條子泥一期工程對(duì)條子泥發(fā)育影響及工程防護(hù)措施

陳才俊，徐向紅

(江蘇省沿海開發(fā)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210003)

條子泥一期工程對(duì)條子泥發(fā)育影響及工程防護(hù)措施

陳才俊，徐向紅

(江蘇省沿海開發(fā)集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210003)

通過歷史和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料并結(jié)合遙感衛(wèi)片資料，對(duì)條子泥匡圍一期工程兩年多的建設(shè)過程中，由工程所引起對(duì)條子沙洲西大港、東大港、條魚港等主要的潮溝，及相應(yīng)的潮盆系統(tǒng)和二分水的劇烈變化進(jìn)行了分析研究，總結(jié)了潮溝擺動(dòng)治理經(jīng)驗(yàn)。治理方法主要為丁壩群結(jié)合砼連鎖塊鎮(zhèn)壓排布防護(hù)技術(shù)等。

條子泥；輻射沙洲；匡圍；潮溝

條子泥268 km2匡圍工程是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的江蘇沿海發(fā)展戰(zhàn)略中2020年前江蘇沿海實(shí)施匡圍267萬畝灘涂中在江蘇啟動(dòng)的第一個(gè)重點(diǎn)匡圍工程，也是全國最大的匡圍工程，由于匡圍區(qū)處于輻射沙洲中心區(qū)的條子泥沙洲上，這里有著復(fù)雜的海洋環(huán)境，其海洋動(dòng)力的作用不僅對(duì)匡圍工程是一個(gè)考驗(yàn)，工程的實(shí)施也會(huì)對(duì)周邊動(dòng)力環(huán)境和以后再實(shí)施匡圍工程產(chǎn)生重要的影響，因此，按相關(guān)要求，將條子泥工程分成三期來實(shí)施，以觀察匡圍工程對(duì)周圍海洋環(huán)境產(chǎn)生的影響。按照“邊施工，邊觀測(cè)”的原則，在組織實(shí)施條子泥一期工程兩年的時(shí)間里，跟蹤監(jiān)測(cè)其匡圍工程對(duì)條子泥沙洲發(fā)育的影響，以及海洋動(dòng)力對(duì)匡圍工程的影響，并采取了應(yīng)對(duì)措施，結(jié)合歷史觀測(cè)資料進(jìn)行了分析研究。

1 研究區(qū)域和工程建設(shè)概況

圖1 條子泥一期工程布置(2014年5月)Fig. 1 Tiaozini First- Phase Project layout (May, 2014)

條子泥沙洲位于江蘇沿海中部東臺(tái)市境內(nèi)弶港鎮(zhèn)海岸，處于輻射沙洲中心區(qū)，現(xiàn)有▽0 m(廢黃河高程，下同)以上沙洲面積達(dá)550多km2，由于多年的匡圍，這個(gè)沙洲已與陸地相連。這里是南黃海旋轉(zhuǎn)波和東海前進(jìn)波兩大潮波的匯合區(qū)，潮差大(測(cè)量證實(shí)是我國最大的潮差區(qū))，潮流狀況極其復(fù)雜，形成的潮溝系統(tǒng)特殊，區(qū)域內(nèi)大型潮溝都順岸分布，潮灘的變化速度快，潮溝擺動(dòng)頻繁，潮灘變化極不穩(wěn)定。

條子泥匡圍工程就在條子泥沙洲靠陸一側(cè)的高灘部分，南起方塘河閘下港道，北至梁垛河閘下港道，南北長18 km，東西寬14 km，計(jì)劃匡圍面積267 km2，已實(shí)施的條子泥匡圍一期工程就是靠陸部分，南北長18 km，東西最大寬度5 km，總匡圍面積67.45 km2(見圖1)。

2 資料來源及研究方法

本文資料的主要來源是2010年11月測(cè)量的條子泥沙洲1/10 000地形圖和地質(zhì)勘查資料；1958年以來的多年斷面高程觀測(cè)資料；2010年11月在條子泥沙洲東、西大港和西洋及條魚港設(shè)立的6個(gè)臨時(shí)潮位和泥沙站的觀測(cè)資料；2011年10月～2012年10月分別在西洋、東大港及條魚港設(shè)立的3個(gè)潮位站和西洋口門設(shè)立的1個(gè)波浪站為期1年的潮位觀測(cè)(圖1)資料；條子泥工程南部方塘河閘下和北部梁垛河閘下固定潮位站25年長期潮位觀測(cè)資料；還利用了多年衛(wèi)星遙感資料和2012～2014年施工期間重點(diǎn)變化區(qū)域的適時(shí)觀測(cè)資料；以及《條子泥匡圍工程可行性研究報(bào)告》、《條子泥匡圍工程一期可行性研究報(bào)告》等等。

