淺談疏浚措施在河口區(qū)整治的應(yīng)用

朱晴晴

摘 要：河口區(qū)整治是航道整治工程的一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，文章結(jié)合筆者的工作實(shí)踐及工程實(shí)例，介紹了某出海航道整治工程河口區(qū)整治的思路、方法及整治效果，為以后類似航道整治工程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：河口區(qū) 整治思路 疏浚措施 整治效果

珠江有虎門、橫門、洪奇門、雞啼門、涯門、蕉門、磨刀門和虎跳門8大出?？陂T，若河口和淺海區(qū)淤積，將嚴(yán)重影響珠江河口的泄洪排澇。某航道整治工程通過分析該航道區(qū)域多年的水文資料，研究來水來沙規(guī)律及潮流規(guī)律，研究該航道口門區(qū)的河床演變規(guī)律，分析了攔門沙的發(fā)展趨勢，制定合理的航道線，采取純疏浚措施治理河口區(qū)礙航淺灘。下面結(jié)合本文作者完成工程實(shí)例，對(duì)純疏浚措施治理河口區(qū)淤積問題的思路及效果進(jìn)行分析。

1.工程概況

某航道整治工程上接蕉門口，下經(jīng)廣州港出海航道三期工程圍堰注入伶仃洋，按通航3000t海輪雙向航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，航道尺度為6.5m×120m×650m。廣州港出海航道三期工程圍堰以外受潮水頂托，為該水道攔門沙，水深僅有約一米多到兩米左右，距設(shè)計(jì)水深6.5m差距較大。

2.河床演變與礙航特性分析

2.1自然條件分析

通過對(duì)該水道近年來沙的研究，發(fā)現(xiàn)其上游來沙主要受上游西江來沙的控制，由于近期西江上游已建多座樞紐、兩岸綠化及采砂的作用，來沙在該水道的落淤大幅下降。通過分析水文站實(shí)測水文資料（1956～2000年資料系列），蕉門的分流比有所加大，年徑流量在增加。根據(jù)潮位站多年觀測資料統(tǒng)計(jì)，研究河段屬于潮汐影響明顯河段，下游受潮流動(dòng)力控制，隨著南沙三期圍堰形成后，該河口段部分河段斷面縮窄，兩岸陸域已經(jīng)形成。

2.2河床演變分析

2.2.1蕉門口灘槽演變分析

從20世紀(jì)20年代至近期的歷史測圖資料研究灘槽變化的趨勢，該水道雖然部分上游來沙在此落淤，并因萬頃沙的圍墾逐漸縮窄，但枕箱水道為河流動(dòng)力控制的主泄洪水道，研究河段逐步發(fā)展為潮流動(dòng)力控制的納潮水道的特點(diǎn)沒有發(fā)生根本性的變化，蕉門水道在近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)育演變中，經(jīng)歷了沖塊—散亂—?dú)w槽—穩(wěn)定的過程，由潮優(yōu)型河口發(fā)育演變?yōu)橐恢饕恢У膹?fù)合型河口，并已經(jīng)達(dá)到基本平衡。

南沙三期圍堰形成后，河勢發(fā)展趨于穩(wěn)定，進(jìn)出該水道的漲、落潮水流更為集中，在“束水攻沙”作用下，河口段河床發(fā)生沖刷，且這種河床沖刷趨勢將隨河床自我調(diào)整而趨于穩(wěn)定，為本項(xiàng)目采取純疏浚措施提供有利條件。

2.2.2整治河段等深線變化分析

根據(jù)整治河段2001年至2015年近15年的水深測量圖繪制0m、2m和5m等深線的變化趨勢，從等深線變化趨勢可以看出該河道內(nèi)河段的等深線呈逐年變寬并趨穩(wěn)定的變化趨勢，這對(duì)該水道的通航條件是十分有利的；河口段5m等深線在航道疏浚后可貫通至伶仃航道，在不到一年的時(shí)間內(nèi)，5m等深線深槽長度減小了2500m，表明河口段航道的泥沙淤積相對(duì)上中段較為嚴(yán)重，該段航道將是該航道今后整治的主要礙航區(qū)段。

2.2.3口門區(qū)灘險(xiǎn)礙航特性分析

二十涌口以下因河面突然放寬到2675m，至廣州港出海航道三期工程圍堰后完全沒有河岸限制，河水流入伶仃洋，加之潮水頂托，潮汐動(dòng)力加強(qiáng)，徑流動(dòng)力逐漸減弱，潮流輸沙能力隨之減弱，水深逐漸變淺，水深從二十涌口河段的三米多逐漸變淺，至廣州港出海航道三期工程圍堰僅有兩米左右。根據(jù)河床演變分析結(jié)果，該段航道兩岸邊界隨著圍墾和整治工程的實(shí)施已固定下來，河道深槽向?qū)捝钭兓黠@，深泓走向趨于穩(wěn)定，表明該河道具有一定的可塑性，有利于航道開挖后的穩(wěn)定及維護(hù)。因此，建議采取疏浚措施開挖至設(shè)計(jì)水深。廣州港出海航道三期工程圍堰以外受潮水頂托，為該水道攔門沙，水深僅有約一米多到兩米多。因該水道上游來沙量不大，并且攔門沙附近的廣州港出海航道的整治成功也證明該航段可采取疏浚措施進(jìn)行整治，其中廣州港出海航道一期工程設(shè)計(jì)水深為11.5m，二期工程設(shè)計(jì)水深為13m，三期工程設(shè)計(jì)水深為17m，一期至三期工程都是采用純疏浚措施就成功達(dá)到了設(shè)計(jì)水深。

