张家港市宏顺码头工程 航道影响报告书.doc
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张家港市宏顺码头工程航道影响报告书南京沐航交通科技有限公司二一年八月张家港市宏顺码头工程航道影响报告书承担单位:南京沐航交通科技有限公司 (盖章)单位负责人:卞 华(高级工程师)总工程师:祁伯泉(高级工程师)项目负责人:唐 翠(工程师)主要研究人员:周巧菊(工程师)张家华(工程师)谢成立(工程师)金映磊(助理工程师)赵雪荣(助理工程师)目 录第1章 概述11.1项目背景11.2 报告编制依据21.3 主要研究内容31.4 工程概况31.4.1 工程建设位置31.4.2 工程建设规模31.4.3 工程建设方案4第2章 工程河段河床演变分析72.1 河道概况72.2 河道自然条件72.2.1气象72.2.2 水文泥沙92.2.3 河段边界条件122.3河床演变分析132.3.1历史演变分析132.3.2近期演变分析142.3.2.1 近期演变特征142.3.2.2 岸线变化172.3.2.3 主流变化172.3.2.4 洲滩变化192.3.2.5 深槽变化232.3.3 拟建工程处河段局部河床演变分析302.3.4 工程河段河床演变趋势分析312.3.4.1 河道演变的影响因素312.3.4.2 河道演变趋势预测322.3.5 河床演变分析小结33第3章 航道、港口、航运现状及发展规划353.1 航道现状及规划353.1.1 航道现状353.1.1.1 主航道现状353.1.1.2 工程所在河段航道现状363.1.2 航道规划363.1.3 工程河段航道整治工程现状及规划363.2 港口现状及规划373.2.1 港口现状373.2.2 港口规划403.3 航运现状及发展规划413.3.1 航运现状413.3.2 航运发展规划423.4 航行规定42第4章 拟建码头工程河段航道条件及工程水域条件434.1 工程河段航道条件434.2拟建码头工程水域条件分析434.2.1 设计代表船型434.2.2 拟建码头前沿线位置434.2.3 拟建码头前沿停泊水域、回旋水域水深条件分析434.3 设计代表船型通航适应性分析454.3.1 航道通航适应性分析454.3.2 跨河建筑物通航适应性分析464.3.2.1 桥梁适应性分析464.3.2.2 跨江电缆适应性分析46第5章 拟建工程对航道的影响分析475.1 工程对航道布置的影响475.1.1 码头前沿线对航道的影响475.1.2 码头工程对工程河段航道整治工程的影响475.1.3 工程对附近水流流态的影响475.2 码头布置对航标配布的影响475.3 工程对船舶通航的影响分析475.3.1 工程施工期间对船舶通航的影响分析485.3.2 工程运营期对船舶通航的影响分析485.4 工程对上、下游水工设施的影响分析48第6章 航道安全保障措施496.1 码头前沿线调整意见496.2施工期和运营期航道安全保障措施496.2.1 施工期的航道安全保障措施496.2.2 运营期航道安全保障措施50第7章 主要结论与建议52附 图 目 录图一 张家港市宏顺码头工程河段河势图图二 张家港市宏顺码头工程码头总平面布置图图三 张家港市宏顺码头工程码头结构断面图图四 澄通河段历史变迁图图五 澄通河段狼山至徐六泾深泓线变化图图六 澄通河段狼山至徐六泾5m等深线变化图图七 澄通河段狼山至徐六泾10m等深线变化图图八 澄通河段狼山至徐六泾12.5m等深线变化图图九 拟建张家港市宏顺码头工程局部区域航道及水工建筑物布置图第1章 概述1.1项目背景张家港市位于江苏省东南部,北濒长江,南近太湖,处于中国沿江及沿海两大经济带的交汇处,上海、南京、苏州、无锡等大中城市环列四周,是长江三角洲上海经济圈的重要组成部分。六干河位于张家港市乐余镇,是张家港市与长江联系的重要通道之一。由于河势的变化,六干河口门有逐渐淤积萎缩的趋势,造成六干河口门引排水、出口不畅。由于口门沙滩的阻水作用,使出水流向两侧分流,对大堤堤脚形成了冲刷,目前已危及到长江大堤的安全。同时,随着国民经济的发展,进出六干河的船舶日益增多,进出六干河的船舶只能乘潮、闸门开启引排水的时间从两侧的深槽进出,造成该区域通航、引航道不畅,加之口门停船、靠船设施不足,导致进出六干河的船舶排队等候现象严重,口门区域次序混乱,严重影响航行安全。因此,对六干河河口进行近岸防护和航道整治已迫在眉睫。为解决进出六干河闸的船舶待泊,并满足防汛材料及水路运输要求,张家港宏顺码头仓储有限公司利用张家港市长江六干河口近岸防护及整治工程实施之际在张家港六干河河口投资建设配套的码头工程。受该公司委托,我公司承担了“张家港市宏顺码头工程航道影响报告书”项目。项目针对拟建码头工程建设方案及工程所处的航道条件,依据国家现行的有关规范及规定的要求,结合工程河段的水域条件、河床演变、航运现状及发展规划等因素,分析了工程对航道通航的影响,提出了满足船舶安全通航的航道保障措施,并完成张家港市宏顺码头工程航道影响报告书的编写。本报告中高程系统除特别注明外均为1985国家高程系;平面坐标系为1954年北京坐标系;航道基准面除特别注明外均为理论最低潮面。