龍口設(shè)置方案對圍區(qū)上游排澇影響分析*1

金德鋼，余方順，宇慶武

(寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江 寧波 315192)

龍口設(shè)置方案對圍區(qū)上游排澇影響分析*1

金德鋼，余方順，宇慶武

(寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江 寧波 315192)

龍口設(shè)置的主要目的是為了海堤安全度汛，往往設(shè)計過程中針對施工期度汛對上游排澇考慮不夠周全，為合理解決施工期龍口設(shè)置對上游排澇的影響，結(jié)合象山道人山圍涂工程龍口施工度汛對上游排澇影響分析情況，采用了潮波變形分析、和上游河網(wǎng)非恒定流洪水演進計算，提出了龍口合理設(shè)置方案，消除了龍口設(shè)置不合理對上游排澇影響，供廣大圍墾工作者參考。

圍涂工程；龍口；排澇；影響

1 問題的提出

近幾年來，圍墾工程在東部沿海地區(qū)大量興建，在圍墾過程中發(fā)生的一系列賠償矛盾越來越突出，如何很好地解決圍墾過程中對內(nèi)塘排澇及養(yǎng)殖的影響問題，逐漸成為影響工程開工和施工的重要因素[1]。圍墾工程從開工建設(shè)到完工，一般需經(jīng)歷幾個臺(洪)汛期，極易受強臺風(fēng)襲擊，對這些海堤工程，應(yīng)合理安排度汛措施，在臺(洪)汛前搶進度，使其達到一定的防風(fēng)暴潮能力，并制定科學(xué)合理的度汛措施。

海堤的龍口段是安全度汛工作的重中之重。

海堤龍口是新建海堤的關(guān)鍵所在，龍口段的穩(wěn)定主要是其底坎、兩側(cè)頭部和內(nèi)外涂面的穩(wěn)定。為保證龍口段的穩(wěn)定，必須控制龍口最大流速。

但從SL435-2008 《海堤工程設(shè)計規(guī)范》[2]和SL389-2008 《灘涂治理工程技術(shù)規(guī)范》[3]看，龍口是否承擔(dān)上游排澇納潮等任務(wù)不明，且度汛標(biāo)準(zhǔn)往往低于海堤設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在出海水閘外移建設(shè)過程中，難免會對上游排澇產(chǎn)生一定的影響，如何合理設(shè)置龍口，避免由于新建海堤對上游排澇的影響，龍口方案設(shè)置將至關(guān)重要。目前國內(nèi)尚無對類似情況進行研究分析，僅有圍墾工程龍口設(shè)置對內(nèi)塘養(yǎng)殖影響分析相關(guān)研究[1]，本文章結(jié)合象山道人山圍涂工程龍口方案設(shè)置不影響上游產(chǎn)業(yè)園區(qū)排澇方案研究，提出合理的龍口設(shè)置方案，以消除龍口設(shè)置不合理對上游排澇影響，供廣大圍墾工作者參考。

2 工程概況

象山縣道人山涂圍涂工程位于白巖山鹽場東首，東臨大目洋，西為涂茨鎮(zhèn)，如圖1。工程計劃圍涂面積1 366.67 km2，海堤全長約5 345 m[4]。目前，圍涂工程海堤基本形成，僅在東側(cè)海堤留有600 m寬龍口作為圍區(qū)內(nèi)側(cè)排澇通道，其中100 m底檻高程為-1.0 m，500 m底檻高程為0.0 m。

象山產(chǎn)業(yè)C區(qū)所在的老海塘內(nèi)側(cè)總集雨面積30.38 km2，有老閘4座，總凈寬37.5 m，閘底高程為-1.5 m。塘內(nèi)地勢西高東低，平均地坪在2.0～4.0 m之間，低洼地地坪在2.0～2.2 m。目前產(chǎn)業(yè)C區(qū)開發(fā)已初具規(guī)模，區(qū)內(nèi)地坪根據(jù)規(guī)劃控制在3.2 m，滯洪區(qū)總面積2.0 km2，占流域面積6.8%,占產(chǎn)業(yè)區(qū)面積20.8%，其中河道總水域面積1.22 km2，預(yù)留滯蓄洪區(qū)面積0.78 km2[4]。產(chǎn)業(yè)C區(qū)提出圍涂工程施工過程中不得降低產(chǎn)業(yè)園區(qū)現(xiàn)有排澇標(biāo)準(zhǔn)，為此必須對現(xiàn)有龍口寬度和底高程進行驗證復(fù)核，確保產(chǎn)業(yè)園區(qū)生產(chǎn)生活的安全。

