长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

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1、长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析摘要：对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算，论述了槽河床冲淤变化。结果表明：一期工程实施后，整治工程段北槽河床普遍冲刷，平均水深增幅达1.2m，断面平均水深最大增幅超过2m，坝田明显淤积，河床断面比较对称，航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积，北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀，形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡，工程引起河床大幅度冲淤

2、调整完成后，北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律，主槽季节性冲淤幅度平均在30cm～50cm之间。关键词：长江口;深水航道;治理工程；北槽;冲淤河流入海口常发育有拦门沙，长江口北槽拦门沙滩顶自然水深6m(理论深度基准面以下，下同)左右，通海航道受拦门沙的制约自上世纪80年代以来以年疏浚量1200万m3维护7m水深，已严重影响长江作为“黄金水道”作用的发挥和进出上海港的船舶，更不能适应国际海运向船舶大型化、集装箱化发展的形势。为提高长江口通海航道水深，陈吉余、王谷谦等人曾对长江口拦门沙的成因及演变规律做过较为系统的研究［1

3、，2］，随后陈志昌等人在总结前人研究成果的基础上对长江口深水航道治理工程方案进行了探讨［3］。根据近40年来国内外一大批专家学者的研究成果［4］，长江口深水航道治理工程选定南港北槽，1998年一期工程正式开工。北槽是长江口入海四个汊道中最年青的一条水道，1984年选定北槽航道作为进出长江口的主航道。尽管前人对北槽成因及其演变等方面已做了不少工作［5～10］，但对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽变化尚未做过详细研究。本文拟在前人工作的基础上对长江口深水航道治理一期工程实施以来的季度水深测图进行分析计算，揭示了工

4、程实施后北槽河床的冲淤变化及工程实施效果。1工程概况长江口深水航道治理工程由分流口工程、南导堤工程、北导堤工程、丁坝群、疏浚工程五部分组成［11，12］，工程分三期实施。一期工程航道浚深至8.5m，二期工程航道浚深至10m，三期工程航道浚深至12.5m。三期工程完成后，将解决制约上海及长江航运事业发展的拦门沙航道水深严重不足的问题。图1长江口深水航道治理一期整治工程平面布置和计算区域划分Fig.1SchematicdiagramofthefirstphaseregulationprojectoftheYangt

5、zeEstuaryandthelocationofthestudyarea    一期整治工程位于北槽上段，包括分流口工程、南、北导堤及丁坝6座，于1998年1月开工，丁坝工程和疏浚工程于1999年5月同时开工，2000年5月建成。2000年11月一期工程完善段开工建设，2001年6月完工，完工后北导堤延伸至N27+890，南导堤建至S30+000，南北导堤增建了N4、N5、S4和S5四条丁坝(图1)。2001年一期完善段工程建成后，根据现场统计8.5m深水航道的年维护疏浚量为1600万m3左右［15］。本文研究

6、范围上起一期工程潜堤头部，下止于二期整治建筑物北导堤堤头处的北槽河段。固定断面位置和研究区域划分见图1，其中A1区为一期工程北槽进口段，固定断面B6和B16之间；A2区为一期工程北槽上段，固定断面B16和B30之间；A3区为北槽中段，为一期工程完善段，固定断面B30至B40之间；A4为北槽下段，固定断面B40至B53之间。2资料来源和研究方法一期工程完善段的定床模型试验研究结果表明［14］，完善段工程建成后丁坝坝头附近落急流速增加幅度大于主槽增加幅度。这种水流动力特性与完善段工程实施后河床冲淤形态一致。一期工程实

7、施后，北槽上段落潮水流阻力增加，进口段(A1区)航槽及两侧有所淤积，但因工程前该区水深相对较深，一期工程实施后航槽水深仍在10m以上，能够满足二期工程航道目标水深的要求。一期工程下段(A4区)北槽航道及两侧有冲有淤，水深变化不大。3.2横断面变化比较一期工程实施后南、北导堤内丁坝连线处北槽断面变化(图3)，可以看出，一期工程实施后治导线内北槽断面普遍冲刷，丁坝坝头附近河床冲刷幅度略大于主槽，坝田出现明显的淤积，断面宽深比减小。除北槽上段N1～S1河床断面深泓偏向南导堤，其它河床调整后的断面比较对称，基本成U字型。

8、图3北槽河床断面变化Fig.3Crosssections intheNorthPassagebeforeandafterexecutingtheregulationproject　　图4、5分别是工程后中潮位以下北槽主槽各断面面积和平均水深纵向变化。可见，一期工程实施后北槽上段(A2区)断面面积明显增加，B22、23断面增幅最大，达28％，断面平均水深增幅达2m。200