 超 饱 和, 而 落 潮 期 含 沙 量 通 常 欠 饱 和, 涨 潮 输 沙 量 大 于 落 潮 输 沙 量, 涨 落 潮 不 平 衡 输 沙 的 结 果 使 涨 潮 期 多 输 入 的 泥 沙 落 淤 在 闸 下 河 道 内.. 2 摇 淤 积 分 布 由 淤 积 成 因 分 析 可 知, 通 常 建 闸 后 河 口 段 的 含 沙 量 大 于 近 闸 段. 由 于 河 口 段 的 涨 潮 流 速 较 大, 挟 带 较 多 泥 沙 上 溯, 而 落 潮 期 水 体 含 沙 量 欠 饱 和, 故 在 建 闸 初 期 河 口 段 河 床 常 呈 现 为 冲 刷 ; 由 于 闸 下 近 闸 段 的 流 速 较 小, 通 常 为 泥 沙 纯 淤 积 段. 建 闸 初 期, 河 口 冲 刷 段 与 近 闸 淤 积 段 之 间 为 冲 淤 过 渡 段, 即 为 有 冲 有 淤. 随 着 闸 下 的 河 道 淤 积, 潮 波 变 形 趋 缓, 淤 积 体 有 所 下 移, 涨 落 潮 输 沙 渐 渐 达 到 基 本 平 衡. 平 衡 期 的 出 现 时 间 与 建 闸 河 段 及 口 外 水 沙 条 件 有 关. 2 摇 数 学 模 型 模 拟 闸 下 淤 积 的 缺 陷 2. 摇 模 拟 方 法 由 于 确 定 三 维 泥 沙 模 型 床 面 泥 沙 的 边 界 条 件 尚 不 成 熟, 建 闸 引 起 改 变 后 的 床 面 泥 沙 边 界 更 趋 复 杂, 故 在 工 程 中 仍 以 二 维 悬 沙 模 型 模 拟 闸 下 淤 积. 现 仅 讨 论 二 维 悬 沙 模 型 模 拟 闸 下 淤 积 的 缺 陷. 二 维 悬 沙 模 型 中 泥 沙 输 运 方 程 如 下 : 坠 (DS) 坠 t ( ) 坠 + 坠 x (DuS) + 坠 坠 y (DvS) = 坠 坠 x D 坠 S 着 x 坠 x ( ) 坠 + 坠 y D 坠 S 着 y 坠 y + F s () 式 中 :D 为 总 水 深 ;S 为 水 体 含 沙 量 ;u,v 分 别 为 流 速 在 坐 标 x,y 方 向 的 分 量 ; 着 x, 着 y 分 别 为 坐 标 x,y 方 向 的 泥 沙 扩 散 系 数 ; 泥 沙 冲 淤 函 数 F s = 琢 棕 (S * - S) [4], 其 中, 琢 为 泥 沙 沉 降 机 率, 棕 为 沉 速,S * 为 挟 沙 能 力. 泥 沙 冲 淤 函 数 F s 是 数 学 模 型 能 否 正 确 模 拟 水 域 床 面 泥 沙 冲 淤 变 化 的 关 键. 由 其 表 达 式 可 见, 当 水 流 挟 沙 能 力 大 于 水 体 含 沙 量 时, 床 面 有 冲 刷 趋 势, 而 床 面 冲 刷 程 度 与 床 面 泥 沙 补 给 条 件 有 关, 冲 刷 量 则 可 由 泥 沙 沉 降 机 率 琢 调 节, 琢 需 能 够 反 映 当 地 床 面 泥 沙 补 给 条 件 ; 当 水 流 挟 沙 力 小 于 水 体 含 沙 量 时, 水 流 挟 带 着 过 饱 和 泥 沙, 有 淤 积 趋 势, 淤 积 速 度 受 泥 沙 沉 降 机 率 琢 调 节. 琢 为 需 要 在 数 值 计 算 模 型 中 调 试 确 定 的 正 实 数, 其 值 一 般 小 于. 2. 2 摇 闸 下 近 闸 段 的 水 流 特 征 河 口 建 闸 后, 由 于 关 闸 时 间 远 长 于 开 闸 时 间, 关 闸 期 间 闸 下 涨 潮 水 流 不 能 上 溯, 闸 下 涨 潮 流 速 趋 于 0; 落 潮 时 闸 下 没 有 水 量 补 给, 水 流 依 然 极 其 缓 慢, 亦 接 近 静 水. 因 此, 关 闸 期 间 闸 下 一 定 距 离 的 河 道 内 近 乎 静 水. 水 位 流 速 变 化 满 足 水 流 连 续 方 程, 闸 下 静 水 段 至 河 口 段 沿 程 涨 落 潮 流 速 满 足 渐 变 关 系. 2. 3 摇 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 模 拟 闸 下 淤 积 的 缺 陷 挟 沙 能 力 与 水 流 流 速 通 常 呈 3 次 方 关 系 [5] [6], 在 近 海 水 域 的 计 算 中 也 有 取 2 次 方 关 系 的. 