涌潮河口桩式丁坝的护滩保塘效果分析

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1、水利学报年月第卷第期文章编号涌潮河口桩式丁坝的护滩保塘效果分析赵渭军严盛宣伟丽林炳尧浙江省水利河口研究院浙江杭州浙江省钱塘江管理局浙江杭州摘要针对以散抛块石为材料的传统堆石丁坝基础较浅处于低潮位上下时散抛块石在涌潮动力作用下往往出现冲散滚失沉落招致丁坝损毁的情况本文提出了一种桩式丁坝型式该桩式丁坝除基础深整体性好外水上和水下部分的坝头做成适合流势接近流线的体型从而可改善邻近丁坝头的流场减小滩地与近坝头河床的冲刷本文通过现场观测分析了桩式丁坝的护滩保塘效果探究丁坝护滩保塘的机理分析表明桩式丁坝可减轻兜潮现象能直接抵御最大涌潮动力的作用有效地减弱涌潮对坝基的淘刷削减坝头及丁坝上游侧的局部

2、冲刷强度较好地解决了丁坝坝身周围局部冲刷坑的问题大大增强了坝身结构稳定性与传统的堆石丁坝比较桩式丁坝具有设计合理施工简易便于维护检修等特点可在各类河道整治海塘保护等工程中应用关键词桩式丁坝涌潮河口护滩保塘实践分析中图分类号文献标识码研究背景钱塘江两岸堤塘均建筑在粉沙组成的滩地上涌潮在推进过程中水流的速度通常在间最大近水流淘刷海塘基础前的近塘滩地降低海塘的稳定性在很大程度上海塘的安全取决于塘前滩地的高程钱塘江上古代就曾修筑丁坝用于护塘近年以来钱塘江丁坝技术经历了埽工坝堆石坝和桩式丁坝个阶段实践和研究说明堆石丁坝有保护堤塘的作用但是还存在方面问题丁坝坝体结构松散坝头不稳定石坝由松散块石组

3、成坝底不生根坝身整体性差一旦护面或坝头沉箱等遭破坏块石失却保护迅速冲失很快延及整个坝体攻破一点危及全坝导致堆石丁坝破坏丁坝周围局部冲刷严重堆石坝混凝土护面只能在水面以上浇筑所以坝面需比施工当时低水位高到因此涌潮反射更烈坝头局部冲刷更强涌潮翻越丁坝的坝面以后在上游坝脚形成水跃造成局部冲刷形成与丁坝平行的冲刷槽导致护面板平台挂空以至坠落丁坝维护费用大因水下施工困难坝体上下游两侧低潮位以下部分都没有护面涌潮越坝过程中部分水体通过下游无护面部分流入坝体形成坝内流动护面板承受的内压力往往过大以至护面板断裂甚至掀翻事实上护面板被成片掀起冲到上游数里之外的事故时有发生如钱塘江河口沿线多座丁坝年维护

4、费用在万元左右长期的运行实践认识到堆石丁坝的主要破坏原因是坝根及坝上游冲刷坑大而深坝面经常挂空坝头基础遭水流淘刷后在涌潮冲击下失稳破坏为解决护岸丁坝中存在的问题年提出桩式丁坝的设想旨在保证坝身的稳定性和承受冲击力并开始相关的研究设计见平面结构图年在钱塘江河口北岸险段建造了座试验坝年丁坝群的施工全面展开丁坝的位置参见图从而开始了继埽工坝堆石坝之后的钱塘江第三代丁坝的建造史桩式丁坝除基础可以做得深整体性好外水上和水下部分的坝头都做成适合流势接近流线的体型另一方面为减缓涌潮潮头的反射程收稿日期作者简介赵渭军浙江慈溪人高级工程师主要从事河口规划研究及工程治理开发度各板桩之间留有一定的间隙使坝

5、身做成约有透水率坝头约有的透水率图桩式丁坝平面结构图钱塘江北岸桩式丁坝平面位置为了检验桩式丁坝对削减潮头减免近塘滩地冲刷保护海塘的效果除了进行丁坝群促淤效果和坝身局部冲刷等试验研究及丁坝受力特性测试分析等多项专题研究外在桩式丁坝兴建前后对近塘滩地进行了现场观测本文从现场资料观测着手分析桩式丁坝的护滩保塘效果探究桩式丁坝护塘的机理桩式丁坝对近塘滩地的影响为全面了解丁坝间的滩面高程变化丁坝坝头坝根冲刷坑形态变化及桩式丁坝的挑流促淤保滩效果在桩式丁坝群建设前后对所在岸滩区域进行了次同期地形测量现依据三比较原则把分析结果简述如下同地建坝前后滩地高程及形态比较纵向比较图为大荆场丁坝群兴建前后近

6、塘滩地高程沿程变化情况由此看出兴建丁坝群前后的两年间两段近塘滩地平均淤高扣除水文年年际变化引起的自然淤积则丁坝群兴建引起的平均促淤高度约为横向比较图为大荆场丁坝群兴建前后个典型断面的横向变化图个断面分别布设在丁坝上游侧坝田中部和坝下游侧可以看出坝田中间滩地淤得较高比丁坝上下游侧高而且横向变化较平缓坝上下游侧断面离塘脚以内横向坡度较平缓跟坝田中断面差不多兴建丁坝后以外滩面坡度明显变大此处正好是丁坝坝头冲刷坑近岸侧的边缘图大荆场建桩式丁坝前后近塘滩地高程沿程变化图滩地横断面变化同期相邻地段有无丁坝地段滩地高程及形态比较纵向比较图为七里庙丁坝群近塘滩地高程沿程变化图从中可以看出有无丁坝的地

7、段近塘滩地高程明显不同有丁坝的上段滩地高程平均为桩式丁坝的下游无丁坝段滩地高程同期则为两者高程相差图七里庙段桩式丁坝群近塘滩地沿程变化横向比较图为大荆场段近岸剖面变化图图中一条曲线为丁坝坝田之中的横断面一条处于无丁坝地段可见坝田内的滩地在距塘脚范围内滩面高且平坦而无丁坝的地段河床在此范围内高程急剧降低横比降近桩式丁坝与堆石丁坝滩地的比较从大潮期所测近塘滩地的整体地形看桩式丁坝群与堆石丁坝群总体促淤效果差别不大堆石丁坝群可减免近塘滩地冲刷以上而桩式丁坝群可减