摘要：随着船舶大型化发展和优质港口资源的日益缺乏，为了适应经济形式的发展，为地方工业经济运输配套，港口与航道工程逐渐增加。在港口与航道工程中，泥沙运动是不可避免的，由此带来的泥沙堆积问题对港口和航道产生着重要的影响。本文主要就港口与航道工程中的泥沙运动及其对港口建设的影响展开探究与分析，希望能够为促进港口建设提供一些有效帮助。

关键词：港口与航道工程；泥沙运动；港口建设；影响

引言：泥沙运动是指泥沙在河渠、沙漠、水库、管路中和在海滨及其他区域受水、风和波浪作用下发生的冲刷、搬运和沉积等运动[1]。在泥沙作用下，港口和航道常常出现泥沙淤积、河床演变、岸滩侵蚀等问题，对航道和港口产生通航能力下降、运营成本增加、基础设施损坏等不利影响。要想提升港口和航道的通航能力，减少泥沙运动对港口产生的影响，就需要采取一系列泥沙控制技术。

1泥沙的运动形式和动力学原理

港口航道中的泥沙一般来自河流、湖泊、海岸等自然环境中的泥沙，以及认为活动产生的泥沙。要想有效控制泥沙，降低泥沙对港口航道通航能力的影响，首先就需要了解泥沙的运动形式和动力学原理。

1.1泥沙的运动形式

在港口和航道中，泥沙的运动形式主要有四种，分别是悬浮运动、推移运动、沉积运动、越移运动。

1.1.1推移运动

退推移运动主要是指泥沙在受到拖曳力、上举力以及摩擦系数的影响，当拖曳力大于泥沙颗粒的水下重量减去上举力乘以摩擦系数时，出现的运动形式。当泥沙在滑动时，常常会接触河床，对河床产生侵蚀或者堆积作用。

1.1.2悬浮运动

悬浮运动主要发生在河床材料较为松散且颗粒较小的位置，当松散的下层河床材料受到水流拖曳力的作用时，河床材料会出现悬浮运动动的状态。这时分层的泥沙运动不断向深层发展，运动速度由上而下逐渐减小。这些分散的小颗粒泥沙在水流中会随着水流运动，往往很少沉积。

1.1.3沉积运动

当河流中的泥沙粒子速度达到特定水平，并随着水流抵达特定地点，这些颗粒物将不再具有悬浮的能力。在这种情况下，这些砂砾逐步沉淀，最后导致了沉积过程的出现

1.1.4越移运动

越移运动涉及到的是相对较大的泥沙颗粒。这些大颗粒的泥沙在水流的冲刷下，例如浪花和潮水，会在水中被激起或投掷。当这些大颗粒泥沙出现时，所描述的这种行为被称为越移运动。移动的越移也是泥沙积累和航线被阻塞的主要诱因之一。

1.2泥沙运动的力学原理

1.2.1重力作用

泥沙在运动过程中，受到重力作用的影响，其运动轨迹会出现一定的变化。因此，要想防止航道淤塞，就需要把控好航道和港口部位的泥沙重力作用，采取相应的泥沙控制举措，以减少航道和港口的泥沙堆积。

1.2.2阻力作用

水流还会对水中的泥沙运动产生一定的阻碍作用，影响泥沙的运动速度和方向。因此，把控好水流的阻碍作用，在岸边和河床部分形成一定的阻碍作用，就能够有效避免泥沙堆积。

1.2.3摩擦力作用

除了重力和阻力，泥沙在水中还会受到一定的摩擦力影响。这种摩擦力不仅仅是水流造成的，河岸和河床也会对泥沙造成一定的摩擦力，影响泥沙的运动状态。

1.2.4冲刷作用

泥沙在水流运动中还会存在一定的冲刷作用，水流在冲刷河岸或河床的过程中，产生的力会冲刷掉一些泥沙，从而出现航道方向改变、岸滩侵蚀等现象。

2港口与航道常见泥沙问题类型

2.1泥沙淤积

泥沙淤积是港口与航道常见的一种泥沙问题，泥沙在各种动力作用下，在港口和航道位置堆积，导致航道和港口水深变浅。一般情况下，泥沙淤积都发生在某段航道。当上游的输沙量大于相应河段的携沙能力时，那些超出水流携沙能力的泥沙就会在河道发生沉积作用，造成航道和港口泥沙淤积。

2.2河床演变

河床演变也多见于航道和港口，是一种较为常见的泥沙问题。这一泥沙问题不是单单是由泥沙堆积或者淤积导致的，而是河床在水流的冲刷下，出现垂直和水平方向上的变形。如河床向某一个方向淤积抬高、浅滩在枯水期冲刷，在洪水期淤积[2]。

2.3岸滩侵蚀

岸滩侵蚀主要是指河岸或者海岸在水流的动力作用下，出现的侵蚀情况。受到水流作用的影响，河岸和海岸常常出现各种形态。原本的河岸或者海岸的形态发生变化势必会对港口和航道的航运能力产生一定的影响。

