赭山湾控导工程方案研究

赭山湾控导工程方案研究
1概况
钱塘江河口自七格至美女山段的南岸为河变凹岩，习称赭山湾．因位于河口的过渡段，山水和潮流流路不一致，且流量的时间分布相差悬殊，以致主槽摆动频繁，岸滩坍涨不定．历史上，河口过渡段流路曾先后流经龛、赭两山间的南大门，禅机、河庄两山之间的中小门和河庄山与海宁海塘之间的北大门的变迁，史称“三门变迁”．
为了除害兴利，清康熙末期便开始开挖中小门引河，希图引导主流由中小门进出，以免危害两岸；雍正期间，更拟订了开挖中小门引河，筑尖、塌两山之间石坝和北岸改建石塘三项措施并进的治理河口计划．此后，民国期间和中华人民共和国成立后，均曾几度拟定治理河口计划，并在实施过程中随江道形势变化而一再修改．至2000年封堵九上顺坝围堤和建成标准塘，赭山湾整治工程已大体上完成．
主要建筑物有：美女山坝，于1964年建成，坝长1 050 m．其中自0＋972 m处起向上游折转90°，成与水流方向平行的顺坝，整条坝实际上是勾头丁坝．
九号坝，于1966年基本建成，坝长3 100 m．
一号坝，于1964年开始抛筑，1966年建成，坝长1 700 m．
七下右顺坝，于1960年开始抛筑坝根护岸块石，1961年开始抛筑坝身，1965年建成，坝长1 750 m．
1966年，从美女山坝坝身0＋550 m处至九号坝坝身2＋750 m处筑围堤，长4 721 m，围涂1 500 hm2．围堤外设盘头4座，并外各接短丁坝，间距900 m，以挑溜护脚，当年完工．
1966年～1968年，自赭山湾一号坝上游769 m至该坝下游1 443 m，沿设计堤线在滩地上预堆块石；又自赭山湾九号坝开始向上游沿设计堤线也在滩地上预堆块石，堆石体长1 447 m．至1970年下半年，堆石体内侧和外侧数百半滩面已淤涨到可围高程，遂于是年冬至次年春，紧贴堆石体内侧筑围堤长5 159 m，围涂1 266．7 hm2，并于1977年完成块石护坡和抛石护脚．又在赭山湾一号坝上游围堤外抛筑短丁坝两座，一号坝至九号坝间围堤外抛筑短丁坝4座，长分别在240～250 m．
1976年开始抛筑东风角至九号坝坝头间顺坝（简称九上顺坝），全长6 423 m，至1988年，实抛筑6 403 m，其中从九号坝向上游伸展的1 615 m和自东风角向下游伸长的1 580 m 为高坝．至此，主槽已控制在规划河道线内，江槽基本上趋于稳定，通航条件明显改善，顺坝坝囊内733．3 hm2滩涂已围340 h m2．2000年完成顺坝堵口．
九上顺坝合拢封闭后，赭山湾河势虽已得到基本控制，但新岸线堤前紧邻冲刷槽．由淤涨、落潮流走向分歧和强度变化等因素，导致凹岸顶冲点和冲刷槽在弯顶附近上、下移动．有时可向上延伸到东风角，有时也可向下延伸至仓前白虎山，九号坝至美女山坝和美女山坝至乌龟山岸段经常处于深槽逼岸状态．塘前河床最大冲深至－5～－8 m高程（吴淞基面，下同）．以致可能出现塘前滩地刷低而使塘身失稳的局面．目前，南岸标准塘虽已建成，但受自然和技术条件制约，标准塘的底脚防冲只能做到0 m高程．为此，在标准塘设计时，便以增加河道控制建筑物为前提．故拟在加固1＃～4＃盘头前的丁坝和美女山坝外，在此河段南岸增建若干建筑物．定床模型试验表明：在百年一遇的洪水时，这些建筑物会抬高七堡（0．19
