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2006-09-25

长江口深水航道南北港分汊口河段关键性河势控制工程物理模型试验研究

Filed under: 研究成果 — cjk3d @ 08:53

1 前言
1.1 研究背景
长江口深水航道治理工程二期工程于2005年6月16日通过交通比组织的交工验收,并于2005年11月21日通过国家验收,同时对外宣布长江口深水航道治理二期10m水深航道同步延伸至南京。目前,长江口深水航道治理三期工程初步设计已经通过审查,三期工程开工在即,为此,交通部长江口航道管理局开始启动深水航道向上延伸相关科研工作,特别是南北港分汊口航道治理工程以及南港圆圆沙航段维护条件的工程改善措施。

1.2 研究内容
研究各工程方案对南北港分汊口及下游各汊道流场、河势变化及对周边重大工程的影响,重点研究工程对宝山北水道、宝山南水道、新桥通道、南港航道、圆圆沙航道及长兴岛涨潮沟流场、地形等的影响。

8 初步结论和建议
本次动床物理模型试验进行了1997年11月至2002年11月五个水文年的动床地形变化验证,根据平面地形变化和断面面积对比,相似性良好,满足模拟规程要求。结合去年进行的2002年11月至2005年4月的地形验证,初步确定在南北港分汊口地区,采用上游大通流量30000m3/s和口外潮汐横沙站2.84m潮差的动力控制条件是合适的。

根据模型各个方案实施后试验的流场和地形对比分析,主要得到以下几点结论:
1)新浏河沙护滩潜堤和南沙头通道限流潜堤的实施对南北港分流比影响较小;南港、北港流场受工程影响较小,大部分采样点涨落急流速变化均在5cm/s以内。
2)新浏河沙护滩潜堤对新浏河沙起到了较好的掩护作用,工程实施后涨落潮流均有所减缓,新浏河沙0m高滩逐年增高;同时潜堤头部出现剧烈冲刷,堤身外侧也有明显沿堤冲刷现象,需要加强堤身的安全防护措施。
3)新浏河沙护滩潜堤和南沙头通道限流潜堤实施后,宝山北水道涨落潮流均略有增加,宝山北水道水深略有改善,深槽贴近南侧的护滩潜堤,下段深槽受到新浏河沙包下移的影响明显缩窄,上下趋于均匀,平均宽度在650m左右,且转向角趋于减小,有利于改善该航段的维护;与本底方案相比,方案1-1、方案1-3和方案1-4的整治效果依次增加。
4)限流潜堤实施后南沙头通道内落潮流速明显减缓,南沙头通道逐年淤积,-5m深槽趋于消失;同时过堤水流在堤身下游形成明显跌水作用,出现局部冲刷坑。
4)中央沙圈围工程和青草沙水库工程实施后,北港部分过水断面缩窄,深槽有所冲刷。
5)南港主槽和长兴水道受工程的影响相对较小。
综上分析,方案1-4对宝山北水道和宝山南水道的整治效果优于其它方案,且没有对周边水域带来明显不利影响,可以作为推荐方案。

  根据研究分析,给出下列几点建议:
1)南北港分汊口地区河床变化相当复杂,现场地形测量和水文测验资料相对较少,建议在工程的实施过程中进一步加强水文测验和地形测量,以便进行必要的工程调整以适应河床的变化;
2)新浏河沙护滩潜堤实施后,堤身头部和外侧明显冲刷,建议在设计施工中加强护底,否则将影响工程自身安全。

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