通過對(duì)上述資料的搜集，經(jīng)過對(duì)比、分析研究，對(duì)工程施工2年時(shí)間里的潮動(dòng)力的變化，條子泥潮灘、潮溝、潮盆系統(tǒng)的調(diào)整、演變過程，以及這種變化又對(duì)工程產(chǎn)生的反作用等有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

3 匡圍工程對(duì)條子泥發(fā)育影響

3.1切斷了部分潮溝，減小了潮盆系統(tǒng)面積

條子泥一期匡圍工程影響的區(qū)域主要為北部的東、西大港和南部的條魚港潮溝、潮盆系統(tǒng)。匡圍工程減小了西大港潮盆系統(tǒng)約25%的面積。由于西大港順岸南北方向發(fā)育，新建海堤同時(shí)切斷了西大港靠陸一側(cè)的全部次級(jí)潮溝，也切斷了其“s”形南彎道部分3.1 km長的主槽溝，迫使其主槽外遷。匡圍工程也整體切斷了南部的條魚港向西北方向發(fā)育的一個(gè)最長的次級(jí)潮溝的上游部分，共長6.5 km，這使潮盆面積減少了22 km2，約占整個(gè)潮盆系統(tǒng)的70%。對(duì)東大港而言，工程雖沒有直接對(duì)其產(chǎn)生作用，但西大港和條魚港潮溝和潮盆系統(tǒng)的調(diào)整也間接地影響了東大港潮溝和潮盆系統(tǒng)的擴(kuò)大，主要是隨中部彎道向外彎曲擴(kuò)展。

圖2 條子泥一期工程與西大港圖(2011年11月16日) Fig. 2 Tiaozini First- Phase Project and West Major Port diagram (November 16, 2011)

3.2潮溝系統(tǒng)變化加快

3.2.1 西大港潮溝變化

在條子泥沙洲上，西大港潮溝南北直線長超過10 km，低潮時(shí)口門寬達(dá)2 km左右[1]，其主槽正常發(fā)育為反“s” 形，北部(下游)向東(海)彎曲，南部(上游)向西(陸)彎曲。2012年2月工程實(shí)施前的2011年11月16日衛(wèi)片圖(圖2)顯示，一期工程的海堤?hào)|北角正好在西大港潮溝中(圖2)，東側(cè)海堤又將西大港的上游彎道主潮溝切彎3.1 km，迫使其沿新建海堤邊發(fā)育。

圖3 條子泥一期工程實(shí)施后港汊變動(dòng)(2013年8月)Fig. 3 Branching stream changes diagram after implementation of Tiaozini First- Phase Project (August, 2013)

工程實(shí)施后4個(gè)月時(shí)間，西大港北部已東移離海堤?hào)|北角1.9 km，由東北角向南3 km的“s”形北彎道也東移500 m左右，這樣西大港口門及北彎道變得比較順直。同時(shí)，口門變寬，進(jìn)一步向大喇叭狀發(fā)育，口門寬達(dá)2 km，喇叭口長達(dá)5 km，向北部的西洋開敞，至“s”形北彎道拐彎處向南，西大港分成主要的3條次級(jí)潮溝，但主潮溝仍向西南方向彎曲，部分順新建海堤方向發(fā)育。圍后18個(gè)月至2013年8月，西大港喇叭口門進(jìn)一步擴(kuò)大到2.8 km，分別向西擴(kuò)200多米，向東擴(kuò)500多米，并向上游拓寬發(fā)展，喇叭口長達(dá)7 km?！皊”形南彎道主槽部分向西彎曲至新建海堤邊，并沿堤邊6 km范圍內(nèi)沿潮溝縱軸線作南北方向擺動(dòng)(圖3)。

