[发明专利]一种挖入式港池防淤减淤的方法

说明书

本发明公开了一种挖入式港池防淤减淤的方法，设置泵房和水泵、引水涵管和取水头、出水头；引水涵管两头分别连接取水头和出水头，并与水泵相连，由水泵带动水循环，完成港池上游顺水面抽水、港池内背水面喷水。分两个步骤建立数学模型进行港池淤积计算，步骤一，建立了平面二维水沙输运数学模型；步骤二，挖入式港池的回淤计算并设计两种挖入式港区洪水期防淤减淤的“吸、喷”水方案，抑制回流以减少淤积的措施并计算港池淤积。本发明通过控制边界层分离破坏回流，从而达到防淤减淤的目的，其设计科学，减淤效果明显；对港池内水环境问题也有所改善，减少港池内油污水污染、农业废水污染、热污染，保护港口，提高水体质量。

技术领域

本发明属于港口航道工程技术领域，具体涉及一种挖入式港池防淤减淤的方法。

背景技术

当海边或者江河需要供轮船和渡船停靠、游客需要上下客船、货物需要装卸的时候，就可能会在港口边建设码头。在我国，码头一般建设在水陆交通发达的海口或是沿江、沿河的发达商业地带，而它的建设又会带动当地经济的发展。码头除去作为渡轮泊岸上下乘客和货物之用、还有一个重要的作用即是吸引游人、是个多人集会聚集之地。

挖入式港池是向岸的陆域一侧(或利用河汊和洼地)开挖出来的港池，它是内河中应用较广泛地一种码头布置形式。挖入式港池有许多优点，但其缺点也很突出，即泥沙淤积严重，特别是受潮汐影响较大的港池，往往一次大潮就使港池淤死。港池的淤积问题直接影响到码头的营运，同时也增加了港池的维护费用。淤积问题很大程度上也成为制约挖入式港池大量应用的一个主要原因。

目前，从挖入式港池的实际运用情况看，采取减淤措施的港池比较少，因此发明一种新型的防淤减淤方法对于港口航道工程技术领域具有重要理论意义和实用价值。

发明内容

目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种挖入式港池防淤减淤的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种挖入式港池防淤减淤的装置，其特征在于，在河道和港池交界处设有泵房，泵房中设置有至少一套水泵和引水涵管，在河道的取水口处设置取水头，在港池内设置出水头；引水涵管两端分别连接取水头和出水头，并与水泵相连，由水泵带动水循环，完成港池上游顺水面抽水、港池内背水面喷水。

进一步的，所述的挖入式港池防淤减淤的装置，其特征在于：所述引水涵管由多根单根涵管连接而成。

作为优选方案，所述的挖入式港池防淤减淤的装置，其特征在于：所述水泵选用轴流泵。

作为优选方案，所述的挖入式港池防淤减淤的装置，其特征在于：所述引水涵管的转弯处设有圆柱形镇墩。

进一步的，所述的挖入式港池防淤减淤的装置，其特征在于：所述镇墩采用等级为C15的素混凝土浇筑支撑。

本发明还提供一种挖入式港池防淤减淤的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，建立平面二维水沙输运数学模型；

步骤二，针对挖入式港池的回淤计算，进行洪水状况下泥沙数值模拟；根据泥沙数值模型计算结果，通过箱线图分析对各方案港池泥沙淤积总量及口门淤积量的处理与分析，选取最佳防淤减淤方案。

具体的，步骤一，建立挖入式港池的平面二维水沙输运数学模型，采用无结构网格单元(三角形)进行区域的划分，并采用Roe’s近似黎曼解算法对模型进行求解；时间积分方法采用二阶龙格库塔格式；

对于开边界，给定特定的流量或水位带入流体力学控制方程中进行计算；对于闭边界，沿模型计算区域的闭边界(陆地边界)各变量的法向流速均被设置为零；为了描述单元的干湿属性，定义三个水深特征值h_dry、h_flood、h_wet，并根据特征水深定义淹没边界；所述的二维水沙输运数学模型的控制方程见式(1)～(4)：