当内河航运的特定航段水深不足时,精准实施航道疏浚工程需要以下几个关键步骤:
水深测量:
首先要使用先进的测深设备,如多波束测深仪。它能够精确测量航道水底的地形地貌,获取详细的水深数据。通过在航段内进行密集的测量点布置,可以生成高精度的水下地形图。
定期进行测量,尤其在枯水期和洪水期前后,以了解水深变化情况。例如,在长江的某些航段,每月都会进行一次水深监测,确保航道水深数据的时效性。
水文与泥沙分析:
分析该航段的水文特征,包括水流速度、流向、水位变化等。水流速度和流向会影响泥沙的沉积和冲刷,例如在弯道处,水流速度的差异会导致泥沙在凹岸沉积。
研究泥沙来源和特性。确定泥沙是来自上游河流携带、岸边冲刷还是其他因素。了解泥沙的粒径分布、含沙量等,像黄河下游部分航段,泥沙粒径较小且含沙量高,疏浚策略就需要考虑泥沙的快速淤积问题。
确定疏浚目标:
根据航道等级和船舶吃水要求,明确疏浚后的目标水深和航道宽度。例如,对于能通行万吨级船舶的内河航道,要求水深可能达到 6 - 8 米,航道宽度在 100 - 200 米左右。
考虑未来航道的发展规划,预留一定的水深和宽度余量。
设备选型:
根据航道条件和疏浚工程量选择合适的疏浚设备。对于水深较浅、水域狭窄的航段,小型绞吸式挖泥船比较合适。它可以通过吸管将水底泥沙吸出,然后通过排泥管输送到指定地点。
如果是大型的、开阔的航段,耙吸式挖泥船是一个好的选择。它能在航行过程中通过耙头将泥沙耙松,然后吸入船舱,装满后再到指定区域卸泥。
施工方法:
分层分段施工。对于较厚的泥沙淤积层,按照一定的厚度分层疏浚,每层厚度控制在合理范围内,比如 0.5 - 1 米。同时,将航道划分为若干个施工段,按照顺序依次施工。
采用环保型疏浚方法。在靠近岸边或者生态敏感区域,尽量减少对水体和底栖生物的影响。比如使用生态型疏浚设备,通过特殊的刀头设计,减少对水底生态环境的破坏。
精度控制:
利用高精度的定位系统,如差分全球定位系统(DGPS),实时监控疏浚设备的位置和挖掘深度。DGPS 可以将挖泥船的定位精度控制在厘米级,确保疏浚位置和深度符合设计要求。
操作人员根据实时数据调整疏浚设备的挖掘动作,避免超挖或欠挖。例如,当发现挖掘深度接近目标深度时,放慢挖掘速度,精确控制挖掘深度。
质量控制:
定期对疏浚后的航道进行质量检测。检测内容包括水深是否达到设计要求、航道底部平整度等。可以使用水下无人潜航器(AUV)进行检测,它能够快速准确地获取航道底部的三维数据。
对疏浚后的泥沙处置进行监管。确保泥沙被合理地堆放或利用,避免对周边环境造成二次污染。
效果监测:
在疏浚工程完成后的一段时间内,持续监测航道水深和水流情况。观察水深是否能够保持在目标范围内,水流是否因为疏浚工程而发生不利变化。
收集船舶航行数据,了解船舶在疏浚后的航段通行是否顺畅,是否存在搁浅等安全隐患。
航道维护计划调整:
根据监测结果,及时调整航道维护计划。如果发现某个区域泥沙淤积速度较快,需要增加疏浚频率或者采取其他防淤措施。例如,在一些港口航道入口处,设置防沙堤来减少外海泥沙的进入。
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