工程河段各基面关系见下图: 85国家高程基准黄海基面理论最低潮面1.30mm0.03m 1.2 报告编制依据1、内河通航标准(中华人民共和国国家标准GB50139-2004);2、内河助航标志(中华人民共和国国家标准GB5863-93);3、中华人民共和国航道管理条例(国务院2008年第545号令);4、中华人民共和国航道管理条例实施细则(中华人民共和国交通运输部令2009年第9号);5、中华人民共和国航标条例(1995国务院令第187号);6、内河航道维护技术规范(JTJ287-2005);7、长江航道局航道行政管理工作规定,长江航道局,2007年;8、通航海轮桥梁通航标准(JTJ311-97);9、“十一五”期长江黄金水道建设总体推进方案,(交水发2006650号);10、长江干线航道发展规划(交通部交规划发【2003】2号);11、内河航标管理办法(1996交通部令第2号);12、长江江苏段船舶定线制规定(2005)(交海发【2005】417号);13、长江下游航行参考图(吴淞口至武汉)(2009年出版)14、张家港市宏顺码头工程工程可行性研究报告(以下简称工可报告)及相关附图;15、张家港市宏顺码头工程航道影响报告书(委托)合同。1.3 主要研究内容本项目主要研究内容包括: 工程河段河床演变分析; 工程河段航道、港口、航运现状及发展规划; 拟建码头工程河段航道条件及工程水域条件分析; 拟建工程对航道的影响分析; 航道安全保障措施; 结论及建议。1.4 工程概况1.4.1 工程建设位置本工程位于澄通河段通州沙西水道六干河入江口门附近,六干河闸下游约150m处,航行参考图里程线约94.5km处,距离上游天生港水位站约12.5km,距离下游徐六泾水文站约24.5km。1.4.2 工程建设规模本工程的建设规模为6个500t级泊位,兼顾1000t级船舶停靠,年吞吐量100万吨,其中散货80万吨,件杂货20万吨。1.4.3 工程建设方案1、设计高程(85国家高程系)设计高水位: 4.21m(高潮累计频率10%的高潮位) 设计低水位: -0.81m(低潮累计频率90%的低潮位)极端高水位: 4.72m(重现期50年的年极值高水位)极端低水位: -1.54m(重现期50年的年极值低水位)码头前沿面设计高程: 5.3m码头前沿设计河底高程:-4.6m2、平面布置综合考虑码头前沿设计水深、码头前沿附近涨落潮水流流向以及现有六干河航道的位置走向,码头前沿线布置于自然地形高程-2m2m之间,其方位角为21299201299。码头前沿为挖入式港池,其沿六干河级航道布置。码头前沿连续布置6个500吨级通用泊位。工可报告中提出了两个方案,两方案码头泊位总长均为385m。码头平台直接与陆域相连。鉴于码头服务对象的特殊性及陆域条件限制,码头生产区布置于大堤之外,其最大纵深约150m,横向最大度为570m,由临时堆场区和大门区组成。辅助区位于大堤后方。第一方案码头前沿采用墩式的平面布置方案,通过接岸引桥与陆域相连,每个泊位配备2台8t-15m固定吊,完成该泊位的装卸船作业。散货和废钢由固定吊直接卸入自卸车,然后运往后方堆场,件杂货同样采用固定吊卸船,再由牵引平板车运往后方堆场;堆场的装车作业由单斗装载机完成。堆场采用自卸车堆料作业,堆场面积为24435m2。 第二方案码头前沿采用连片式的平面布置方案,散货的水平运输采用漏斗+移动皮带机,其余与第一方案相同。堆场采用移动皮带机堆料作业,堆场面积为27493m2。推荐方案为方案一。3、结构形式第一方案为高桩墩式结构与重力式结构相结合,第二方案为重力式结构。与总平面布置相对应,两方案码头泊位总长均为385m。第一方案,靠船墩平面尺寸为66m,系船墩平面尺寸为54m,基础均采用600600预应力砼空心方桩;靠船墩及系船墩基础底板均采用现浇钢筋砼承台结构,承台底板上,采用预制、安装钢筋砼桁架结构,码头面层采用现浇钢筋砼面板;为保证船舶的安全靠泊,靠船墩江侧均设有橡胶护舷;为便于船舶在高、中、低水位时的系泊,系靠船墩在江侧均设有二层系缆设施。每个系靠船墩均通过搭板与后方堆场衔接。挡土墙为浆砌块石衡重式挡土墙。墙高4.0m,底宽1.82m。对浆砌块石结构,其石料饱和抗压强度不应低于50MPa。斜坡堤护岸全长206 m,采用抛填袋装砂斜坡堤结构。护岸外侧采用灌砌块石护面。上部护坡坡度为1:2,下部护坡坡度为1:2.5。堤心抛填袋装砂。在堤心与灌砌块石护面之间设土工布、二片石及袋装碎石。护坡堤脚处设水下抛石棱体。第二方案码头结构型式为沉箱重力式结构,沉箱顶高程为1.2m,底高程为-4.4m,单个沉箱高5.7m、长6.4m、底宽5.6m。考虑与后期工程的衔接,码头共布置60个沉箱,沉箱内回填开山石。沉箱上部为现浇混凝土胸墙,胸墙上设有橡胶护舷。码头墙后设抛石棱体及混合倒滤层,后方为陆上推填开山石。抛石基床厚2m,基床承载能力不得小于250KPa。护坡结构同第一方案。4、码头前沿线坐标位置上游点 X= 3533646.435 Y= 573348.930下游点 X= 3533288.189 Y = 573207.916第2章 工程河段河床演变分析2.1 河道概况拟建工程位于张家港六干河入江口门附近,所在河道属长江澄通河段下部通洲沙西水道。通州沙水道位于长江下游澄通河段(江阴徐六泾)的下段,为上游浏海沙水道及天生港水道与下游白茆沙水道之间的连接段,上起龙爪岩,下至徐六泾,全长22km,为一微弯分汊河型。