无 论 数 学 模 型 采 用 何 种 挟 沙 能 力 模 式, 当 流 速 趋 于 零 时 挟 沙 能 力 必 然 也 趋 于 零, 而 河 口 至 闸 下 静 水 段 流 速 是 连 续 渐 变 的, 自 河 口 往 闸 址, 挟 沙 能 力 由 大 到 小 直 至 趋 于 零. 这 样, 由 泥 沙 冲 淤 函 数 可 知, 涨 潮 期, 潮 流 挟 带 的 泥 沙 自 河 口 向 闸 址 运 动 过 程 一 般 会 经 历 : 不 淤 阶 段, 此 时 潮 流 流 速 较 大 挟 沙 能 力 较 强, 基 本 无 落 淤, 甚 至 有 微 冲 ; 过 渡 阶
60 水 利 水 运 工 程 学 报 2007 年 6 月 段, 潮 流 流 速 减 缓 挟 沙 能 力 下 降, 水 体 含 沙 量 与 挟 沙 能 力 相 当, 床 面 有 冲 有 淤 ; 纯 淤 积 阶 段, 潮 流 流 速 较 小, 水 体 含 沙 量 大 于 挟 沙 能 力, 泥 沙 沿 程 落 淤. 落 潮 期, 自 闸 下 往 河 口, 落 潮 流 速 渐 增, 涨 潮 期 间 落 淤 的 泥 沙, 需 在 潮 流 流 速 达 到 起 动 ( 或 扬 动 ) 流 速 后 再 悬 浮 并 随 潮 流 往 下 输 送. 闸 下 近 闸 段 一 定 范 围 内 趋 于 静 水, 涨 潮 流 挟 带 的 泥 沙 经 过 纯 淤 积 阶 段 的 河 道 后, 水 体 含 沙 量 往 往 已 经 很 小, 涨 潮 流 实 际 上 已 无 法 将 大 量 的 泥 沙 带 到 闸 的 附 近, 由 于 受 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 的 冲 淤 模 式 所 限, 计 算 得 到 的 最 大 泥 沙 淤 强 一 般 出 现 在 闸 下 的 一 定 距 离, 这 与 建 闸 后 闸 的 附 近 淤 积 最 强 的 现 象 不 符 合. 闸 的 附 近 淤 积 最 强 的 原 因 是 闸 下 静 水 段 内 水 体 含 沙 量 小, 并 接 近 清 水, 该 清 水 段 与 下 游 浑 水 交 界 面 附 近 由 于 清 浑 水 比 重 的 差 异, 易 形 成 异 重 流, 异 重 流 潜 入 清 水 底 部 继 续 向 闸 运 动 [3]. 该 异 重 流 现 象 是 沿 垂 线 平 均 的 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 所 无 法 模 拟 的. 此 外, 闸 下 泥 沙 淤 积 通 常 是 一 个 漫 长 的 过 程, 用 数 学 模 型 模 拟 预 测 时, 还 需 面 临 建 闸 后 长 历 时 的 闸 上 游 水 沙 条 件 与 闸 下 游 潮 汐 动 力 条 件 匹 配 的 问 题, 来 水 来 沙 条 件 挟 沙 能 力 悬 底 沙 交 换 地 形 调 整 与 水 动 力 条 件 的 相 互 作 用 等 诸 多 因 素, 在 数 学 模 型 中 的 概 化 处 理 均 会 引 起 一 定 的 误 差, 长 历 时 数 值 计 算 不 可 避 免 的 存 在 预 测 精 度 问 题. 3 摇 分 析 模 式 可 弥 补 数 学 模 型 的 缺 陷 由 于 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 无 法 准 确 模 拟 闸 下 近 闸 段 的 泥 沙 淤 积, 为 弥 补 数 学 模 型 的 缺 陷, 可 采 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 与 分 析 模 式 相 结 合 的 方 法, 由 分 析 模 式 预 测 近 闸 段 的 平 均 泥 沙 淤 厚, 用 二 维 数 学 模 型 预 测 其 余 河 段 的 泥 沙 淤 积 分 布. [7] 分 析 模 式 的 理 论 依 据 是 河 口 河 相 关 系 公 式. 