沿海闸控港口航道泥沙冲淤平衡调控：基于36天原型调水试验的创新管理方案

针对沿海闸控港口航道因潮闸建设导致的泥沙淤积问题，研究人员通过36天原型调水试验（JDP/GGP联合调度），量化了冲淤平衡临界水量（1.27亿m3 /42天），提出基于水位差启闭（ΔH=0.8m）的优化调度方案，使HS港冲刷效率提升197%。该研究为替代传统疏浚提供了生态敏感型解决方案，成果发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。

　　

在江苏沿海的里下河地区，118座潮闸在抵御海水入侵的同时，也带来了令人头疼的"副作用"——闸下港口航道严重淤积。数据显示，四大主要港口的淤积总量已达5019万m³
，过流断面缩减67.3%，不仅威胁防洪安全，还影响航运功能。传统疏浚虽能短期缓解，但会扰动底栖生态（如海草床、珊瑚），且长期成本高昂。更棘手的是，潮闸改变了天然水沙动力条件：涨潮时闸门关闭拦截海水，导致潮波变形、落潮流速减弱，打破原有的冲淤平衡。如何在不破坏生态的前提下，用"水力冲刷"替代"机械清淤"，成为沿海工程管理的世界性难题。

江苏省水利部门的研究团队在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表了一项创新研究。他们设计了一套"调水-潮闸联调-泥沙管理"系统方案，通过36天原型试验（涉及SY/HS/XY/DL四闸），首次明确了不同潮型（大潮、中潮、小潮）下的临界冲淤水量与最优调度规则。关键技术包括：(1) 基于JDP（江都枢纽）和GGP（高港枢纽）的跨流域调水；(2) 多断面水沙同步监测（26-25个断面/港）；(3) 水位差控制启闭（ΔH=0.8m）；(4) 建立冲淤比（r_F
）、单位水体积沙率（r_u
）等新指标。

研究结果

1. 水沙调度特征
   试验期间调水7.13亿m³
   （占入流59%），四闸总排水12.7亿m³
   。SY港因河道弯曲、底沙较粗（d₅₀
   =0.026mm），在常规调度下仍淤积11.74万m³
   ，而采用水位差调度后冲刷54.97万m³
   。

2. 潮周期规律
   大潮期HS港采用水位差启闭时，冲淤比达865%（r_ue
   /r_uf
   =197%），而全关状态下XY港该比值仅19.85%。证明"趁潮冲刷"策略可提升水流挟沙能力（见公式S_*
   =αγ_s
   /(γ_s
   -γ)(v³
   /c²
   hω+βH²
   /hTω)）。

3. 平衡周期
   提出差异化平衡周期：SY港需14天/1.567亿m³
   ，其他三港需21天（HS港0.856亿m³
   ）。通过42天联调方案验证，总水量9.3亿m³
   即可维持长效平衡。

结论与意义
该研究创建了"动态配水-闸门协控"的可移植框架，经2012-2021年运行数据验证，其核心创新在于：(1) 量化潮闸干扰下的平衡流速公式Q_o
=0.435AV_os
(H_e
/H_f
)(T_e
/T_f
)^3/2
(L_i
/L_R
)^1/3
；(2) 提出"洪水前期预冲+潮周期同步调控"的操作阈值。相比传统疏浚，该方案可降低30%运营成本，并为中国南水北调受水区的生态补水目标提供新思路。未来需进一步研究潮闸对氨氮输移（NH₃
-N阻滞）和鱼类洄游（如鲱鱼）的复合生态效应。