至2014年1月，西大港又進(jìn)一步拓寬，主要在口門和喇叭口部分，并在沿港道中間形成長條狀沙脊，將其一分為二，形成復(fù)式潮溝，同時(shí)在南彎道處分成多個(gè)次級(jí)小潮溝，主潮溝仍在新建海堤邊，但主槽分汊對(duì)堤工程的威脅作用相對(duì)減弱。在條子泥一期匡圍工程實(shí)施之前的幾次匡圍工程，離西大港一般都在3 km以上，灘面高程也較高，工程影響不明顯，西大港潮溝發(fā)育基本處于自然狀態(tài)，一般3～5年擺動(dòng)一次，最大擺幅3～7 km[2]。但在條子泥一期工程實(shí)施的2年時(shí)間里，擺幅雖沒有增加，擺動(dòng)的頻率在增加,主要發(fā)生在西大港南部 “s”形大彎道，0.2～0.3年甚至一個(gè)大潮汛就可擺動(dòng)或裁彎一次，月大潮和風(fēng)暴潮是主要的誘發(fā)因素，當(dāng)南部彎道發(fā)育到90°左右時(shí)會(huì)裁彎，這時(shí)彎道會(huì)在縱向向南跳躍3～4 km，形成新的彎道，又進(jìn)行下一次的彎曲擺動(dòng)。從2013年6月至2014年1月半年時(shí)間，西大港南部道裁彎了三次，分別在6月6～8日，9月5～7日和2014年1月10日。但這期間西大港北部彎道相對(duì)穩(wěn)定，位置變化不大。

3.2.2 條魚港次級(jí)潮溝變化

南部條魚港潮溝系統(tǒng)在條子泥沙洲上工程實(shí)施前已經(jīng)沒有一條獨(dú)立的起絕對(duì)支配作用的潮溝，主要分成3～4條獨(dú)立且規(guī)模不太大的次級(jí)潮溝。其中最西一條主要為方塘河閘下港道，一直由河道排水形成的徑流維持，近東西向發(fā)育，距工程最近處有2 km,工程對(duì)其影響很弱。條子泥匡圍工程主要切斷了西部第二條向西北方向發(fā)育的一條(圖2)，這條次級(jí)潮溝總長度有10 km，工程區(qū)域外SE- NW向發(fā)育，區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)為EN- ES發(fā)育，但寬度較窄，低潮時(shí)口門寬只有500 m左右[3]。條子泥匡圍工程實(shí)施后，這條潮溝上游高灘部分6.5 km被圍，至2014年底，剩下的下游潮溝部分隨之東移了800 m，與另外一條條魚港次級(jí)潮溝合并,并已由原來低潮時(shí)的500 m左右的寬度，退縮至只有200多米的寬度，實(shí)際上這條潮溝已經(jīng)消失?？飮笃渫獠康臈l魚港其他次級(jí)潮溝發(fā)育相對(duì)比較穩(wěn)定。

3.2.3 東大港的變化

東大港離匡圍區(qū)5～12 km,從20世紀(jì)90年代以來，規(guī)模一直在變大，形態(tài)也在變化之中。對(duì)比圖1和圖2可以看出，工程實(shí)施后：①主槽變得更加彎曲，工程實(shí)施初期的2011年11月衛(wèi)片圖上中部還是近半圓形大彎，到2014年5月的衛(wèi)片上已變成近90°的大拐彎，彎道頂點(diǎn)橫向東移了2.2 km，同時(shí)彎道在縱向也南移(上游)1.3 km。彎道拐彎后進(jìn)一步向西(上游)延伸3 km，又形成1個(gè)超過90°拐彎與條魚港一條小潮溝連通，并向南發(fā)展，將條子泥沙洲切開。②隨條子泥北尖子的蝕退，口門也向南蝕退了近1 000 m。③喇叭狀口門寬度變大向西洋開敞，中部大彎附近低潮寬度由1.4 km增大為2.0 km。

