近海工程-第四章-河口治理工程課件

第四章河口治理工程EstuaryImprovementEngineering第四章河口治理工程EstuaryImprovemen1概述河口段及其兩岸處于河海連接、過渡的特殊位置。各國家已把“河口開發(fā)”作為振興沿海與內(nèi)地經(jīng)濟的重要關鍵與途徑。河口地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢通過水運同廣大腹地聯(lián)系附近建有不同規(guī)模海港河口在我國分布較均勻常形成輻射狀三角洲內(nèi)地腹地對外交流的門戶干流兩岸是重要經(jīng)濟帶和工業(yè)與城鎮(zhèn)的優(yōu)良發(fā)展區(qū)有利于沿海經(jīng)濟發(fā)展河口三角洲成為內(nèi)引外聯(lián)的重要過渡區(qū)域概述各國家已把“河口開發(fā)”作為振興沿海與內(nèi)地經(jīng)濟的重要關鍵與2河口的特色經(jīng)濟發(fā)達資源密集環(huán)境復雜產(chǎn)業(yè)交錯直接承受由太平洋傳來的潮汐、風浪、海流的影響臺風、暴潮、海嘯的影響冬季寒潮大風及風暴潮影響北方冰凌的影響對河口必須實行“綜合治理、綜合開發(fā)”的方針河經(jīng)濟發(fā)達資源密集環(huán)境復雜產(chǎn)業(yè)交錯直接承受由太平洋傳來的潮汐3河口治理工程疏浚挖槽筑閘擋潮水道整治河口治理工程：根據(jù)排洪、航運、灌溉、圍墾等需要，采用整治、疏浚和其它措施改造河流入海段的基本建設項目。在河口地區(qū)形成人工水道區(qū)、圍涂區(qū)、蓄水區(qū)等，用來開辟深水通海航道或泄洪排澇水道河疏浚挖槽筑閘擋潮水道整治河口治理工程：根據(jù)排洪、航運、灌溉4采用挖泥船或其他機具以及人工進行水下挖掘土石方的工程。

一、疏浚工程（DredgingProject）（1）對于沙質(zhì)和沙卵石河床：

采用挖泥船挖除礙航的泥沙堆積物，增加航道水深。（2）對于石質(zhì)河床：

采用爆破的方法（常稱炸礁）炸除礙航的石嘴、石梁、孤石、巖盤等。圖4-2長江最大清淤船“海翔號”挖泥船(8m3)

圖4-1抓斗挖泥船疏浚作業(yè)

第一節(jié)疏浚挖槽鏈斗式挖泥船鏟斗式挖泥船采用挖泥船或其他機具以及人工進行水下挖掘土石方的工程。5a.在航道和港口工程中，疏浚工程的主要任務有：開挖新的航道、港池和運河改善航道的航行條件，維護航道尺度，消除對船舶有影響的流態(tài)開挖碼頭、船塢、船閘及其他水土建筑物的基槽與開挖相結(jié)合的吹填及疏浚物綜合利用工程圖4-3秦皇島港吹填造地工程(完成疏浚及吹填工程量約3000萬m3，形成陸域400萬m2。)

a.在航道和港口工程中，疏浚工程的主要任務有：開挖新6（1）通過疏浚，航道尺度即刻增加，通航條件即可改善，無需大量的工程材料和人力；不會引起不良后果。（2）疏浚方法不但常常被單獨使用，而且能與利用整治建筑物改善航道的方法相結(jié)合。

b.疏浚的特點c．疏浚工程的主要問題d．航道疏浚工程分類

挖槽內(nèi)的泥沙淤積(？)

基建性疏浚

維修性疏浚

臨時性疏浚

疏浚的泥土處理（1）通過疏浚，航道尺度即刻增加，通航條件即可改善，無需大7疏浚工程的規(guī)劃設計：航道挖槽定線確定挖斷面尺度選擇挖泥船泥土處理疏浚后，挖槽將發(fā)生回淤，故需持續(xù)用疏浚來維護槽深。疏浚工程的規(guī)劃設計：航道挖槽定線確定挖斷面尺度選擇挖泥船泥土81、挖槽的方向與主流方向一致，與主流向交角不應超過15°。二、挖槽定線及拋泥區(qū)選擇a.挖槽定線的基本原則

2、挖槽應通過淺灘凹鞍，并位于主流線上。3、挖槽在平面上常設計成直線，挖槽不可避免出現(xiàn)折線時，其轉(zhuǎn)彎半徑應滿足要求，并適當加寬。4、在滿足航道尺度的條件下，挖槽斷面宜窄而深，不宜寬而淺。5、挖槽應選擇最短線路。

1、挖槽的方向與主流方向一致，與主流向交角不應超過15°。91、疏浚泥土拋置后，應不致再回淤至挖槽或附近的航道。b.拋泥區(qū)選擇（泥土處理）2、應避免在養(yǎng)殖場、取水口等工、農(nóng)、漁生產(chǎn)地區(qū)選擇泥區(qū)，防止對環(huán)境產(chǎn)生污染。

3、拋泥區(qū)應有足夠水深，使拋泥船能打開泥門正常拋泥。

圖4-4抓斗挖泥船1、疏浚泥土拋置后，應不致再回淤至挖槽或附近的航道。b.拋泥10b.拋泥區(qū)選擇4、挖槽至拋泥區(qū)應有安全航道可通。在條件許可下挖槽至拋泥區(qū)的距離盡可能縮短，以提高工效。