该段江面宽阔,江中多潜洲心滩,从上至下有如皋沙群、通洲沙、狼山沙、铁黄沙等,属多滩分汊河道。水道进口及出口河宽相对较窄,约5.7km左右,中间放宽,最大河宽达10km以上,其进口由节点龙爪岩控制,出口由徐六泾节点段控制,平面型态基本呈“藕节状”。水道中上段被通州沙分为通州沙东水道、西水道,通州沙东水道为主汊,全潮分流比约95%。通州沙东水道中下段又被狼山沙分为狼山沙东水道、西水道,狼山沙东水道为主汊,分流比为77%左右。在通州沙左缘有新开沙及新开沙夹槽,夹槽内涨落槽均较强,近几年涨落潮分流比为7.0%左右;在通州沙西水道下口南侧铁黄沙和南岸之间的涨潮沟称为福山水道。目前主航道为通州沙东水道狼山沙东水道。2.2 河道自然条件2.2.1气象1、气温历年极端最高气温:38.2历年极端最低气温:-11.3多年平均气温:15.4一月平均气温:2.4七月平均气温:28.62、降雨历年平均降雨量: 1064.6mm历年最大年降雨量:1479.4mm历年最大月降雨量:328.6mm历年最大日降雨量:125.8mm多年平均降雨天数:10mm 31.9d;25mm 10.7d50mm 2.8d;100mm 0.4d3、风况当地常风向为NE向和SE向,频率均为9%,次常风向为ESE向和SSE向,频率均为8%,全年在NNE和SSE向之间出现风的频率为57%,强风向是NW向,最大风速为24m/s。据统计,5级且7级大风(风速在8.013.8m/s)天数为42.8天;7级大风(风速在13.9m/s以上)天数为12.8天。影响当地的台风平均23次/年,风向NE,一般67级,1987年七号台风,实测最大瞬时风速达20.0m/s。表2-1 常熟气象站实测风向频率及最大风速表风向NWNNWNNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNW频率(%)6557977898422246最大风速(m/s)24161414141414141413141231314204、雾况雾在年内各月份均有发生,并以冬季12月份及春夏季(37月份)出现的次数相对较多,本地区一般凌晨起雾,午后消散,多年平均雾日数为30.8天,年最多雾日数为60天,最少为5天,年内各月雾日分布见表2-2。表2-2 全年各月雾日统计表月份123456789101112全年雾日数(天)2.12.32.73.12.82.53.02.22.12.32.43.330.82.2.2 水文泥沙1、 潮汐拟建码头位于河口潮流区,属受潮汐影响的感潮河段,受上游迳流和河口潮汐双重影响,潮汐类型为非正规半日潮,潮位每日两涨两落,并有日潮不等现象,年内最高潮位一般出现在78月,最低潮位一般在12月份。由于受河道形态阻力和下泄径流的顶托作用,河口潮波在上溯过程中已变形,涨潮潮波变陡,落潮潮波变缓,落潮历时大大延长,落潮历时与涨潮历时之比在2:1左右。依据拟建工程下游徐六泾水文站多年统计资料,本水域主要潮位特征值如下(56黄海高程):多年平均高潮位 2.07m多年平均低潮位 -0.37m多年平均潮位 0.86m最大潮差 4.01m平均潮差 2.07m平均涨潮历时 4小时17分平均落潮历时 8小时8分2、水位根据下游徐六泾水文站资料,按海港水文规范要求推算出拟建工程水域设计水位如下:设计高水位 2.81m(高潮累积频率10%)设计低水位 -0.70m(低潮累积频率90%)极端高水位 4.45m(重现期五十年的年极值高水位)极端低水位 -1.48m(重现期五十年的年极值低水位)乘潮水位: 0.862m(历时2小时,保证率90%)3、波浪本河段属长江河口段,受夏季台风及冬季寒潮的影响,码头前沿水域将产生风成浪,本工程水域水面宽度在10km以上,形成风浪属浅水定常波,它的主要特点是限制于风区,参考拟建码头下游处徐六泾水文站数年测波资料及当地气象站多年实测最大风速资料,据海港水文规范要求推算出码头前沿设计高水位时的设计波要素值(重现期50年)见表2-3。表2-3 码头前沿设计波要素波向H1%(m)T(s)L(m)NW2.655.1538.98NE1.884.328.44、水流工程河段基本处于长江口潮流界范围内,长江潮流界随径流强弱和潮差大小等因素的变化而变动,枯季潮流界可上溯到镇江附近,洪季潮流界则下移至西界港附近。据实测资料分析,当大通流量在10000m3/s左右时,潮流界在江阴以上,当大通流量在40000m3/s左右时,潮流界在如皋沙群一带,大通流量在60000m3/s左右时,潮流界下移至芦泾港西界港一线附近。一般情况下,本河段主槽落潮流速大于涨潮流速,支汊和滩面上涨潮流速大于落潮流速。大潮时主槽和支汊涨落潮流速均大于小潮。5、地形地貌及工程泥沙拟建工程位于张家港市长江右岸七干河下游,地貌单元属长江下游冲积成因的河漫滩、河床地貌。拟建码头上游与宏泰通用码头相邻,码头泊位岸线顺直,码头平台前沿水深一般为1517米,水流深槽处坡度较陡,局部为陡坎,其坡比约为1:31:5,所处的长江江面宽阔,码头前沿区水深条件较好。勘区陆域临江修有防洪堤,堤顶高程+6.7米左右,均为浆砌块石护坡。