3.3南部潮灘淤積，北部潮灘在潮溝擺動(dòng)區(qū)域侵蝕

匡圍前條子泥沙洲是江蘇沿海淤漲速度最快的地區(qū)，據(jù)作者研究[4]這里多年平均高潮位以上平均淤漲速度達(dá)214 m/a，年淤高達(dá)5～8 cm/a。但是，在西大港和東大港潮溝經(jīng)?；顒?dòng)的范圍內(nèi)沉積極不穩(wěn)定，大沖大淤現(xiàn)象明顯。這次匡圍工程實(shí)施后，除西大港“s”形北彎道近海堤部分潮灘未受西大港潮溝擺動(dòng)影響外，其余西大港和東大港擺動(dòng)和控制的潮灘基本都處于蝕低狀態(tài)，侵蝕量為5～8 cm/a。工程開工以來，這些灘面已經(jīng)平均下降了20～30 cm，特別在西大港“s”形南彎道靠近新海堤腳附近受其擺動(dòng)影響的灘面近兩年下降了30 cm 以上，并在工程的近海堤腳處出現(xiàn)了30 cm左右的陡坎。未受潮溝擺動(dòng)影響的潮灘受匡圍淤積效應(yīng)的作用[5]都在淤積，特別是近堤潮灘(樁號(hào)如圖4，測(cè)量結(jié)果見表1)。南部條魚港潮溝系統(tǒng)控制區(qū)域，潮溝相對(duì)穩(wěn)定，匡圍以來潮灘處于淤積狀態(tài)，近堤腳部分平均淤高達(dá)40 cm/a左右。堤腳向外500 m以內(nèi)也達(dá)10 cm/a，兩年時(shí)間堤腳處的50 cm厚的拋石工程已經(jīng)被淤平。尤其在條子泥工程南堤外的潮灘，圍后這兩年離堤1 000 m以內(nèi)潮灘的淤積不僅普遍淤高20～50 cm，灘面原有小潮溝已經(jīng)消失，而且已開始生長斑塊狀的互花米草。

表1 條子泥一期海堤樁號(hào)外50 m灘面測(cè)量值Tab. 1 Current beach surface elevation of Tiaozini First- Phase Project off 50 m by seebam

注：原灘面測(cè)量時(shí)間：2012年2月10日，現(xiàn)灘面測(cè)量時(shí)間：2013年10月30日。

圖4 條子泥一期海堤測(cè)量樁號(hào)圖Fig. 4 Current beach surface elevation point of Tiaozini First- phase Project

3.4二分水近岸位置南移加快

二分水是南北兩大潮波在條子泥沙洲上的匯合帶，基本垂直于海岸，呈東西向分布，地形上也是條子泥沙洲上高程最高的地帶。20世紀(jì)80年代初，二分水的位置在32°48,30”N的位置[2]，以后一直處于緩慢的南移過程。在條子泥一期工程實(shí)施前，已移到32°47’30”N的(k12+900)位置， 20年的時(shí)間，二分水已經(jīng)南移了6.5 km左右，約320 m/a[6]。隨著條子泥匡圍工程的實(shí)施，經(jīng)觀測(cè)(表2)，二分水已從k12+900移至東堤k14+100點(diǎn)附近，即32°43’30”N，南移了1 200 m，600 m/a,較之匡圍前速度明顯加快。

表2 東堤k14+100位置二分水匯潮時(shí)間Tab. 2 Observation record of Erfenshui tide convergence time at East dam k14+100 location

4 匡圍工程對(duì)沙洲影響原因分析

匡圍工程對(duì)沙洲影響主要原因在于：①這里是南黃海旋轉(zhuǎn)波和東海前進(jìn)波兩大潮波匯合的強(qiáng)潮區(qū)，沉積物易于搬運(yùn)；②工程涉及的岸線較長，達(dá)18 km，干攏范圍大；③起圍高程較以前低，東側(cè)大部分灘面高程在▽0.5 m左右，對(duì)潮溝、潮盆的影響大。

4.1沉積物顆粒細(xì)，潮流作用強(qiáng)，極易被反復(fù)搬運(yùn)