本 文 主 要 介 绍 根 据 窦 国 仁 河 相 关 系 推 导 出 的 分 析 模 式. [8] 韩 曾 萃 等 根 据 有 关 河 流 资 料 建 立 的 地 区 性 的 分 析 模 式 与 窦 国 仁 的 分 析 模 式 相 似. [7] 将 窦 国 仁 推 导 的 平 原 河 流 及 潮 汐 河 口 的 河 床 形 态 关 系 式 简 写 为 : B = k Q 5 / 9 S / 9 (2) Q H = k 2 è S / 3 Q 8 / 9 A = k k 2 S 2 / 9 式 中 : 形 态 参 数 B,H,A 分 别 为 河 床 断 面 宽 度 (m) 平 均 水 深 ( m) 和 断 面 面 积 ( m 2 );Q 为 包 括 径 流 量 在 内 的 落 潮 平 均 流 量 (m 3 / s);s 为 落 潮 平 均 含 沙 量 (kg / m 3 );k,k 2 为 与 河 床 河 岸 泥 沙 特 性 及 河 流 输 沙 有 关 的 综 合 系 数. 窦 国 仁 公 式 适 用 于 建 闸 前 后 河 床 形 态 的 变 化. 令 建 闸 前 的 河 床 形 态 参 数 为 A,B,H ; 建 闸 后 为 A 2,B 2, H 2 ; 建 闸 前 的 平 均 落 潮 流 量 和 含 沙 量 为 Q 和 S, 建 闸 后 为 Q 2 和 S 2 ; 对 同 一 河 道 而 言, 由 于 河 道 的 泥 沙 特 性 不 变, 故 建 闸 前 后 的 k k 2 也 不 变, 则 由 上 述 (2) ~ (4) 式 可 导 得 : B 2 = B æq 2 ö èq A 2 = A æq 2 ö èq 5 / 9 8 / 9 S 2 ès S ès 摇 摇 应 用 (5) (6) 式, 由 数 学 模 型 计 算 取 得 Q,Q 2,S 和 S 2, 并 在 已 知 A 和 B 的 条 件 下 求 得 的 A 2 B 2 和 H 2 即 为 建 闸 后 相 对 平 衡 的 数 值, 也 就 是 建 闸 后 多 年 发 生 的 河 床 平 均 变 化 的 特 征 值. 窦 国 仁 和 韩 曾 萃 等 的 公 式 在 推 导 过 程 中 不 仅 采 用 了 大 量 现 场 资 料, 且 公 式 的 正 确 性 也 得 到 了 验 证. 但 在 将 其 用 于 弥 补 二 维 数 学 模 型 计 算 闸 下 淤 积 时, 有 必 要 分 析 有 关 参 数 的 敏 感 性. (5) (6) 式 中 的 建 闸 后 流 量 和 含 沙 量 这 两 个 参 数, 在 建 闸 前 不 可 能 有 实 测 资 料, 还 需 由 数 学 模 型 提 供. 闸 下 河 段 的 潮 流 量 与 地 形 之 间 有 着 相 互 影 响 的 关 系, 但 在 近 闸 段 落 潮 流 量 主 要 为 径 流 量, 可 通 过 数 值 计 算 得 到 较 为 精 确 的 流 量 值, 而 数 值 计 算 得 到 的 含 沙 量 则 可 能 偏 小. 若 假 定 含 沙 量 S 2 偏 小 30%, 由 (5) 式 计 算 得 到 的 B 2 就 会 偏 小 4% ; 由 (6) 式 计 算 2 / 9 2 / 9 (3) (4) (5) (6)
摇 第 2 期 马 进 荣, 等 : 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 计 算 河 口 闸 下 淤 积 的 缺 陷 及 弥 补 方 法 6 得 到 的 A 2 会 偏 大 8%. 由 此 计 算 出 的 平 均 泥 沙 淤 厚 将 偏 大 2. 5%. 在 建 闸 初 期 的 决 策 研 究 中 这 一 偏 差 是 可 以 接 受 的. 4 摇 应 用 实 例 采 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 与 上 述 分 析 模 式 相 结 合 的 方 法, 对 浙 江 省 灵 江 庙 龙 港 建 闸 可 行 性 进 行 了 初 步 研 究. 