港池回淤经验公式

4.5.2 经验公式估算
限于基础资料的不充分，本研究又采用半理论半经验公式对港池回淤进行估算，作为泥沙数学模型的补充印证。

主要采用的公式有：
（1）公式一：港池内有浅滩采用《海港水文规范》（JTJ311-97）中推荐的刘家驹公式进行计算[16] [17]：
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3/103
21001021exp 1A A d d t s K P γω 式中：P 为时间t 0内港池底面的淤积强度，当t 0为一年时，称年淤积强度（m/a ）；
K 0为淤积常数，取值0.14~0.17；
ω为海水中悬浮泥沙的絮凝沉降速度（m/s ）；
s 1为进入港池的港外浑水平均含沙量（kg/m 3）； t 0为淤积时间；
0γ为淤积物干容重（kg/m 3）；
d 1为港池外一定范围水域的平均水深（m ）； d 2为港池开挖后的平均水深（m ）；
A 为港池水下浅滩的水域面积（m 2），港池内无浅滩时令A=0； A 0为港池内总水域面积，包括港池及港内的水下浅滩（m 2）； （2）公式二：采用南京水利科学研究院罗肇森公式 [19]，
θ
γαωn h h V V T S P cos 1
1212
1201*⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 式中：1*S 为工程前水流挟沙力，以半潮平均计，按窦国仁公式计算； V 、h 分别为垂线平均流速（m/s ）与相应水深（m ），V 1、V 2由数模
计算流场提供；下标1，2分别代表工程前后；T 为淤积历时（s ）；α为泥沙淤积沉降机率；ϑ为水流与挖槽轴线所交之锐角（°），n 为转数。

（3）公式三：采用交通部天津水运工程科学研究所曹祖德公式
[23]
：
t B
q P h sy
210ηηγα=
式中：sy q 为单宽输沙率（kg/s·m ），θsin 11S H V q sy =；
1V 为开挖前流速（m/s ）；
1H 为开挖前中潮位下水深（m ）；
S 为年平均含沙量（kg/m 3）
； h α为水深折减系数，1
204
.021h h h H H ⎪
⎪⎭
⎫
⎝⎛=α；
2H 为开挖后中潮位下水深（m ）；
B 为航槽宽度；
1η由挟沙力控制的系数，⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2121211h h V V η； 2V 为开挖后流速（m/s ）；
2η为沿程沉降系数，)sin ex p(1112θ
ωααηH V B
h -
-=。

几种经验公式与泥沙数学模型计算成果比较见表4-10。

由表4-10可见，罗肇森公式计算成果较数学模型大，不考虑流速影响的刘家驹公式计算成果较数学模型小许多，考虑泥沙沿程沉降的曹祖德公式计算成果介于两公式之间，略小于罗肇森公式计算成果。

分析原因：刘家驹公式忽略了水流流速对泥沙沉降的影响，计算回淤强度显然会偏小；罗肇森公式考虑了水流流速对泥沙沉降的作用，但对整个港池概化为一个平均流速，淤积中会包括一些本来可在较大流速下带走的泥沙，使计算结果偏大；曹祖德公式既考虑了水流流速对泥沙沉降的作用，又考虑了泥沙沿程沉降，计算结果应比罗肇森公式略小一些。

由于港池回淤与开挖深度和面积、水流流向等多种因素有关，几个经验公式都有不全面之处，而泥沙数学模型计算可以模拟到许多经验公式无法考虑的细节因素，计算成果介于其中，是较为合理的。