河南省河流众多、农业矿产资源丰富,具有发展内河航运的先天优势。但是,航道泥沙淤积问题严重阻碍了内河航运的发展。本文针对发展内河航运所面临的船闸引航道泥沙淤积这一难题,在总结大量国内外相关文献的基础上,提出一种处理船闸引航道泥沙淤积问题新的清淤方式——压气射流扰沙清淤,并对其扰沙效果进行了水槽模拟试验,通过室内试验得到其扰沙效果随参数的变化规律,并比较分析了不同工况条件下的清淤效果。第一章简单阐述了本文所做的研究内容和研究的目的及意义,概述了国内外关于航道泥沙淤积以及航道清淤的研究进展及应用概况;第二章从异重流淤积和回流淤积两种造成引航道泥沙淤积的主要形式及泥沙起动悬浮的角度出发,分析引航道泥沙淤积规律及压气射流扰沙清淤的机理;从气泡射流对河底泥沙的冲击力以及气泡射流增强水流紊动性两个方面考虑分析影响压气射流扰沙清淤的因素;第三章对压气射流扰沙清淤的水槽试验方案、试验装置、试验过程做简要阐述;通过拍照图片处理,Matlab软件计算图片灰度值,从灰度值侧面比较不同条件下的扰沙效果;第四章从水槽试验结果分析比较不同喷气压强、不同喷嘴与河床夹角、不同水流流速条件下的压气射流扰沙清淤效果;第五章为全文的结论及展望。通过水槽试验模拟压气射流扰沙清淤,得到如下结论:(1)喷气压强越大,扰起的泥沙越多,压气射流扰沙清淤效果越好;为避免过大的喷气压强引起水体的剧烈波动影响船舶的航行安全,喷气压强应控制在合理的范围内;(2)在本试验条件下,通过比较喷嘴与河床逆向水流方向成30度、45度、60度、90度四组夹角情况下的扰沙效果,得出在喷嘴与河床逆向水流成45度夹角时的扰沙效果较好;(3)水流流速影响泥沙向下游的输移,在水深固定的前提下,随着流速的增大,单位时间通过照片区域内的水量增加,扰起的泥沙更多地被水流带往下游;(4)在本试验条件下,喷嘴与河床45度夹角时,通过比较本试验选择的0.025Mp、0.03Mp、0.035Mp、0.04Mp四组压强扰沙的相对功效,在0.03MP时增加单位压强时扰起泥沙的相对增量比较大。本文的创新点:(1)利用了图像处理及分析技术,利用Photoshop软件对水体照片进行后期处理,通过Matlab软件读取处理后图片的灰度值反映不同水体的浑浊度,侧面比较不同条件下气泡的扰沙效果;(2)提出用相对功效来评价清淤效果的方法。