灵 江 椒 江 位 于 浙 江 省 台 州 市 境 内, 椒 江 河 口 呈 喇 叭 型, 口 外 有 广 阔 浅 滩, 滩 面 泥 沙 易 受 风 浪 影 响, 故 在 椒 江 河 口 常 有 浮 泥 发 育. 椒 江 和 灵 江 示 意 图 见 图. 拟 建 的 闸 址 初 步 选 定 在 灵 江 庙 龙 港, 该 闸 址 距 潮 区 界 约 20 km, 距 河 口 约 48 km. 由 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 预 测 建 闸 约 2. 5 a 的 闸 下 各 断 面 平 均 淤 厚, 以 及 用 分 析 模 式 预 测 平 衡 期 闸 下 各 断 面 淤 厚 见 表. 由 表 可 见,3 号 断 面 以 下 的 各 断 面 由 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 计 算 得 到 的 平 均 水 深 基 本 上 均 小 于 分 析 模 式 ;3 号 断 面 以 上 的 各 断 面 平 均 水 深 则 反 之. 这 主 要 是 因 为 数 学 模 型 预 测 时 间 较 短, 河 床 形 态 未 达 到 冲 淤 平 衡. 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 预 测 的 闸 下 淤 积 分 布 见 图 2. 从 平 均 情 况 看, 通 过 二 维 水 沙 计 算, 在 平 常 开 闸 排 水 ( 用 水 量 为 年 径 流 量 的 20 % ) 时, 用 窦 国 仁 分 析 模 式 计 算 得 到 的 闸 下 河 段 断 面 面 积 减 少 了 24. 8%, 与 韩 曾 [8] 萃 的 计 算 结 果 减 少 8% 接 近. 在 枯 水 年 枯 水 期, 用 窦 国 仁 分 析 模 式 计 算 得 到 的 闸 下 河 段 断 面 面 积 减 少 了 27%, 则 与 罗 肇 森 顾 佩 玉 的 经 验 模 式 估 算 减 少 28. 4% 接 近 [9]. 可 见, 用 本 文 的 方 法 作 出 的 闸 下 淤 积 预 测 结 果 符 合 已 有 的 建 闸 实 际 情 况. 在 资 料 相 对 缺 乏 的 条 件 下, 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 和 分 析 模 式 相 结 合 的 方 法, 为 灵 江 庙 龙 港 建 闸 可 行 性 研 究 提 供 了 依 据. Tab. 摇 表 摇 Fig. 摇 图 摇 椒 江 及 灵 江 示 意 图 Sktch of Jiaojiang Rivr and Lingjiang Rivr 二 维 数 学 模 型 和 分 析 模 式 预 测 庙 龙 港 闸 下 断 面 平 均 泥 沙 淤 厚 Avrag silting thicknss on sctions downstram of Miaolonggan Sluic prdictd by th 2 鄄 D suspndd sdimnt modl and th analytical modl 断 面 号 平 均 水 深 / m 预 测 的 平 均 淤 厚 / m 二 维 模 型 分 析 模 式 断 面 号 平 均 水 深 / m 预 测 的 平 均 淤 厚 / m 二 维 模 型 分 析 模 式 4. 94-0. 03-0. 29 2 5. 33-0. -0. 32 3 6. 54-0. 07-0. 40 4 0. 77 0. 2-0. 77 5 6. 55-0. 0-0. 37 6 5. 20-0. 03-0. 2 7 5. 06 0. 09-0. 8 5. 36 0. 0 0 9 4. 85 0. 09 0. 04 0 5. 2 0. 28 0. 36 7. 24 0. 65 0. 39 2 7. 25 0. 60 0. 57 3 6. 67 0. 86 0. 54 4 7. 7 0. 29 0. 50 5 7. 5 0. 3 0. 43 6 7. 26 0. 26 0. 58 7 6. 8 0. 75 0. 73 8 9. 30 0. 33 0. 87 9 6. 93 0. 23 0. 66 20 3. 40 0. 9 0. 58 2 9. 58 0. 04 0. 93 22 6. 28 0. 04 2. 摇 摇 注 : 表 中 - 冶 为 冲 刷, 其 余 为 淤 积.
