潮汐河口段航道泥沙淤积特性与生态化整治技术研究

一、引言

潮汐河口段是河流与海洋相互作用的过渡区域，具有独特的水文、泥沙运动特性。作为重要的水运通道，潮汐河口段航道承担着区域物资运输和经济交流的重任。然而，复杂的水动力条件和泥沙运动导致航道泥沙淤积问题突出，严重影响航道通航能力，增加船舶航行风险与维护成本 。同时，传统的航道整治方式往往侧重于通航功能的满足，忽视生态环境保护，造成河口段湿地退化、生物多样性减少等生态问题。因此，开展潮汐河口段航道泥沙淤积特性研究，探索生态化整治技术，对保障航道畅通、维护河口生态平衡具有重要的现实意义。

二、潮汐河口段航道泥沙淤积特性分析

2.1 水文条件对泥沙淤积的影响

潮汐河口段受潮水涨落和河流径流的双重影响，水文条件复杂多变。涨潮时，海水携带大量泥沙上溯进入河口，为泥沙淤积提供物质来源；落潮时，水流携带部分泥沙回归海洋，但由于径流与潮流的相互作用，部分泥沙会在河口段沉积 。此外，河口段的水位变化、流速分布也会影响泥沙的输移和沉积。例如，在流速较小的区域，泥沙容易沉积；而在流速较大的区域，泥沙则以悬移质形式被水流携带，不易淤积。

2.2 泥沙运动特性

河口段泥沙颗粒细小，具有较强的絮凝特性。在咸淡水混合区域，由于盐度变化，泥沙颗粒相互凝聚，形成较大的絮团，沉降速度加快，更容易发生淤积 。同时，泥沙的运动方式包括悬移质运动和推移质运动。悬移质泥沙在水流作用下悬浮于水中，其运动主要受水流速度和紊流强度影响；推移质泥沙则在河床表面滚动、滑动或跳跃，其运动与河床地形、水流动力密切相关。

2.3 河床地形的影响

河床地形对泥沙淤积具有重要影响。河口段的浅滩、弯道、汊道等特殊地形，会改变水流流态，导致局部水流速度和方向发生变化，进而影响泥沙的输移和沉积 。例如，在弯道处，水流产生离心力，外侧水流流速大，以冲刷作用为主；内侧水流流速小，泥沙容易淤积。此外，河口段河床的演变也会影响泥沙淤积特性，河床的冲刷或淤积会改变水动力条件，形成恶性循环或良性循环。

三、潮汐河口段航道生态化整治技术

3.1 生态护岸技术

传统的硬质护岸由于其刚性结构，往往破坏了河岸的自然生态功能，这不仅不利于水生生物的栖息和繁衍，还可能对河流的自然形态和生态平衡造成负面影响。相比之下，生态护岸技术则采用生态友好型材料和结构形式，例如植被混凝土、石笼网箱、木桩等，这些材料和结构不仅能够满足护岸的防洪、防冲要求，而且能够为各种生物提供必要的栖息空间。在进行护岸设计时，通过结合植物种植，构建乔木、灌木、草本植物相结合的多层次植物群落，利用植物根系的固土作用来保护河岸，减少侵蚀，同时植物还能够发挥净化水质、调节微气候等多重生态功能。例如，在河口段种植芦苇、香蒲等水生植物，这些植物不仅能够稳固河岸，还能为鱼类、鸟类等提供适宜的栖息地，从而在维护河流生态平衡方面发挥重要作用。

3.2 湿地修复技术

潮汐河口段的湿地是极为重要的生态系统，它在调节洪水、净化水质、维持生物多样性等方面发挥着不可替代的作用。然而，由于航道整治等人类活动的影响，湿地往往会出现退化现象。为了应对这一问题，湿地修复技术被提出并应用于生态恢复。这一技术包括恢复湿地的水文条件，通过合理的水位调控和水系连通，改善湿地的水动力环境；种植适生植物，重建湿地植被群落；投放水生生物，恢复湿地生物链。例如，在河口段实施退田还湿的措施，恢复原有湿地面积，改善湿地生态环境，从而促进湿地生态系统的健康和稳定。

3.3 水动力优化技术

通过优化河口段的水动力条件，可以有效减少泥沙淤积，保持航道的畅通。一方面，通过合理调整航道的走向和断面形状，避免出现不利于水流顺畅的弯道、浅滩等地形特征。例如，采用顺直的航道走向，可以减少水流的弯曲程度，从而降低泥沙沉积的概率。另一方面，利用工程措施改善水流流态，如设置导流堤、丁坝等整治建筑物，调整水流方向和流速分布，增强水流的输沙能力，有效防止泥沙在航道内淤积。

3.4 泥沙调控技术

在潮汐河口段，通过调控泥沙的来源和输移，可以有效减少航道泥沙淤积。可以在河流上游采取水土保持措施，减少流域内的泥沙来源。在河口段，利用水利工程设施（如闸坝）调节径流和潮流，控制泥沙的上溯和沉积。同时，开展定期清淤工作，合理规划清淤方案，将清出的泥沙进行生态化处理和利用，如用于湿地造陆、土地改良等，减少清淤对生态环境的影响，实现资源的循环利用和生态的可持续发展。

四、工程案例分析

4.1 案例概况

在某潮汐河口段，由于长期的泥沙淤积问题，航道的水深已经无法满足正常的通航需求，导致航道的通航能力受到了严重的限制。与此同时，河口段的生态环境也遭到了破坏，湿地面积逐渐减少，生物多样性也出现了下降的趋势。为了能够解决这些棘手的问题，相关管理部门决定采用生态化整治技术，对这一航道进行彻底的整治工作。

4.2 整治措施与效果

在该整治工程中，实施了生态护岸工程，通过采用石笼网箱结合植物种植的方式，成功构建了长达 5 公里的生态护岸。此外，还开展了湿地修复工程，恢复了200 公顷的湿地面积，并种植了10 余种水生植物。通过调整航道的走向以及设置导流堤等水动力优化措施，显著改善了河口段的水动力条件。同时，制定了科学的泥沙调控方案，定期进行清淤作业，并将清淤得到的泥沙用于湿地造陆，进一步促进了湿地生态系统的恢复。

经过一年的整治工程实施和监测，航道的泥沙淤积量减少了 35% ，航道水深得到了有效的保障，通航能力也得到了显著的提升。与此同时，河口段的生态环境也得到了明显的改善，湿地生态系统逐步恢复，鸟类、鱼类等生物种类和数量都有了明显的增加。这一整治工程不仅提升了航道的通航能力，还实现了航道整治与生态保护的双赢局面。

五、结论

本论文通过对潮汐河口段航道泥沙淤积特性的分析，揭示了影响泥沙淤积的关键因素，并结合生态保护需求，提出了生态化整治技术方案。经实际工程案例验证，生态化整治技术在减少航道泥沙淤积、改善河口生态环境方面具有显著效果。研究成果为潮汐河口段航道的可持续发展提供了科学依据和技术支持。未来，应进一步加强对潮汐河口段泥沙运动规律和生态系统演变机制的研究，不断完善生态化整治技术，实现航道通航功能与生态环境保护的协调发展。

参考文献

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