CN102373691A - 具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤 - Google Patents

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季则舟
付爱珍
杨希宏
杨玉森
邢军
章始红
贾立新
杨长义
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Abstract

本发明提供一种具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤，该防沙堤设置于航道的两侧，在防沙堤的端头部设有口门，所述航道标有平均高潮位、高水位、低水位及天然海底坡度线，该防沙堤包括有波浪破碎区堤段和与波浪破碎区堤段相连的收缩堤段，收缩堤段是由波浪破碎区堤段至口门向航道内收缩的堤段，该防沙堤在波浪破碎区堤段的轴线间距为1000～3000m，收缩堤段在口门处间距为600～1000m。本发明的效果是该防沙堤的堤头段采用潜堤，减淤效果显著，且可大大降低口门处的横流，以利于船舶进出航道。大幅降低了造价，为粉砂质海岸港口工程建设提供了技术支持。该防沙堤已应用于多个港区的粉沙质海岸港口航道设计、建设中。

Description

具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤
技术领域
本发明属港口或航道建设工程中的一种防沙堤结构，特别是适用于粉砂质海岸港口建设中有效的具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤。
背景技术
在我国辽东、冀北、鲁北、鲁东、鲁南、苏北、浙东等海岸线上，散落分布着大量的粉沙质海岸，岸滩宽浅、泥沙运动活跃，是粉砂质海岸的特性，也曾一度是港口建设的禁区。近些年，在我国粉沙质海岸，相继兴建了一些中、大型港口取得了一些工程经验，另外还有一些粉沙质海岸上的港口正在规划或建设之中。通过对这些港口的设计研究及部分港口的实际运营经验可知，在粉沙质海岸建港的关键问题是航道和港池的泥沙淤积问题。因此，在粉沙质海岸建设港口，其水域总平面布置和有效的减淤、防淤措施是至关重要的。由于粉沙质海岸的泥沙运动十分复杂，在此类海岸建设的港口均存在泥沙淤积问题，如何结合自然条件进行合理的港口水域平面布置并采取有效的减淤措施，已成为粉沙质海岸港口建设中的关键问题。
对于粉沙质海岸港口，较有效的防淤、减淤措施是建设防沙堤，一般情况是沿航道两侧建设。但由于粉砂质海岸岸滩平缓、强淤积区域宽广的特点，需要维护航道正常使用的防沙堤很长，从而使得整个工程的投资很大，很大程度上成为粉砂质海岸港口建设和发展的瓶颈。另外由于防沙堤的设置，也使得航道口门处的横流加大，不利于船舶进出航道。
通常，防沙堤的堤顶高程越高，防沙的效果越好，但随着水深不断加大，整个防沙堤的断面很大，工程造价也就很高，且口门处的横流也较大。如何合理的确定堤顶高程，既能充分发挥防沙堤的防淤、减淤效果，保证航道的正常使用，又可使工程造价尽可能降低，是粉砂质海岸港口工程中减淤措施的比较关键的一个问题。
近年来，随着我国国民经济和港口与海岸工程建设的迅速发展，在粉砂质海岸进行港口工程建设的需求也越来越大，通过近年来对粉砂质海岸泥沙特性的研究和工程的实施，较有效的防淤、减淤措施是建设防沙堤，一般情况是沿航道两侧建设。但因粉沙质海岸岸滩坡度较缓，航道一般较长，掩护航道减小航道泥沙淤积的防沙堤也较长，投资也较大，在港口建设投资中所占比重也较大，因此，合理的确定防沙堤的平面布置形式和结构型式，既能保证减淤效果又经济合理可行，是当务之急。
发明内容
本发明的目的是在两堤“环抱式”布置形态的基础上，合理的选择防沙堤的结构型式、高程及在口门处的布置形式，在保证防淤、减淤效果和减小口门处横流的同时，尽量降低工程投资。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤，该防沙堤设置于航道的两侧，在防沙堤的端头部设有口门，所述航道标有平均高潮位、高水位、低水位及天然海底坡度线，其中：该防沙堤包括有波浪破碎区堤段和与波浪破碎区堤段相连的收缩堤段，收缩堤段是由波浪破碎区堤段至口门向航道内收缩的堤段，该防沙堤在波浪破碎区堤段的轴线间距为1000～3000m，收缩堤段在口门处间距为600～1000m。
本发明的效果是该防沙堤的堤头段采用潜堤，减淤效果显著，且可大大降低口门处的横流，以利于船舶进出航道。大幅降低了造价。该具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤开创了粉砂质海岸港口工程防沙堤建设的一种模式，为粉砂质海岸港口工程建设的进一步研究和设计奠定了坚实的基础。在理论上和工程实际应用上均是均是一种突破。该防沙堤已应用于黄骅港、潍坊港、滨州港、东营港广利港区等粉沙质海岸港口航道设计、建设中，取得良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的防沙堤结构的平面布置示意图；
图2为本发明的防沙堤堤顶高程示意图；
图3为本发明波浪破碎区采用半潜堤式的防沙堤结构示意图；
图4为本发明波浪破碎区以外采用潜堤式的防沙堤结构示意图。
图中：
1.防沙堤      2.航道          3.口门        4.波浪破碎区堤段
5.收缩堤段    6.堤顶高程线    7.平均高潮位  8.天然海底坡度线
9.平行于天然海底坡度的堤顶    10.陡于天然海底坡度的堤顶
11.护面结构   12.原泥面标高   13.高水位     14.低水位
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤结构加以说明。
首先应研究当地的泥沙运动特性和运动机理，根据泥沙特性合理的确定防沙堤的堤头位置。本发明的具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤1设置于航道2的两侧，该防沙堤1的端头部设有口门3，所述航道2标有平均高潮位4、高水位13、低水位14、天然海底坡度线8以及原泥面标高12，该防沙堤1包括有波浪破碎区堤段4和与波浪破碎区堤段4相连的收缩堤段5，收缩堤段5是由波浪破碎区堤段4至口门3向航道2内收缩的堤段，该防沙堤在波浪破碎区堤段4的轴线间距为1000～3000m，收缩堤段5在口门处3间距为600～1000m。
所述波浪破碎区堤段4的堤顶标高设置于航道的高水位13与低水位14之间，形成半潜堤，该防沙堤1的堤顶高程线6设置于平均高潮位7附近。所述收缩堤段5的堤顶标高设置于航道的低水位14以下，形成潜堤。
所述收缩堤段5的堤顶为平行于天然海底坡度线的堤顶9；所述收缩堤段5的堤顶为陡于天然海底坡度线的堤顶10。
本发明的具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤是这样实现的：
防沙堤1沿航道2的两侧布置，防沙堤1的轴线间距1000～3000m，在防沙堤的口门3处向航道2内收缩，形成600～1000m的口门3，如图1所示。
如图2、图3所示，防沙堤1在波浪破碎区堤段4采用半潜堤结构，堤顶标高在当地平均高潮位7附近。
如图2、图4所示，波浪破碎区以外至堤端头的收缩堤段5，防沙堤1采用潜堤结构，所述收缩堤段5的堤顶标高设置于航道的低水位14以下，形成潜堤。堤顶标高可平行于滩面坡度，如图2中，防沙堤1收缩堤段5的堤顶为平行于天然海底坡度线8的堤顶9。也可以采用更大坡度，如图2中防沙堤1收缩堤段5的堤顶为陡于天然海底坡度线8的堤顶10，向口门3处逐渐降低。
防沙堤1结构型式可根据当地波浪和地质等条件，采用斜坡或直立式结构。在航道2两侧防沙堤1的堤顶两侧均设有护面结构11，以加固防沙堤面。