這里是兩大潮波的匯合區(qū)，不僅潮差大，而且潮流形勢(shì)復(fù)雜。分別在條子泥沙洲東北側(cè)的西洋口門(T1站)、東側(cè)的東大港深槽(T2站)和南側(cè)的條魚港口門(T3站)布置了3座固定潮位觀測(cè)站，于2011年10月至2012年10月連續(xù)觀測(cè)一年(圖1)，2012年10月17日T3站測(cè)得最大潮差達(dá)9.39 m，北部東大港口門T1站也超過7.0 m，在這樣大的強(qiáng)潮流作用下，細(xì)顆粒泥沙很難沉積，特別是在西大港潮流控制下的潮灘，西大港口門附近漲急流速大都在3 m/s以上，槽溝近口門彎道處漲急流速在4 m/s以上，即使在低潮灘上，漲急流速也在1 m/s以上。研究分析，西大港附近沉積的泥沙起動(dòng)流速只有0.23 m/s。因此，細(xì)顆粒泥沙只能在高灘低流速區(qū)有所沉積?？飮鷧^(qū)外已經(jīng)處于中低潮灘，在強(qiáng)大的潮動(dòng)力作用下，潮灘的表層形成較厚的推移質(zhì)層，有8 cm左右，流速越快的地方，推移質(zhì)活動(dòng)層越厚，推移速度也越快。當(dāng)?shù)貪O民也稱這種推移質(zhì)層為“流沙”層。這層推移質(zhì)層含水量高，顆粒粘結(jié)作用差，在強(qiáng)潮動(dòng)力作用下，潮灘、潮溝很容易被反復(fù)改造，如遇風(fēng)暴潮甚至大潮汛都可能在瞬間改造潮溝和潮灘。每一次潮過后，潮灘的形勢(shì)都會(huì)不同，2014年6月8日，只在短短的1個(gè)潮周期，西大港彎道就在縱向上向北移動(dòng)了20多米。西大港、東大港在潮灘擺動(dòng)每重復(fù)完成一個(gè)周期，都會(huì)把擺動(dòng)范圍內(nèi)的潮灘掃平、蝕低。所以，匡圍的攏動(dòng)作用，導(dǎo)致潮動(dòng)力調(diào)整，加劇了潮溝的擺動(dòng)，也造成東、西兩大港擺動(dòng)范圍內(nèi)的潮灘很快蝕低。同時(shí)，由于這里是粉砂質(zhì)沉積，在潮流作用下易液化、易流動(dòng)，造成條子泥沙洲潮溝都很寬淺，沒有明顯的溝肩，形成“漲潮一片水，退潮一片灘”的特殊潮灘地貌景觀。

4.2圍墾工程改變了潮溝與潮盆系統(tǒng)，使潮動(dòng)力作用大大改變

4.2.1 北部東、西兩大港潮動(dòng)力加強(qiáng)

匡圍工程使西大港潮盆靠陸一側(cè)大片的潮灘被匡圍，使其失去了約35 km2大片的潮盆。本來西大港陸側(cè)潮盆通過陸側(cè)次級(jí)潮溝要分流一部分潮水，特別在漲潮初期的高流速階段，這時(shí)正是槽溝流階段，也是潮水改造潮灘和潮溝能力最強(qiáng)的階段，陸側(cè)次級(jí)潮溝分流了部分潮水必然要減慢西大港主槽溝流速。因此，在匡圍工程實(shí)施后，西大港陸側(cè)由原來的多次級(jí)潮溝變成單一潮溝，減少了潮盆面積，減弱了西大港潮水的分流功能，導(dǎo)致西大港主槽溝潮動(dòng)力作用反而增強(qiáng)。最明顯的特征是，北部連接西洋的西大港入口口門喇叭狀形態(tài)變大，一方面反映了主潮溝潮動(dòng)力加強(qiáng)，推進(jìn)了對(duì)口門的改造。另一方面反映了口門的喇叭狀地形放大，也放大了地形的束窄作用，又進(jìn)一步加強(qiáng)了潮流。在西大港中部有明顯的涌潮現(xiàn)象，在陰歷8月份大潮汛時(shí)，中段主潮溝有20 cm左右落差的潮頭，以前是少有的。在條子泥中隔堤附近，通過觀測(cè)由北部來的到潮時(shí)間，較施工前提前了3～5分鐘，這也說明流速加快了。由于西大港和條魚港潮溝都是寬淺型的，沒有明顯的溝肩，所以，槽溝流階段時(shí)間很短，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)這種槽溝高流速時(shí)間大約維持在15～20分鐘，以后逐漸轉(zhuǎn)變漫灘流階段，流速急劇下降，影響作用也迅速減弱。同樣，上面講到的東大港的變化也證明了潮動(dòng)力作用的加強(qiáng)。一方面，東大港喇叭狀入口口門段也在不斷擴(kuò)大，東大港尾梢向上游發(fā)展增長，同時(shí)也使尾梢橫向擺動(dòng)范圍增加。另一方面，因匡圍區(qū)域向海突出，對(duì)潮流的挑流作用明顯，突出岸外的圍區(qū)使由西洋北向來的順岸方向的潮流流向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，對(duì)東大港也有所干擾，在工程施工2年時(shí)間里，不僅使北部大彎道向東進(jìn)一步彎曲發(fā)展了2.2 km，也使彎道在縱向上向南移動(dòng)1.3 km[7]。由上所述，東、西兩大港的變化說明，匡圍工程造成條子泥沙洲北部潮動(dòng)力作用有所增強(qiáng)，結(jié)果導(dǎo)致動(dòng)力在其面上重新調(diào)整。①東、西大港喇叭狀口門擴(kuò)大，強(qiáng)化了潮動(dòng)力作用。②潮溝擺動(dòng)加劇。匡圍使潮盆減小，要維持合適的潮量，必然要擴(kuò)大潮盆，維持一個(gè)與潮動(dòng)力相適應(yīng)的潮盆體系，東、西兩大港短期變得十分活躍，擺動(dòng)增加，橫掃灘面，也引起較大范圍的侵蝕。③條子泥潮灘北尖子向南蝕退。