大堤临江侧河漫滩宽度约400米,滩地较为平坦,地面标高一般在0+2.5米,随着潮汐的变化和洪水期、枯水期的影响淹没或露出水面;堤内陆域地势平坦,为吹填区,是张家港市在东沙的开发区。根据上游大通水文站资料统计工程河段来沙,年平均输沙率为12.9t/s,年平均输沙量为4.18108t,年平均含沙量为0.469kg/m3。79月三个月来沙量占全年的58%,12月份至次年3月四个月来沙量仅占4.2%,7月份平均输沙率为35.7t/s,1月份平均输沙率仅为1.14t/s。本河段洪季含沙量大于枯季。河床质泥沙较细,粒径大小分布不均匀,主槽河床质组成较粗,滩面泥沙较细,河床质中值粒径平均在0.120.16mm之间,悬沙中值粒径在0.0050.01mm之间。本河段滩槽变化主要是底沙推移运动所致,局部边滩淤积则为悬沙落淤。2.2.3 河段边界条件澄通河段属地质构造单位为扬子准地台的下扬子台凹与江南古陆的交接部分,地质构造区的方向受控于区外两侧的中期地台和华夏古陆,其方向以古生代的北东向和东西向为主,燕山运动和喜马拉雅山运动又产生北东向的断裂和褶皱。该区域河流走向受这些断裂方向的控制,水流几乎与断裂破碎方向相吻合。江阴附近的长江东北流向与背向斜裂隙发育方向一致,长青沙附近水流由东北折向东南,和断层构造线方向一致。地质构造上的断裂还有利于江心洲的淤积和汊道的形成,如皋沙群即发育在裂隙与断层的交汇处。通州沙水道受河流冲积作用和滨海沉积作用的共同影响,地貌分区属滨海冲积平原区长江水下江心洲。新生代以来,工程区地壳缓慢下降形成了一套松散堆积层,主要由第四系Q4、Q3冲积堆积物组成,具体如下:第四系全新统(Q4)岩性由灰色及灰黄色的淤泥混砂、粉细砂、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹砂及粉质粘土夹砂组成,状态一般为松散稍密或软塑流塑,主要分布于长江河床浅层。第四系上更新统(Q3)岩性由呈暗绿、褐黄色粉质粘土、粘质粉土、细砂组成,状态一般呈可塑硬塑状或中密状,主要分布于长江两岸及河床下部。2.3河床演变分析2.3.1历史演变分析通州沙水道所处的澄通河段正处于由河口段向近河口段的演化过程之中,因此沙洲冲淤及主流变化剧烈。十九世纪末和上世纪初,南通附近长江沙洲罗列,比较大的沙洲有海北港沙、浏海沙、狼山洲、登阳沙和通州沙等。由于长江主流顶冲北岸,靖江、如皋一带江岸崩坍严重,主流坐弯,泥沙受弯道环流的作用,逐渐堆积于江中,导致海北港沙发育,形成海北港沙南、北水道,长江主流从北水道通过,在浏海沙左缘附近与南水道汇流,由北岸过渡到南岸,受浏海沙的顶冲,使主流在天生港任港附近又回到北岸,主流流向呈“M”形,经天生港后走现通州沙西水道的位置,然后过狼山洲右侧下泄。在此期间,由于主流的持续拐弯,泥沙在偏离主流的缓流区沉降下来,造成海北港沙的进一步发育,及段山沙的形成,同时通州沙也在浏海沙尾部初现皱形。由于通州沙海北港沙北水道逐渐弯曲萎缩,南水道不断展宽发展。海北港沙左右两汊并存,1900年左右浏海沙头部被切开,分割出部分为偏南沙,登阳沙则缩小下移,此时通州沙汊道形成。由于浏海沙左缘的冲刷,主流由浏海沙过渡到北岸的顶冲点从天生港下移到狼山,主流贴北岸后进入通州沙东水道,在此阶段通州沙也在弯道环流的掩护下不断发育,洲体不断左移淤长。随着海北港沙北水道弯曲曲率的不断增大,北水道自然裁弯,海北港沙南水道发展为主汊,同时南、北水道汇流后顶冲左岸的段山沙,水流切割段山沙边滩,在江中形成横港沙的前身。而沿北岸仍留有一条水道,即天生港水道。海北港沙南水道在发展的过程中,不断向北弯曲,引起横港沙向南淤涨,挤压主流,导致在19311941年间,通州沙汊道主流又重回西水道。随着海北港沙并岸,又来沙发展,将水流分为南、北两条水道。又来沙的演变过程与海北港沙类似,在沙体形成初期,北水道为主汊。北水道在发展的同时,不断向北弯曲,又来沙不断扩大。这一期间,北水道逐渐弯曲萎缩,走向衰亡。1948年,长江发生大洪水,又来沙南水道冲深扩大,发展为主汊,导致通州沙汊道段的主流又从西水道过渡到东水道。1958年,通海沙并岸,随后大面积围垦。到1966年春,将徐六泾附近江面宽度从过去的15.7km,缩窄为5.7km,形成了徐六泾人工节点,同时由于1958年长江大洪水,河床冲刷剧烈,大洪水冲刷横港沙沙体,受冲下移泥沙与南通及狼山以下沿岸崩塌,切滩、崩岸的泥沙冲入通州沙东水道,在龙爪岩以下形成狼山沙,狼山沙形成后,逐渐发育并南移,使龙爪岩以下原通州沙东水道分成狼山沙东、西水道。从此,这样通州沙东水道形成上有龙爪岩节点,下有徐六泾节点控制,以狼山沙演变为中心、与新开沙的形成与演变也息息相关的新的历史时期。二十世纪六十年代,浏海沙水道沙体(如皋洲群)变化频繁,七十年代以来经过建成坝围垦,筑坝归岸,随着上游浏海沙水道已形成基本稳定的微弯河势,使得通洲沙东水道得以稳定发展,长江主流走通洲沙东水道及狼山沙西水道随着狼山沙冲刷下移,迫使狼山沙西水道向西摆动,并逐渐萎缩,狼山沙东水道逐渐发育,80年代开始长江主流形成主流走通州沙东水道,往下经狼山沙东水道后,在靠南岸一侧进入徐六泾缩窄段,形成近期基本河势格局。通州沙水道历史变迁如图四所示。