3泥沙问题对港口与航道工程的影响

3.1通航能力下降

由于泥沙的存在航道和港口的通航效率会有所降低，面对水流与泥沙的共同影响，航道与港口经常会经历泥沙沉积、河床变化和岸滩侵蚀等复杂情况。因为泥沙在航道或港口的位置会堆积，这可能会使得航道的水深变得更浅，进而对航道的航道航行能力造成不良影响。航线和港区的深水区域越不宽敞，其导航和通行能力就相对较低。

3.2增加运营成本

除了可能造成航道和港口的通航能力减少，泥沙的问题还可能对港口的日常运营成本产生进一步提升的影响。当出现泥沙堆积问题时，为了提高航道和港口的航运效率，常常需要对泥沙堆积地点进行详细的清洗和管理。这种情况下，清理淤泥和维保成本将上升，最终也会导致航道与港口运营费用增加。

3.3破坏航道和港口的基础设施

当航线和港口遭遇到侵蚀或沙泥沉积问题时，可能会导致航道和港口的部分基础设备受到损害。比如说，当水和泥积聚时，某些水利工程设施常常会遭受土壤和泥土的侵蚀作用，这也通常会影响它的使用效能。受泥沙影响，港口的部分相关设施可能会受到侵蚀，这会使得这些设备的性能逐渐下滑，并且使用寿命也会相应减短。

4港口建设中常见的泥沙控制技术

4.1泥沙物理控制技术

物理手段是泥沙物理控制技术的主要手段，目的是减缓航道和港口地点的泥沙累积情况。例如，可以在泥沙较多的海岸或者港口位置建造拦沙堤，来阻挡泥沙，减少港口位置的泥沙堆积。对于已经出现泥沙堆积的港口，则可以采用挖泥船来清除航道与港口淤积的泥沙，以保持航道的畅通[3]。此外，建议在航道和港口的外围区域构建一层淤泥围存网，这样可以确保泥沙不会在这个围网内沉淀，防止泥沙流入，确保航道和港口的正常通行。

4.2泥沙化学控制技术

为了减少航道与港口间的泥沙累积，并增强它们清理泥沙的效率，泥沙化学控制技术采取了关键的化学方法。一些普遍采用的泥沙化学调控手段，主要是利用絮凝剂和固化剂等不同方法。利用絮凝剂可以将泥沙紧密地团结在同一块上，这种组合有助于清淤工作人员更加轻松地清除这些泥沙。如何在固化剂的作用下确保泥沙得到固化，因为在固化的效果中，泥沙不易流动或扩散。如果这样操作，水流里的泥沙将继续减少，从而有助于减缓航行路径和港口所处位置的泥沙积累。

4.3泥沙生物控制技术

泥沙生物控制技术主要包括如何通过植被进行岸线保护以及水生植物净化的相关技术手段。所谓植被护岸，主要是指在航路和港口的边缘植入一些具有较强根系的植物来维持生态平衡。这些植被有助于为河岸土壤和泥沙提供稳定的固定点，这样可以大大降低水流对泥沙的搬运，进而避免航道和港口泥沙的累积。所谓水生植物净化，是指在航运渠道和港口附近浅层河流上进行水生植物种植。这批植被具有根系功能，能够吸纳和净化水，进而有效地降低水中泥沙的悬浮量和减缓其扩散速度。随着水中的泥沙的悬浮与传播情况逐渐下降，河床与泥沙的积累及其变化得到了有效的管理。

结语：航运作为我国主要的交通工具，对于整体经济增长具有显著的推动力。然而，在泥沙的影响下，港口和航道频繁地会遭遇泥沙沉积、河床的变迁、海岸线受到侵蚀等问题，这不仅会导致航道和港口通航能力的减弱，而且会增加运营成本和对基础设施造成损害，从而造成一系列的负面影响。本文深入地探讨了港口与航道工程中的泥沙运动以及其对港口建设的潜在影响。从泥沙的运动模式和其动力学原则、常见的泥沙问题类别、泥沙问题如何影响港口与航道工程，以及常用的泥沙管理技术等多个角度进行了详细的阐述，旨在为推进港口建设带来实际帮助的思考。

参考文献：

[1] 吴明阳，许家帅，吴超.高含沙高水流海区工程布置对泥沙运动的影响[J].水道港口， 2013.

[2] 王刚.港口与航道工程建设的生态影响及对策探索[J].百科论坛电子杂志， 2020， 000（009）：1928.

[3] 陈丹.港口与航道工程施工的生态影响及对策[J].中外企业家， 2019， 638（12）：111.

个人简介：耿彪，男，汉族，1991.01.15，安徽舒城，本科，安徽省合巢水运建设开发有限公司，港口与航道工程。