4.2.2 南部條魚港潮溝潮動(dòng)力作用減弱，潮溝潮盆萎縮

上面講到，南部條魚港在條子泥沙洲上的潮溝不是單一的潮溝系統(tǒng)。是由3～4條獨(dú)立的次級(jí)小潮溝組成，形成3～4個(gè)小潮盆，規(guī)模小，工程實(shí)施以來一直保持相對(duì)穩(wěn)定。主要因?yàn)椋孩倏飮こ糖袛嗟倪@條潮溝和潮盆，多年來因淤積一直在萎縮。由于灘面較高，已匡圍部分潮灘高程在▽2.0以上，有50%的潮盆部分已長有禾花米草，沉積物顆粒較細(xì)，有較強(qiáng)的粘結(jié)作用，抗沖刷能力強(qiáng)，潮溝穩(wěn)定，潮盆淤積。②被圍區(qū)域在高潮影響區(qū)，這部分納潮水進(jìn)潮盆時(shí)，改造潮溝最強(qiáng)的初期高流速階段已經(jīng)結(jié)束，所以潮動(dòng)力作用弱。這個(gè)潮盆系統(tǒng)又具有相對(duì)的獨(dú)立性，潮盆間潮動(dòng)力相互影響作用小。所以，匡圍與不匡圍對(duì)潮溝、潮盆的影響都不大，整個(gè)潮灘淤積的大環(huán)境沒有改變。就目前條子泥南部這部分潮灘發(fā)育狀況而言，潮溝、潮盆還在進(jìn)一步的淤積，相對(duì)于北部潮灘要穩(wěn)定得多。

4.3潮動(dòng)力北部趨強(qiáng)南部趨弱，加快了二分水的南移

圖5 江蘇岸外條子泥沙洲沖淤變化Fig. 5 Tiaozini sandbank's erosion and deposition variation diagram

二分水南移直接的原因一方面在于條子泥南部的蔣家沙逐步向北移動(dòng)與條子泥沙洲并灘(圖5)，使條子泥南部潮灘不斷向南延伸擴(kuò)展。1977年蔣家沙是平面形態(tài)為長平行四邊形EN～WS走向的一個(gè)沙洲，▽0 m高程以上面積接近130 km2[8],至2014年已退縮成長帶狀近EW走向，面積只有20多km2，蔣家沙向條子泥沙洲并灘的結(jié)果，使條子泥沙洲不斷向南擴(kuò)展，并阻斷了部分南部通向條子泥的小潮溝，使南部黃沙洋進(jìn)入條魚港到條子泥潮灘的潮水受到灘面的阻滯作用不斷增加。另一方面，圖5也可以看出，條子泥東部的竹根沙也在向西移動(dòng)并與高泥并灘，高泥沙洲在擴(kuò)大，使東部苦水洋經(jīng)高泥進(jìn)入條子泥的潮水阻滯作用也在增加。目前，東部高泥和南部蔣家沙并灘幾乎半包圍了條子泥沙洲，這極大地阻滯了南部和東部來潮的作用，使南部來潮到二分水匯合的時(shí)間推遲。相反，由于條子泥沙洲北部處于緩慢侵退過程，東、西兩大港特別是東大港更加發(fā)育，加快了北部的來潮作用，使北部來潮到二分水匯合的時(shí)間提早。結(jié)果造成南、北兩大潮波的匯合帶南移。近30年的觀測(cè)資料表明，上述作用是一個(gè)較長期緩慢的影響過程。但是，近期工程的影響使二分水南移有所加快，主要是上節(jié)講到的匡圍工程的短期影響，使得條子泥北部潮溝的輸潮作用加快，潮灘的海洋動(dòng)力作用短期有所增強(qiáng)，有利于北潮向南推進(jìn)速度加快，才使南、北兩潮匯合帶的二分水南移有所加快。觀測(cè)到的隔堤到潮時(shí)間提前3～5分鐘，就充分說明了這一事實(shí)?？梢哉J(rèn)為，這種由匡圍工程引起的影響只是短期的，隨東、西大港調(diào)整到位會(huì)趨于正常。因此，二分水南移的主導(dǎo)因素，仍是由蔣家沙和高泥在條子泥南部并灘的趨勢(shì)決定的，匡圍工程只是在短時(shí)間加速了這一過程。