m）、顺坝中（0．24 m）、顺坝头（0．28 m）和九号坝下（0．24 m）的洪水位；但降低美女山坝上（－0．09 m）和仓前（－0．06 m）的洪水位．并减小九号坝以上河段的流速0．11～0．62 m／s；九号坝以下河段则南岸流速减小，而江中和近北岸流速增加．这是二坝四盘头挑流作用的结果．对潮水而言，七堡、顺坝中和九号坝下的低潮位稍有抬升，依次为0．03、0．05和0．03 m，而高潮位则有所降低；顺坝头－0．03 m，九号坝下－0．06 m，美女山坝下－0．07 m．从而减小南岸的潮差，潮动力也随之减弱．诸建筑头部的涨潮平均流速和最大流速会分别增大0．03～0．18 m／s和0．13～0．64 m／s；江中涨潮的平均流速和最大流速分别增大0．10～0．33 m／s和0．17～0．26 m／s．落潮时，则弯顶平均流速减小0．12～0．39 m／s，最大流速减小0．12～0．44 m／s；而美女山坝坝头和该处江中平均流速和最大流速分别增大0．16～0．26 m／s和0．12～0．51 m／s．
更重要的是，塘前河床50年一遇冲刷深可以从－9．9 m减少为0．7 m，百年一遇冲刷深从－10．2 m减为－0．8 m．
由此可见，由于这些建筑物的挑流作用，对保护南岸海塘起着重要作用．但它们的头部都要经受高流速冲刷，故应予加强
来源：233网校论文中心[ 2006-02-16 11:08:00 ]阅读：2作者：支向军编辑：studa9ngns
3整治方案的比较与研究
用定床实物模型研究了南岸新添整治建筑物布置方案见表1．
3．1新添建筑物布置方案
3．1．1 对沿程百年一遇洪水位的影响
三种方案均以抬高顺坝头的洪水位最为明显，依次为0．57m、0．62 m和0．5 1 m；并向上、下游逐渐减小．对九号坝下和美女山坝上的作用差别甚小；对顺坝中和美女山坝下的影响则随建筑物加多而增大，但抬升不多，方案Ⅲ也仅分别抬高0．13 m和0．09 m，对仓前站则均有降低洪水位的作用，且随建筑物增多而更加明显，但数量不大，依次降低0．02 m、0．05 m和0．09m．
3．1．2 对沿程高、低潮位的影响
三个方案对沿程各站高、低潮位的影响差别不大．且只有九号坝下的高潮位略有抬升（0．05～0．06 m），低潮位略有降低（0～0．03 m），从而潮差略有增大（0．05～0．09 m）外，顺坝中和仓前两站高潮位不变，而低潮位略有升高（0．02～0．06 m），从而潮差略有减小；顺坝头高潮位均有降低而低潮位略有抬高，从而潮差减小0．24～0．07 m；美女山坝上和下两站则高、低潮位均有降低，潮差则美女山坝上几乎不变，美女山坝下减小约0．05～0．10 m．
3．1．3 对洪水流速的影响
三种方案均能使1＃盘头以上河段（包括弯顶断面）的洪水主流趋向北摆；弯顶以下洪水主流折向2＃～4＃盘头；4＃盘头以下，洪水主流又趋向北摆．此现象以方案Ⅲ最明显，方案Ⅱ和方案Ⅰ依次减弱．
3．1．4 对潮流速的影响
各方案对潮流速的影响较为复杂．兹分述如下：
（1）东风角下游2 750 m处，塘脚（2＃测点）涨、落潮流速均有下降，且以方案Ⅲ涨潮流速降低最多，平均流速降低0．07 m／s，最大流速降低0．18
m／s．该断面河中心（3＃测点）则涨潮流速增大0．01～0．05 m／s，落潮流速降低0．01～0．07 m／s．
（2）整治建筑物前缘（5＃、17＃和6＃测点）的局部流速，随建筑物增加而呈涨、落潮流速均增加的趋势．且来流方向的排斥掩护作用较明显．（3）1＃盘头前（7＃测点）涨潮平均流速增大0．05～0．10 m／s，最大流速增加0．16～0．18 m／s；落潮流速减少0．02～0．06m／s．各方案相差不大．该断面中流（8＃测点）涨、落潮流速略有增大，各方案也相差不大．（4）2＃盘关前（10＃测点）涨、落潮流速均有降低，涨潮最大流速降低0．0 4～0．07 m／s；落潮平均流速降低0．04～0．08 m／s，最大流速降低0．12～0．16 m／s．有随建筑物增加而降低加大趋势．
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