圖1 工程位置示意圖Fig.1 A sketch map of the Engineering location

3 潮波變形分析

根據(jù)工程實施方案，道人山涂圍涂工程在東側(cè)海堤預(yù)留龍口，由于海堤的阻隔，外海潮位在工程處發(fā)生變形，根據(jù)龍口水利計算(水量平衡法)，工程前后不同龍口寬度排澇計算潮位過程對比如表1[5]和圖2。

由以上計算成果可知：由于工程實施后對外海潮波的變形作用，老海塘出流下邊界發(fā)生變化，按照原設(shè)計方案預(yù)留100 m寬底檻高程為-1.0 m的龍口時，外海平均潮位抬升0.28 m，最低潮位抬高1.36 m；預(yù)留300 m寬底檻高程為-1.0 m的龍口時，外海平均潮位抬升0.19 m，最低潮位抬高了1.08 m；預(yù)留250 m寬底檻高程為-1.0的龍口時，外海平均潮位抬升0.23 m，最低潮位抬高了1.17 m；影響了原有水閘的出流能力。

表1 工程前后排澇潮位對比表(m)Table 1 Comparison of tide levels before and after engineering in the draining process (m)

圖2 工程前后潮位對比圖Fig.2 Comparison of tide levels before and after engineering

4 排澇影響分析

4.1 水利計算模型

根據(jù)區(qū)域河道和水利工程資料，將區(qū)域水系、河道概化成由河網(wǎng)和水域組成的體系。河網(wǎng)由區(qū)域內(nèi)骨干河道和重要聯(lián)系河等一系列主要河道組成，是區(qū)域輸送水流的載體；水域主要由支流河流、魚塘等水體概化成，主要起水量調(diào)蓄的作用。對河網(wǎng)采用一維非恒定流節(jié)點河道模型，對成片水域則劃分為單元，這部分單元僅起蓄水調(diào)節(jié)作用，不起動力輸水作用。通過引入陸域?qū)挾雀拍?，河網(wǎng)和水域便組成統(tǒng)一區(qū)域洪澇水演進數(shù)學(xué)模型，用于本次計算。下邊界采用潮波變形后不同排澇潮位過程。

4.2 原有現(xiàn)狀條件排澇計算

在現(xiàn)狀工況下，即老海塘上游維持現(xiàn)狀，下游產(chǎn)業(yè)C區(qū)已按規(guī)劃開發(fā)的條件下，外海潮位未受工程實施影響，維持原有排澇潮型潮位過程，潮位下邊界見表1(工程前)。

排澇計算成果如表2。

表2 工程前不同頻率條件下排澇計算成果表Table 2 The calculated results of drainage under different frequency conditions before engineering

4.3 設(shè)計實際龍口排澇計算

工程實施過程中實際龍口情況即預(yù)留600 m寬龍口，其中底檻高程-1.0，0.0 m的龍口寬分別為100和500 m。

由表3可見，按照目前龍口設(shè)置方案，比工程前上游最高澇水位抬升14～16 cm，高水位持續(xù)時間增加2～2.5 h。

表3 設(shè)計龍口不同頻率條件下排澇計算成果表Table 3 The calculated results of drainage under different frequency conditions in the Design

4.4 龍口優(yōu)化后排澇計算

1)工程實施過程中預(yù)留600 m寬龍口，其中底檻高程-1.0,0.0 m的龍口寬均為300 m。

在設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，考慮本圍涂工程的實施，預(yù)留龍口寬600 m，底檻高程為-1.0 m的龍口范圍擴大至300 m對外海潮位的阻隔變形影響。