5 對(duì)潮溝擺動(dòng)引起海堤工程危害的治理

5.1潮溝活動(dòng)對(duì)工程產(chǎn)生巨大影響

圖6 條子泥海堤受風(fēng)暴潮破壞圖(2013年6月8日)Fig. 6 Tiaozini levee being damaged by the storm surge (June 8, 2013)

潮溝的擺動(dòng)是對(duì)匡圍工程最大的危害，條子泥一期匡圍施工以來兩年多的時(shí)間里，因潮溝擺動(dòng)引起的危及工程安全的直接災(zāi)害治理已經(jīng)高達(dá)5次，都是由于堤前潮灘崩塌至堤腳引起。發(fā)生的原因主要有兩類：一類是因風(fēng)暴潮引起潮溝突然裁彎。如前述提到的2013年6月8日氣旋在江蘇沿?；顒?dòng)，在風(fēng)暴發(fā)生的第二天，西大港主潮溝南彎道突然西擺近1 km至新建好的海堤?hào)|堤腳，并沿堤腳作南北方向縱向發(fā)育3 km，使其高程▽5.5 m平臺(tái)以上還正在做防護(hù)的6 km海堤防護(hù)受到嚴(yán)重的毀壞，最嚴(yán)重的地方海堤損毀了1/2，原8 m寬的堤頂還剩1.5 m寬(圖6)。僅這一段的海堤直接損失就高達(dá)600多萬元。并對(duì)后續(xù)工程建設(shè)造成很大的影響，不得不對(duì)潮溝進(jìn)行治理。另一類是工程本身切斷了潮溝系統(tǒng)，使原潮溝系統(tǒng)自然調(diào)整，尋找新的出路。如條子泥匡圍北堤沿堤并沒有潮溝，只有由原大丫子港發(fā)育的垂直于新海堤相隔500多米的兩條小潮溝，由于新建海堤切斷了西部一條潮溝(圖2)，又恰逢工程北側(cè)與海堤平行的梁垛閘下港道汛期大量排水，引起閘下港道出流與匡圍區(qū)東側(cè)未匡圍的潮溝出流對(duì)接，引導(dǎo)新的潮溝沿堤方向形成并加快發(fā)育，最初離堤腳的距離有500多米，在2012年8月的大潮汛助力下，迅速向堤腳擺動(dòng)，在新堤前形成總長度達(dá)1.7 km順堤發(fā)育的潮溝，加上施工在溝中取沙等影響，造成大范圍的崩塌，危及海堤工程安全(見圖7)。不斷向堤靠近，最近距堤腳只有8 m,形成的最大水深達(dá)▽-8 m，不得不采取必要的措施。

