磨刀门航道治设计水位计算的探讨.doc

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1、磨刀门航道整治设计水位计算的探讨□长沙理工大学李水新摘要：磨刀门航道整治设计水位的分析计算主要是分析并确定磨刀门水道各基本站及沿程的设计最低和最高通航水位。由于磨刀门水文条件较为复杂，必须在深入分析研究已收集大量基础资料的基础上，计算该河段基本站及沿程设计水位，并进行了详细的对比分析，同时针对磨刀门水道的具体情况，提出了比较切合该水道实际的计算结果。关键词：磨刀门航道整治设计水位计算一、河段基本概况1.水文站本河段共有大鳌、竹银、灯笼山、大横琴、马溜洲、三灶潮等6个水位站，各水位站均建于20世纪70年代，各站的记录资料齐全。本河段设计水位的计算收集在以上各站水位资料的基础上进行统计

2、、分析。2.河段基本水文特性由统计资料分析可得，大鳌站多年最高水位为3.59m（1994年），最低水位为-0.82m（1991年）；竹银站多年最高水位为2.32m（1991年），最低水位为-0.88m（1999年）；灯笼山站多年最高水位为2.18m（1993年），最低水位为-1.10m（2003年）；大横琴站多年最高水位为2.62m（1993年），最低水位为-1.33m（1979年）；马溜洲站多年最高水位为2.68m（1993年），最低水位为-1.47m（2003年）；三灶站多年最高水位为2.60m（2003年），最低水位为-1.95m（1968年）。据灯笼山水文站实测资料分析，多

3、年平均落潮流量为3400m3/s，多年平均涨潮流量为1850m3/s，实测最大涨潮流量为5590m3/s，实测最大落潮流量为7670m3/s。实测最大涨潮流速为1.05m/s，实测最大落潮流速为1.2m/s。洪湾水道分流比约为18％。3.潮汐特征磨刀门河段主要受潮汐动力控制，中、枯水期全河段基本属于潮区界的范围。灯笼山、大横琴和三灶平均潮差分别为0.85m、0.98m、1.10m。最高潮位多年平均值（珠基）为1.66m、1.51m、1.60m，最低潮位多年平均值为-1.02m、-1.27m、-1.70m。二、河段水位变化趋势分析经对大横琴、灯笼山、三灶站多年的水位资料分析，绘制得变

4、化过程线图如图1、图2和图3。图1大横琴站年均序列平均水位变化趋势图2灯笼山站年均序列水位变化趋势图3三灶站年均序列水位变化趋势由图可见，大横琴、三灶潮位站自1987年起平均潮位有逐年增高趋势，灯笼山自1987年起也缓慢增高。三、各基本站设计最低最高通航水位计算1.计算依据及方法在充分调查研究及尽可能收集详细的水文资料基础上，以《内河航道及港口水文规范》(JＴJ214-2000)和《海港水文规范》(JTJ213-98)为依据，结合磨刀门水道的实际情况，按照规范要求，对该河段基本站及沿程的设计最高、最低通航水位进行分析计算，并结合此前有关研究成果对比分析其合理性，最终合理确定切合磨刀

5、门水道实际情况的设计最高、最低通航水位。2.设计最低水位计算根据规范的要求，结合河段和各站测验及所收集到资料的特征值，对磨刀门水道的大鳌、竹银、灯笼山、大横琴、马溜洲、三灶基本站及沿程设计最低通航水位进行详细的分析计算。所谓感潮河段，是指受潮汐影响水流出现双向流动及（或）水位产生周期性波动的河段，即河口至潮区界之间的河段。目前，通常根据动力和地貌特征，感潮河段分可为以下三段：（1）河口河流段：自潮区界起至潮流界，区段内仅有潮位涨落变化，水流为单一向海流动。（2）河口潮流段：自潮流界起至口门，区段内水流呈两向水流，既有径流下泄，又有潮流上溯。（3）口外海滨段：自口门起至水下三角洲的前

6、缘急坡止，区段内以潮汐作用为主，除潮流外，还受波浪及海流的影响。值得指出，潮流界和潮区界的位置并非固定不变，而是随外海潮差和上游径流量的大小以及河道边界条件而有所变化。感潮河段水文特性既有内陆河流的特征，如径流洪、中、枯水期的季节变化，又有海洋的某些特征，如大、中、小潮变化和潮汐引起的水位涨落与流速流向变化，因受河道地域的影响，情况十分复杂。一般地，受陆地气候影响，上游径流不仅年内有明显的变化，而且在年际间也大不相同。从河道水位特征看，越向上游，潮差越小，年内水位过程越陡峭，即洪枯季水位变幅越大，反之，越向下游，潮差越大，年内水位过程越平缓，洪枯季水位变幅越小。同样，在年际间，越向

7、下游，水位过程相差越大，水位的变幅也越大，反之，越向下游，水位过程相差越小，水位的变幅也越小。以“多年月平均水位变幅（△Z1）”和“多年平均潮差（△Z2）”这两个特征值来反映径流和潮汐对水位的影响作用，其中前者反映了径流对水位的影响程度，主要由具有周期变化的径流所决定，年变幅的大小说明了径流对水位的影响程度；后者反映了潮汐对水位的影响，其量值大小说明了潮汐对水位变化的控制程度。并且用两者的大小来确定感潮河段的属性，当前者大于后者时，说明径流对水位的影响大于潮汐对水位的