由表4可見，按照優(yōu)化后龍口設(shè)置方案，比工程前上游最高澇水位抬升2～5 cm，高水位持續(xù)時間與工程前保持一致。洪水標(biāo)準(zhǔn)越高，影響水位越小，可認(rèn)為基本無影響。

表4 龍口優(yōu)化后不同頻率條件下排澇計算成果表Table 4 Calculated results of drainage under different frequency conditions after optimizing the closure-gap

2)工程實施過程中預(yù)留600 m寬龍口，其中底檻高程-1.0,0.0 m的龍口寬分別為250,350 m，作為優(yōu)化方案二。

考慮底檻高程為-1.0 m的龍口范圍擴大至300 m需開挖200 m龍口，為盡量減少對現(xiàn)有海堤施工的影響，龍口開挖減少50 m，看看是否對上游排澇有影響。

由表5可見，按照方案二龍口設(shè)置方案，比工程前上游最高澇水位抬升7～10 cm，高水位持續(xù)時間比工程前增加1 h。仍然對上游排澇有影響。

表5 優(yōu)化方案二不同頻率條件下排澇計算成果表Table 5 The calculated results of drainage under different frequency conditions in Optimization Scheme II

因此，推薦工程實施過程中預(yù)留600 m寬龍口，其中底檻高程-1.0,0.0 m的龍口寬均為300 m方案，確保對上游老海塘內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的防洪排澇影響最小。

5 結(jié) 語

通過象山道人山圍涂工程施工期對上游產(chǎn)業(yè)園區(qū)排澇的影響分析，認(rèn)為采用控制龍口寬度和底高程達到基本不影響上游圍區(qū)的對策措施簡單可行。

在圍墾工程環(huán)境影響分析中應(yīng)充分考慮圍墾對老海塘內(nèi)原有排澇標(biāo)準(zhǔn)在施工期間的影響，并在龍口方案設(shè)計中充分體現(xiàn)。建議完善設(shè)計規(guī)范，使龍口設(shè)計方案能夠滿足施工期上游排澇和養(yǎng)殖納潮等方面要求，減少在圍墾施工過程中發(fā)生的一系列賠償矛盾。

[1]金德鋼，黃美君，余麗華，等.圍墾對內(nèi)塘養(yǎng)殖納潮能力的影響分析[J].水利水電科技進展，2009，29(s1):71-76.

[2]SL435-2008海堤工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2008.

[3]SL389-2008灘涂治理工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2009.

[4]金德鋼,楊波澤.象山縣道人山圍涂工程爵溪錨地設(shè)計方案研究[J].海岸工程，2012，31(4)：29-36.

[5]金德鋼，楊波澤，魏立峰，等.象山縣道人山涂圍涂工程初步設(shè)計[R].寧波：寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計研究院，2010.

AnalysisoftheImpactofClosure-GapSettingonUpstreamDrainageintheReclamationArea

JINDe-gang,YUFang-shun,YUQing-wuM

(NingboHydraulicWaterpowerPlanningandDesignResearchInstitution,Ningbo 315192,China)

The main purpose of closure-gap setting is to make the seawall safe during flood.In the design of the closure-gap setting,however,the influence of the flood control during the construction on the upstream drainage is usually not well considered.In order to solve reasonably the influence of the closure-gap setting on the upstream drainage during the period of construction,a reasonable closure-gap setting scheme is put forward by using the tidal wave deformation analysis and the unsteady flow computation of upstream flood routing and combining with the analysis of the impact of the flood control during the closure-gap construction in the reclamation engineering in the Xiangshan Daoren Mountain on the upstream drainage,which may provide a reference for a large number of reclamation workers.

Reclamation engineering; closure-gap; drainage; impact

2013-07-14

金德鋼(1969-)，男，教授級高級工程師，主要從事水利水電工程規(guī)劃設(shè)計方面研究.E-mail：nbjdg@126.com(杜素蘭 編輯)

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1002-3682(2014)01-0012-07