2.3.2近期演变分析2.3.2.1 近期演变特征1970年以来,通州沙水道主流仍稳定在通州沙东水道,河道演变特征主要表现在以下几方面:(1)总体河势趋于稳定19761986年,通州沙水道深泓线上段稳定在通州沙东水道内,下段受狼山沙下移、西偏的影响,深泓线由狼山沙西水道转移到狼山沙东水道。此后,随着狼山沙沙体的基本稳定,深泓线稳定在通州沙东水道狼山沙东水道内,深泓线的变幅减小(如图五)。在东水道发展的过程中,通州沙西水道和福山水道总体呈现萎缩趋势(如表2-4、2-5)。通州沙水道总体河势趋于稳定。表2-4 通州沙西水道-5m等高线以下河槽容积变化表(单位:万m3)年份容积冲淤量年变幅19775903198343471556259.31993372062762.719974017-297-74.3199839873030.020014017-30-10.020044278-261-87.02006417210653.02008406310954.5合计1840注:“-”表示冲刷。表2-5 福山水道河槽容积近年变化表(单位:104m3) 年份项目 197719841993199719982001200420062008-5m以下394133813544346233212894271724962352-10m以下11761012109110901045902779663597(2)通州沙东水道的主汊地位不断加强,西水道逐渐演变为涨潮流占优势的水道,近年两汊分流比已相对稳定。20世纪90年代以前,由于如皋中汊的发展,浏海沙水道南岸顶冲点下移,主流从十一圩离岸向左过渡,顶冲横港沙尾,导致横港沙右缘尾段不断后退,使通州沙水道分流段主流逐渐偏离通州沙头,西水道进流条件恶化,分流减少,西水道逐渐演变为涨潮流占优势的水道。东水道由于分流增加,主汊地位不断加强,至2007年,东水道全潮分流比稳定在90%以上,-10m等高线以下河槽容积稳定在5亿m3左右,见表2-6、2-7。表2-6 通州沙东、西水道实测分流比变化表(%)测量时间东水道西水道大通流量(m3/s)大潮中潮小潮全潮平均全潮平均1982.08.94.091.090.292.08.047600-515001984.02.95.593.492.593.96.18800-95801987.07.92.790.489.490.79.349400-515001993.08.95.995.392.894.75.355800-596001995.10.97.798.192.396.13.929100-324002003.10.97.395.595.296.04.034000-370002004.0493.7194.3294.9494.325.6815700-201002005.192.091.692.091.98.111797140002007.791.0491.1688.990.49.6-表2-7 通州沙东、西水道-10m等高线以下河槽容积变化表(单位:万m3)年份通州沙西水道通州沙东水道容积冲淤量年变幅容积冲淤量年变幅19771926365101983595133122245230-8720-1453199351283849485-4255-4261997608-96-2450268-783-1961998567414150706-438-4382001572-5-251070-364-1212004643-71-245001610543512006644-1-1495804362182008664-20-1048635945473合计1262-12125(3)局部呈不利变化的趋势。如图五所示,上游入流顶冲龙爪岩段后向西偏折顶冲通州沙与狼山沙左缘,通州沙沙体下段左缘有所冲刷,狼山沙不断下移、西偏,主流右摆,1978年左右,新开港附近的江中形成了新开沙。新开沙形成后,受狼山沙下移、西偏和主流右偏的影响,新开沙迅速发展,沙头上提,沙尾下移,沙体展宽,目前沙头基本稳定,沙体仍呈不稳定状态。由于通州沙水道水下暗沙边界稳定性较差,虽然主流稳定在通州沙东水道狼山沙东水道内,但通州沙下段及狼山沙左缘持续崩退,河道展宽,在南农闸一带深槽向宽浅方向发展。2.3.2.2 岸线变化上世纪七十年后浏海沙水道老海坝沿线护岸工程的实施及东方红农场的围垦、19952001年四号港以下护岸工程的实施、2004年底长青沙至泓北沙导流堤工程的实施等,使本水道两岸的岸线基本得以控制,岸线较稳定。2.3.2.3 主流变化通州沙水道主流上承南通水道,依次经过通州沙东水道、狼山沙东水道,下行至徐六泾节点段。主流由南通水道右岸十二圩处向左岸过渡,在通吕河口以下贴左岸走通州沙东水道,而后至龙爪岩以下,脱离左岸右摆,沿通州沙左缘下行至狼山沙东水道,主流在狼山沙尾与狼山沙西水道汇合后至徐六泾节点段。主流自十二圩至徐六泾,平面上呈反“S”型。通州沙东水道主流受南通水道过渡段主流顶冲点上提的影响,龙爪岩以下主流西摆。同时,水道在龙爪岩以下河段展宽,也为主流摆动创造了条件。由通州沙水道深泓线变化图(见图五)上可以看出,1976年主流偏左岸进入通州沙东水道,在狼山稍下开始过渡至狼山沙西水道。进入20世纪80年代以后,随着上游浏海沙水道、南通水道的基本稳定,主流稳定在通州沙东水道-狼山沙东水道内,其中老洪港以下主流逐年右摆。