62 水 利 水 运 工 程 学 报 2007 年 6 月 Fig. 2 摇 图 2 摇 灵 江 庙 龙 港 建 闸 后 闸 下 河 道 冲 淤 变 化 预 测 (2. 5 a) Prdiction of scouring and silting in th rach downstram of Miaolonggang Sluic in Lingjiang Rivr (two and an half yars aftr construction of th sluic) 5 摇 结 摇 语 () 本 文 分 析 了 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 模 拟 河 口 闸 下 淤 积 存 在 的 缺 陷, 提 出 了 用 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 与 基 于 河 相 关 系 的 分 析 模 式 相 结 合 的 方 法, 可 弥 补 这 一 缺 陷. (2) 采 用 三 维 泥 沙 数 学 模 型 模 拟 相 对 复 杂 的 闸 下 淤 积, 需 解 决 较 多 的 技 术 难 题. 目 前 采 用 分 析 模 式 预 测 近 闸 段 的 泥 沙 平 均 淤 厚, 其 余 河 段 由 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 预 测 淤 积 分 布, 可 有 效 地 解 决 工 程 实 际 问 题. 实 例 分 析 表 明, 含 沙 量 模 拟 误 差 30% 引 起 的 闸 下 淤 积 厚 度 预 测 偏 差 仅 为 2. 5%. (3) 由 于 监 测 闸 下 异 重 流 的 资 料 较 为 困 难, 目 前 将 垂 向 二 维 数 学 模 型 应 用 于 近 闸 段 仍 有 一 定 的 困 难, 平 面 二 维 悬 沙 数 学 模 型 长 历 时 预 测 也 存 在 着 诸 多 困 难. 因 此, 均 有 待 于 继 续 研 究. 参 摇 考 摇 文 摇 献 : [] 摇 罗 肇 森, 顾 佩 玉. 建 闸 河 口 淤 积 问 题 分 析 和 减 淤 经 验 [R]. 南 京 : 南 京 水 利 科 学 研 究 所, 983. [2] 摇 窦 国 仁. 射 阳 河 闸 下 淤 积 问 题 分 析 [R]. 南 京 : 南 京 水 利 科 学 研 究 所, 962. [3] 摇 辛 文 杰, 罗 肇 森, 黄 建 维, 等. 我 国 建 闸 河 口 闸 下 淤 积 问 题 及 其 对 策 [R]. 南 京 : 南 京 水 利 科 学 研 究 院, 2003. [4] 摇 窦 国 仁, 赵 士 清, 黄 亦 芬. 河 道 二 维 全 沙 数 学 模 型 的 研 究 [J]. 水 利 水 运 科 学 研 究, 987, (2): -. [5] 摇 陆 永 军, 左 利 钦, 王 红 川, 等. 波 浪 与 潮 流 共 同 作 用 下 二 维 泥 沙 数 学 模 型 [J]. 泥 沙 研 究, 2005, (6): -2. [6] 摇 辛 文 杰. 潮 流 波 浪 综 合 作 用 下 河 口 二 维 悬 沙 数 学 模 型 [J]. 海 洋 工 程, 997, (): 30-47. [7] 摇 韩 曾 萃, 符 宁 平, 徐 有 成. 河 口 河 相 关 系 及 其 受 人 类 活 动 的 影 响 [J]. 水 利 水 运 工 程 学 报, 200, (): 30-37. [8] 摇 窦 国 仁. 平 原 冲 积 河 流 及 潮 汐 河 口 的 河 床 形 态 [J]. 水 利 学 报, 964, (2): -3. [9] 摇 马 进 荣, 罗 肇 森, 赵 晓 冬. 灵 江 庙 龙 港 建 闸 潮 流 泥 沙 数 学 模 型 研 究 [R]. 南 京 水 利 科 学 研 究 院, 2006.