Claims (5)

1.一种具有防淤、减小堤头口门处横流的防沙堤，该防沙堤设置于航道的两侧，在防沙堤的端头部设有口门，所述航道标有平均高潮位、高水位、低水位及天然海底坡度线，其特征是：该防沙堤(1)包括有波浪破碎区堤段(4)和与波浪破碎区堤段(4)相连的收缩堤段(5)，收缩堤段(5)是由波浪破碎区堤段(4)至口门(3)向航道(2)内收缩的堤段，该防沙堤在波浪破碎区堤段(4)的轴线间距为1000～3000m，收缩堤段(5)在口门处(3)间距为600～1000m。
2.根据权利要求1所述的防沙堤，其特征是：所述波浪破碎区堤段(4)的堤顶标高设置于航道的高水位(13)与低水位(14)之间，形成半潜堤，该防沙堤(1)的堤顶高程线(6)设置于平均高潮位(7)附近。
3.根据权利要求1所述的防沙堤，其特征是：所述收缩堤段(5)的堤顶标高设置于航道的低水位(14)以下，形成潜堤。
4.根据权利要求1所述的防沙堤，其特征是：所述收缩堤段(5)的堤顶为平行于天然海底坡度线(8)的堤顶(9)。
5.根据权利要求1所述的防沙堤，其特征是：所述收缩堤段(5)的堤顶为陡于天然海底坡度线(8)的堤顶(10)。
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