1994年老洪港以下至水山码头深泓右摆较1986年而言,最大幅度达1600m左右;1998年营船港以下深泓较1994年而言,整体右移,平均偏移幅度达200m;2002年较1998年深泓的变化为,深泓整体右移的范围在南农闸以下至狼山沙沙尾处,最大偏移650m;2003年较2002年而言,龙爪岩以下深泓整体右移,其中狼山沙以上偏移幅度相对较大,在狼山沙偏移幅度相对较小;2003年至2008年,深泓上段较稳定,中段略有右摆,由于中段主流的摆动导致下段主流摆动,最大幅度达150m。主流在狼山沙西偏后,经徐六泾节点控制与徐六泾礁石群导流作用,水流在苏通大桥桥区水域有所右移,而流向继续北偏,与桥轴线法向交角增大。由上述分析可知,近年来随着上游河势的基本稳定,主流稳定在通州沙东水道狼山沙东水道,其中在通州沙水道的中下段,即通州沙东水道与狼山沙东水道的过渡段,局部主流摆动较大,出现明显的右摆西偏,此后,水流在苏通大桥桥区水域有所右移,而流向继续北偏,与桥轴线法向交角增大。2.3.2.4 洲滩变化(1)通州沙近年来,通州沙沙体大小及平面位置基本处于相对稳定状态,滩面,右侧略有淤高,通州沙沙体近二十年来左侧冲刷崩退。从表2-8和表2-9可以看出,1993年以前通州沙处于淤积发展阶段,1993年后,随着如皋沙群段河势趋向稳定,通州沙沙体的大小及平面位置总体处于相对稳定状态,滩面总体以淤积为主。19782008年,洲体-5m等高线以上累计淤积4177万m3,平均淤高0.45m。-2m等高线以上累计淤积1621万m3,平均淤高0.17m。表2-8 通州沙近期变化统计表项目197819831993199719982001200420062008沙体面积(km2)57.773.179.580.280.479.777.579.278.6沙体长度(km)21.622.322.522.722.522.722.322.522.4沙体平均宽度(m)267132783533353335733511347535203509沙体最高点高程(m)+0.6+1.0+0.9+0.1+0.5+0.3+0.6+0.9+0.9沙尾上提(m)-6734269912665151-1110注:表中数据按-5m等高线量取。表2-9 通州沙体积变化统计表(单位:万m3)年份-5m等高线以上-2m等高线以上体积冲淤量年均冲淤量体积冲淤量年均冲淤量197716057280819831740013432242655-1531993198252425243315650150199719366-459-11534723167919981966730130135719999200119910243814002431144200419731-179-604254252842006199201899543541005020082023431415744297538合计41771621注:“-”表示冲刷。(2)狼山沙狼山沙形成后,不断下移、西偏,目前,沙体已位于通州沙尾部,与通州沙趋于涨连,沙体已基本稳定,沙体左缘仍然处于后退趋势。狼山沙的形成是由于在1958年以前,通州沙沙体较窄,龙爪岩以下的东水道河道较宽阔,主流入东水道后,受龙爪岩的挑流作用,在龙爪岩以下逐渐偏离左岸,龙爪岩以下的左岸水域成为缓流区,泥沙在四号坝附近落淤形成长条形的狼山沙。狼山沙形成后,由于左岸南通侧岸线不断向后崩退,在弯道环流的作用下,崩塌的泥沙不断在江中落淤,使狼山沙不断发展壮大。同时,由于徐六泾节点的形成减弱了下游涨潮动力,导致落潮动力相对加强,受落潮流的冲刷,狼山沙不断下移、西偏,导致通州沙水道主流由通州沙东水道狼山沙西水道演变为通州沙东水道狼山沙东水道,主流方向由正南向转变为东南向,狼山沙东、西水道及通州沙西水道汇流点由野猫口下移至徐六泾附近。19581984年,狼山沙沙头累计下移约8600m,到达新开港闸与南农闸之间,速率为330m/a,沙尾下移到浒浦附近。这一时期,沙体面积增大至19.9km2;19842001年,沙头受水流冲刷,继续下移、西偏,沙头后退3.5km,但速率减小至206m/a,面积缩小至13km2左右;1991年以后,沙尾下移到了常浒河附近,受徐六泾节点的控制,沙尾下移趋势受到遏止,沙头下移幅度也逐渐减小。目前,沙体已位于通州沙尾部,与通州沙趋于涨连,通州沙东水道深泓线变化幅度大幅减小,逐渐向相对稳定的状态发展,但沙体左缘仍然处于后退趋势,从1993年以来,平均每年崩退约200m,且比较剧烈的部位主要位于狼山沙拐点以上,至2008年,沙体累计后退达1.5km,造成主流在此略有右摆,在狼山沙东水道出口苏通大桥桥区,水流流向出现北偏。通州沙与狼山沙之间的狼山沙中水道近年有所冲刷发展。深泓线的年际变化如图五所示。狼山沙沙体变化如表2-10:表2-10 狼山沙5m等深线历年变化表年 份沙体面积(km2)沙头后退沙尾下移(m)(m/a)(m)(m/a)19584.46197612.65238308.15820342.4198616.022002202983298.3199010.51802450.5-182-45.5199411.020651.539097.5199611.9286143-237-118.5199811.6245122.516281200110.8-197-65.7200210.9189189200311.5-490-490200611.39130.3200711.1-133-133200811.5-199-199注:“+”表示沙头后退、沙尾下移,“-”表示沙头、沙尾上提(3)新开沙新开沙沙体形成后,沙体上伸下延,沙体展宽,目前,沙头基本稳定下来,沙体仍呈不稳定状态。