圖7 丁壩混凝土連鎖塊防護(hù)Fig. 7 Groyne concrete interlocking block protection

5.2潮溝治理方法

條子泥上對(duì)擺動(dòng)潮溝治理最大的難度是近乎流動(dòng)的沙灘和不斷變化的潮溝系統(tǒng)，同時(shí)，要考慮防護(hù)效果和投入。經(jīng)過研究，結(jié)合長江口和錢塘江口的治理經(jīng)驗(yàn)，采用了丁壩結(jié)合砼連鎖塊鎮(zhèn)壓軟體排布覆蓋防護(hù)技術(shù)，起到了很好的防護(hù)效果，也節(jié)省大量投資。丁壩起挑流作用，垂直于潮流方向布置，壩體深入于潮溝或切斷潮溝，將威脅海堤的潮溝潮流向改變，這也叫“硬防護(hù)”，它是“中流砥柱”。 由于壩頭要承受3～4 m/s以上高流速的作用，對(duì)丁壩特別是壩頭的防護(hù)處理要求較高，它一旦被破壞，就失去了其防護(hù)功能。為了節(jié)省投資，采用就地取材，用袋裝沙做壩體，頂寬15～20 m，長100～200 m，比正常灘面高50 cm左右，壩頭用砼連鎖塊軟體排防護(hù)(圖7)，丁壩的間隔按小于丁壩長度的2倍布置，用多個(gè)丁壩組合，形成丁壩群。砼連鎖塊鎮(zhèn)壓軟體排布主要是將丁壩之間被潮流侵蝕后退的岸灘覆蓋起來，防止潮流直接沖擊岸灘，達(dá)到防護(hù)效果，這也叫“軟防護(hù)”。潮灘在潮流作用下蝕退過程中，其砼塊鎮(zhèn)壓的軟體排布一直可以覆蓋在坡坎上，阻隔了水流直接對(duì)泥沙的沖擊作用，同時(shí)，有砼連鎖塊鎮(zhèn)壓，可以保證砼連鎖塊軟體排不被潮流沖走，覆蓋牢固對(duì)堤坡起到很好的防護(hù)。一般情況下，只要用上述一種方法就可以達(dá)到效果。

6 結(jié) 語

1) 條子泥一期工程匡圍總面積67.45 km，南北長18 km,東西最大寬度5 km?？飮こ虦p小了西大港25%和條魚港70%的潮盆面積，同時(shí)也切斷了部分次級(jí)潮溝系統(tǒng)。對(duì)潮灘和潮溝的發(fā)育產(chǎn)生了一定的影響。

2) 工程實(shí)施后，北部西大港發(fā)育活躍，擺動(dòng)頻率增加，由原來的2～3年擺動(dòng)一次，變?yōu)?.2～0.3年擺動(dòng)一次,甚至更短。東大港變得更加彎曲并延伸至條魚港。在南部，工程切斷的條魚港次級(jí)潮溝和縮小的潮盆發(fā)育較為穩(wěn)定，處于萎縮狀態(tài)。

3) 條子泥一期工程實(shí)施后，北部東、西兩大港口門進(jìn)一步發(fā)育成喇叭狀潮溝地形，促使潮動(dòng)力加強(qiáng)，潮溝潮流加快，其中部到潮時(shí)間提前3～5分鐘，加上沉積物的易搬運(yùn)性，潮溝擺動(dòng)頻繁，二分水以北在潮溝擺動(dòng)范圍內(nèi)的潮灘普遍侵蝕。南部被匡圍的灘面較高，潮溝穩(wěn)定，灘面普遍淤積。

4) 二分水逐年南移，主要是南部蔣家沙向條子泥并灘和東部竹根沙向高泥并灘，南來進(jìn)入條子泥的潮水受阻作用增加造成的。工程實(shí)施后二分水短期南移加快，主要是匡圍工程造成北部短期潮動(dòng)力有所加強(qiáng)，形成北強(qiáng)南弱的潮格局，使二分水南移趨勢(shì)加快，但這種影響是短期的。

5) 潮溝擺動(dòng)在堤前形成崩塌工程地質(zhì)災(zāi)害的治理，主要是用丁壩并結(jié)合砼連鎖塊鎮(zhèn)壓軟體排布覆蓋措施。前者起挑流作用，后者起護(hù)灘作用。

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Influence of Tiaozini First- phase Project on Tiaozini development and project protection measures

CHEN Caijun, XU Xianghong

(Jiangsu Coast Development Group Co., Ltd.， Nanjing 210003, China )

Analyses and studies are conducted on the dramatic changes of tidal creeks in West Major Port, and East Major Port, Tiaoyu Port, etc. in Tiaozi sandbank as well as the corresponding tidal basin system and Erfenshui caused by the project within more than two years of construction time of the Tiaozini Inning First- Phase Project. The studies are mainly based on field observation data and timely satellite data to summarize the successful administrative experience. The main treatment technologies are: the spur- dikes in combination with the concrete interlocking blocks.

Tiaozini; radial sandbanks; inning; tidal creeks

TV148

A

10.16483/j.issn.1005- 9865.2015.05.014

1005- 9865(2015)05- 0105- 08

2014- 12- 09

陳才俊(1956- )，研究員。主要從事海岸動(dòng)態(tài)、圍墾工程等研究。E- mail:Chencaijun@jsyhkf.com