3.航道線路

3.1航道線路方案

考慮到該水道蕉門口至廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)航段1000噸級(jí)航槽軸線與潮流方向基本一致，回淤量不大，該航段仍基本沿用1000噸級(jí)航槽軸線方案；但從廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)至廣州港出海航道航段1000噸級(jí)航槽軸線與潮流流向夾角較大，造成回淤量大，橫向流速大，影響船舶通航安全；其航道線路應(yīng)與南沙港區(qū)港口規(guī)劃與建設(shè)相協(xié)調(diào)，上通西江下達(dá)外海。因此，從廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)至廣州港出海航道航段制定兩個(gè)航道線路方案：

（1）航道線路方案1：

從廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)順著落潮流方向直線與廣州港出海航道在其30#標(biāo)上游相接。

（2）航道線路方案2：

從廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)到廣州港出海航道34#標(biāo)下游。

3.2航道線路選擇

方案1與方案2不同之處在于廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)至廣州港出海航道航段的航槽平面布置。

實(shí)測資料顯示方案2廣州港出海航道三期工程圍堰南端西側(cè)至廣州港出海航道航段枯季3個(gè)月時(shí)間 80m寬航槽的回淤量就達(dá)13.8萬m3；2015年1月水文測驗(yàn)資料也顯示，該航段目前1000噸級(jí)航槽軸線與潮流流向夾角較大。

根據(jù)數(shù)模研究成果，兩種航道整治方案航道的橫流和回淤均出現(xiàn)在銜接伶仃航道的河口段；方案1航道線位走向基本與潮流流向一致，僅在臨近伶仃航道時(shí)形成0.28m/s的極值橫流，航道平均淤強(qiáng)0.67m/a（最大淤強(qiáng)1.1m/a）；方案2線位走向與伶仃洋主流存在較大交角，臨近伶仃航道時(shí)可形成0.50m/s的極值橫流，航道平均淤強(qiáng)1.16m/a（最大淤強(qiáng)1.6m/a）；方案2雖然從蕉門口至廣州港出海航道的航程稍短一些，但對(duì)于出海航線來說，方案1航線出海航程較方案2短，且航線更為平順；同時(shí)，方案2河口段航道的橫流和泥沙回淤強(qiáng)度都要比方案1大，因此，從通航水流條件和泥沙回淤強(qiáng)度比較，方案1條件明顯較優(yōu)。

綜上所述，方案1更有利于保證船舶通航安全，因此選擇航道線路方案1。

4.整治措施及效果分析

口門區(qū)采用純疏浚措施治理，疏浚根據(jù)航道設(shè)計(jì)尺度、挖槽設(shè)計(jì)邊坡及《疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS181-5-2012）相關(guān)規(guī)定，挖槽設(shè)計(jì)寬度為110m，挖槽設(shè)計(jì)水深7.0m，挖槽設(shè)計(jì)邊坡為1：10，計(jì)算超深、超寬值為 0.5m、5.0m。

該航道整治工程二維水沙數(shù)模研究報(bào)告表明，整治工程方案實(shí)施后，引起的水動(dòng)力變化和海床沖淤變化范圍主要出現(xiàn)在該航道沿程水域，對(duì)鳧洲（枕箱）水道、廣州港出海航道以及廣州港南沙港區(qū)的水動(dòng)力條件和泥沙回淤影響甚微。且航道整治工程方案實(shí)施后，分流比隨之增加。

該工程主體工程已于2016年完工，于2017年底交工驗(yàn)收，根據(jù)完工一年后的竣前測量反映，雖然經(jīng)過2017年較大臺(tái)風(fēng)“天鴿”的影響，但回淤量才為46.7萬m3，占總設(shè)計(jì)疏浚工程量1186.6萬m3的4%以下，該整治方案達(dá)到了預(yù)期的效果。實(shí)踐證實(shí)了，合理利用工程河段的潮流動(dòng)力，合理正確制定整治路線方向，用疏浚措施治理河口是可以成功的。

5.結(jié)束語

該航道整治工程通過河床演變分析以及通過數(shù)模研究河床水動(dòng)力的特征，合理選擇航道整治線路的走向，對(duì)河口區(qū)回淤整治問題提出了純疏浚整治方案。本工程整治后大大改善了通航條件，減少了維護(hù)費(fèi)用，達(dá)到了預(yù)期的整治效果。希望本文為同類航道河口整治能夠起到借鑒和參考作用。

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