如图五图八和表2-11所示,由于东水道内主流不断西偏,导致1978年左右,新开港附近的江中形成了新开沙。沙体形成后,受狼山沙下移、西偏的影响,主流偏离左岸,新开沙迅速发展,沙头上提,沙尾下移,沙体展宽。1998年后,沙头基本稳定下来,沙尾仍在向下延伸,2004年越过水山围堤。20042008年,其尾部受冲刷较严重,又缩回到水山码头以上,该沙目前仍然呈不稳定状态。2003年,新开港附近的沙体滩面出现了切滩串沟,沙体分裂为上、下两块。表2-11 新开沙5m等深线历年变化表年份长度(km)平均宽度(km)面积(km2)长宽比1978年000-1994年7.50.856.48.81996年6.90.856.067.92001年11.20.887.2517.32002年10.10.656.4515.82003年10.60.647.0416.02004年12.40.678.2823.12005年11.70.617.2718.82006年12.70.627.0322.92007年10.90.555.2922.52008年5.90.493.639.6新开沙与北岸之间的狭长水道为新开沙夹槽,夹槽内涨落潮动力均较强。据实测资料,夹槽落潮潮量分流比2004年4月为9.9%,2007年7月为7.0%,无论大中小潮,基本上都是落潮流速大于涨潮流速。新开沙夹槽的演变与新开沙和通州沙东水道的变化息息相关。随着新开沙的淤涨发育,夹槽宽度不断缩窄。近十余来,由于沙头上延,影响到夹槽进流,夹槽上段河槽容积有所淤积,但中、下段则呈冲刷趋势,其主要原因是沙体中部在新开港附近出现了切滩串沟,增加了中、下段的落潮流量。见图七和表2-12。表2-12 新开沙夹槽-10m以下容积变化表(单位:万m3)年份容积变化值年均冲淤量1977251819833324-806-1341993109822262231997714384961998727-13-132001901-174-582004958-57-1920061303-345-17320081421-118-59合计10972.3.2.5 深槽变化水道深槽在龙爪岩以上紧贴左岸,由于左岸岸线稳定,因此深槽位置基本稳定。龙爪岩至南农闸为过渡段,为通州沙东水道;南农闸以下为一弯道,狼山沙沙体为弯道的凹岸,狼山沙将来流分为两汊,左汊为狼山沙东水道,右汊为狼山沙西水道。1、通州沙东水道近二十年来,通州沙东水道深槽,龙爪岩至老洪港深槽平面位置及宽度变化相对较小,深槽较为稳定;老洪港至南农闸深槽变化较大。通州沙东水道10m深槽年际变化见图七。上世纪八十年代以前,主河槽交替,10m深槽变化较大,平面位置变迁明显。1986年至今,10m深槽相对稳定,易变区位于南农闸对开处及弯道突岸(即北岸)附近,近二十年变化表现为:老洪港以上深槽总体略有左移,向贴岸发展,同时有所展宽,深槽有所发展。老洪港至南农闸深槽平面变化较大:1986年至1994年,深槽平面右摆,同时深槽的卡口位置有明显下移,下移距离约2.8km,且宽度有所增大,10m深槽由1990年708m展宽到1016m。至1998年之前,深槽较1994年右摆幅度将近500m,由于98大洪水,深槽左侧内出现浅滩,束窄深槽。而后,浅滩在涨、落潮流反复作用下上提、缩小,并入新开沙沙体,2002年以后,由于新开沙沙体大幅度淤长、下移,致使深槽左缘右移。深槽在沙体的挤压下整体右偏,但宽度变化不大。由于狼山沙的持续坐弯,导致深槽在南农闸一带向宽浅方向发展,尤其是2003年4月在新开沙外侧出现的裤子港沙咀,裤子港沙咀形成后迅速淤涨下移,在深槽左侧形成大片浅滩,10m深槽严重缩展,甚至2005年深槽内出现10m沙包。通州沙东水道12.5m深槽年际变化见图八。自长江主流在20世纪80年代走通州沙东水道-狼山沙东水道以来,12.5m深槽中上段相对基本稳定,12.5m深槽基本贯通;在南农闸一带,12.5m深槽变化较大,部分年份深槽宽度在南农闸处较窄,12.5m等深线宽度不足100m,部分年份12.5m等深线断开。20世纪90年代以后,受新开沙的挤压,南农闸及以下12.5m深槽左缘出现大幅度的右摆,在此期间通州沙左缘持续崩退,河道向宽浅方向发展,主流不断地西偏,裤子港沙咀形成,新开沙发展,通州沙东水道深槽水深条件在南农闸一带剧烈恶化,2002年和2003年12.5m等深线宽度最窄处分别只有约190m和250m,到2005年12.5m等深线中断,中断距离达750m,2006年等深线基本贯通,但深槽宽度在南农闸处不足100m,2007年12月、2008年6月,12.5m等深线在南农闸一带也略有发展贯通,但是宽度仍刚满足200m,且航槽里有小浅包存在。2、通州沙西水道(拟建码头所处水域)通州沙西水道在上世纪70年代及以前曾作为海轮主航道,10m等深线贯通,之后随着下段狼山沙头部及左缘不断崩退,狼山沙东水道断面扩大、河床冲深、分流比增加,而通州沙西水道平面坐弯、河床淤积、分流比减小,西槽5m线中断,河床淤浅,右侧5m线与右岸距离逐渐增加,后在中段从北至南斜向浅槽发展为中水道,在1978年槽内出现水深不足10m的浅区,1980年后,在弯道环流影响下,横港沙尾冲刷下来的泥沙一部分在通州沙头落淤,通州沙头部向上游发展与右岸间的浅滩淤涨,淤涨幅度自上而下增大,然后又逐渐减小,于1992年8月中水道被迫封闭,近20年来通州沙中水道河床仍不断淤积。西水道南岸存在长约24km,平均宽度达800m左右的边滩,中部由于通州沙体上存在多条横向串沟,涨落潮流在该区域分散,5m槽不能贯通,形成浅区。从西水道5m槽平面变化情况来看,西水道五干河以上河段多年来-5m线贯通,局部宽度达600m,2001年以来5m槽位置及宽度变化不大。西水道中部五干河农场水闸河段5m槽中断,1997年中断距离约3.7km, 1997年以来, 5m槽上槽不断萎缩,宽度缩窄至最宽处不足200m,至2004年在五干河附近再一次断开。西水道下段5m槽顶部1983年2004年间迅速向上游发展,上移距离超过3km,5m槽下段多年来位置基本稳定,宽度变化不大。虽然自1983年以来5m槽上、下槽中断距离有所减小,但西水道5m槽总体上仍呈萎缩趋势。通过西水道-5m以下河槽容积变化情况也能说明这一点(见表2-4)。通州沙西水道10m深槽、12.5m深槽变化分别见图七、图八。西水道下段农场水闸以下存在10m深槽,1997年以来,农场水闸长沙河闸间由于局部10m深槽有中断,10m槽位置及宽度变化较大,长沙河闸以下10m槽宽度变化不大,基本维持在450m以上,位置略向岸侧偏移,总体上基本稳定。西水道下段为福山倒套,倒套内水深条件变化频繁,从12.5m深槽位置变化可以看出(见图八),受倒套发展情况影响,12.5m深槽上延位置变化频繁,2003年,12.5m深槽顶部位置拟建码头下游约150m处,至2005年,12.5m深槽顶部下移至拟建码头下游约1.5km处,2005年2007年间,倒套迅速向上游发展,12.5m深槽上移至拟建码头上游约400m处,虽然2008年倒套顶部又转向下游偏移,码头前沿区域12.5m深槽消失,但近两年来,码头前沿区域水深条件又逐步转好,12.5m深槽上延至码头上游约1km位置处,根据2010年的测图,拟建码头前沿还出现了15m深槽。目前,通州沙水道上游河势与历史上相比已发生根本变化,浏海沙水道单一微弯,由于狼山沙的不断崩退,通州沙东水道河道过水面积增加,相应分流比增加,西水道分流比随之减小,主流已不会再摆向通州沙西水道,因此,西水道的的萎缩是不可逆的,西水道呈衰退趋势。但是由于西水道下段深槽演变为涨潮流占优势,其演变主要受徐六泾深槽的涨潮流的影响,进口段分流比的自然增减对西水道下段的水深发展影响相对较小小,通过近十几年来西水道下段深槽发展情况来看,10m深槽及12.5m深槽都有很大范围的上延,这表明西水道仍有一定的生命力,码头工程区域基本具备码头建设的河势条件。3、狼山沙东水道南农闸以下为狼山沙东水道,水道深槽受新开沙沙体及狼山沙沙体变化影响较大,历年来变化情况较为剧烈。(1)10m深槽变化狼山沙东水道10m深槽的变化主要表现为由于狼山沙的持续受冲和狼山沙东水道的坐弯,导致深槽在南农闸一带向宽浅方向发展,尤其是2003年4月新开沙外侧出现裤子港沙咀,裤子港沙咀形成后迅速淤涨下移,在深槽左侧形成大片浅滩,10m深槽明显缩窄,在2005年深槽内出现10m沙包。狼山沙东水道10m深槽的平面位置变化与上游通州沙东水道10m深槽变化趋势相同,整体表现为右摆,在1998年以前,摆动幅度大,1998年以后,摆动幅度相对较小。2000年以前,深槽宽度变化不大,多年基本保持稳定,2000年后,新开沙右沙咀发展,受新开沙尾部的挤压,狼山沙沙头处深槽束窄明显,2007年9月,狼山沙东水道10m深槽左侧浅滩下移到广德油业一带,2008年6月,裤子港舌状淤积体下移,10m深槽左缘卡口相应下移约600m。(2)12.5m深槽变化狼山沙东水道深槽变化:如图八所示,在20世纪80年代,长江主流再次回到狼山沙东水道时,狼山沙东水道12.5m深槽受狼山沙及新开沙夹槽出流的影响,12.5m深槽在汇丰码头附近紧贴左岸而下。此后在20世纪90年代,随着新开沙夹槽内涨落潮动力的加强,以及狼山沙的不断受冲后退,12.5m深槽整体缩窄西偏,19912002年,深槽左缘西偏距离达1200m,整体偏移达650m,最近几年偏移放缓,速度减缓。对比2006年,2007年、2008年12.5m深槽宽度没有发生太大的变化,但是从狼山沙沙体的低滩表现来看,出现明显的上提下挫,尤其从2008年来看,12.5m等深线下挫600m左右,促使新开沙沙尾12.5m深槽有较大幅度的后退萎缩。4、狼山沙西水道狼山沙西水道深槽变化受狼山沙沙体变化影响较大。随着主流在狼山沙东水道右摆,狼山沙沙体受压右移,相应狼山沙西水道右摆。10m深槽2000年以前右摆幅度较大,2000年以来摆动幅度减小(参见图七)。10m深槽头部1986年到1996年有大幅后退,而后基本保持稳定,位置不变。狼山沙西水道深槽变化以右摆为主,深槽宽度及深泓高程多年来稳定少变。5、新开沙夹槽变化新开沙夹槽由于处于新开沙沙体与左岸之间,夹槽内涨落潮动力均较强,据实测资料据实测资- 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