5、盡量使所拋泥沙有利于維護挖槽穩(wěn)定，改善航道，可用疏浚土填塞支汊、壩田及可能引起有害分流的尖潭等。

6、用邊拋法拋泥，應慎重研究水流的流速、流向能否將邊拋的泥土帶出挖槽及航道之外，盡量減少對挖槽及附近航道產(chǎn)生淤積。

圖4-5船吸揚14號b.拋泥區(qū)選擇4、挖槽至拋泥區(qū)應有安全航道可通。在條件許可11土木工程材料CivilEngineeringMaterials要求:a.拋泥地選擇一般有鄰近區(qū)、遠距離區(qū)和陸上三種；b.拋泥區(qū)的遠近直接影響疏浚效率與成本；c.拋泥區(qū)宜選在水流較緩慢、風浪較小處且有足夠水深與面積處。土木工程材料CivilEngineeringMater121．水下拋泥c.河口開敞水域疏浚拋泥方法2．邊拋法

3.向岸邊吹填

問題（1）拋泥方法如何選取？（2）哪種方法效率最高？

1．水下拋泥c.河口開敞水域疏浚拋泥方法2．邊拋法3.向岸13近海工程

offshoreengineering

要求:a.河口發(fā)展航運時一般需要對河口攔門沙和入海航道進行疏浚；b.挖槽定線除了要考慮環(huán)境因素和船舶操作性能外，還需考慮泥沙回淤量較少；c.在條件與財力允許的情況下，應盡量采用“吹泥造陸”方法，包括“吹泥上岸”或“吹泥上灘”。泥沙在河口口門附近的堆積體近海工程offshoreengineering要求:14第二節(jié)水道整治一、我國河口重點整治目標1、錢塘江口河口的沖淤演變是水流、泥沙、河床相互作用的結(jié)果。2、長江口3、珠江口

QiantangRiverEstuary

Yangtze

RiverEstuary

PearlRiverEstuary

徑流與潮流的共同作用咸水與淡水的混合作用

4、黃河口

YellowRiverEstuary

第二節(jié)水道整治一、我國河口重點整治目標1、錢塘江口河口的沖15近海工程offshoreengineering水道整治要求:a.遵照對河口進行綜合治理與綜合開發(fā)的要求；b.遵循河口段演變的規(guī)律；c.通過必要的整治建筑物，改善流場、控制水沙、調(diào)整河床，進行水道整治。近海工程offshoreengineering水道整治16（一）錢塘江口水道整治

我國最大最壯觀的潮汐---錢塘江潮錢塘江在杭州灣流入東海，河口外寬內(nèi)狹，寬處達100千米，狹處只有幾千米。海水剛進?？?，水面寬，越往里就越受河流兩岸地形的約束，海水只好涌積起來，并且越積越高，加之錢塘江流出的河水受到阻擋，又促進水位增高，好像一道直立的水墻。當后面的海水不斷涌入時，就形成了后浪趕前浪，一浪疊一浪的壯觀景象。（一）錢塘江口水道整治

我國最大最壯觀的潮汐---錢塘江潮17每逢農(nóng)歷8月18日，來浙江海寧一帶觀潮的人，成群結(jié)隊，絡繹不絕。這時的岸邊，人山人海，萬頭躦動，人們焦急地等待那激動人心時刻的到來。每逢農(nóng)歷8月18日，來浙江海寧一帶觀潮的人，成群結(jié)隊，絡繹不18不一會兒，忽見人群騷動，只見遠處出現(xiàn)一條白線，由遠而近；不一會兒，忽見人群騷動，只見遠處出現(xiàn)一條白線，由遠而近；19錢塘江還未發(fā)怒。。。。。。錢塘江還未發(fā)怒。。。。。。20錢塘江開始蘇醒。。。。。。錢塘江開始蘇醒。。。。。。21剎那間，壁立的潮頭，像一堵高大的水墻，呼嘯席卷而來，發(fā)出雷鳴般的吼聲，震耳欲聾。剎那間，壁立的潮頭，像一堵高大的水墻，呼嘯席卷而來，發(fā)出雷鳴22洶涌壯觀的錢塘潮，歷來被譽為“天下奇觀”。人們通常稱這種潮為“涌潮”，也有的叫“怒潮”。洶涌壯觀的錢塘潮，歷來被譽為“天下奇觀”。人們通常稱這種潮為23八月十八觀潮節(jié)----達到劉翔的速度才能賽過潮水

很多人并不了解錢江潮，不知道潮水的威力，但喜歡冒險的刺激，覺得

自己跑得快，只要在潮水到來之前跑上大堤，就會沒有事情。

八月十八觀潮節(jié)----達到劉翔的速度才能賽過潮水

24錢塘江口與杭州灣錢塘江口與杭州灣25錢塘江為何如此兇猛？

根據(jù)錢塘江的涌潮特性，潮景壯觀之處往往是危險之處，涌潮的推進速度及摧毀能力非血肉之軀所能抗衡，其壓力可高達7噸/平方米。

錢塘江潮特別兇猛，這跟錢塘江口外寬內(nèi)狹，形似喇叭有關。杭州灣灣口從北岸的南咀至南岸的鎮(zhèn)海，相聚有100公里;而往上游132公里至鹽官，江面竟縮小到到2.5公里。外海來的大量潮水涌進狹窄的江道時，潮水來不及均勻上升，就只好后浪推前浪，層層相疊。錢塘江水下多沉沙，在江口一帶形成一條沙坎，這些沉沙對潮流起阻擋和摩擦作用，使潮水前坡變陡，速度減緩，從而形成后浪趕前浪，一浪疊一浪，一浪高一浪的涌潮。另外，在浙江沿海一帶，夏秋之間常刮東南風，如果風向與潮水涌進的方向大體上一致，也會助長了它的聲勢。

錢塘江為何如此兇猛？

根據(jù)錢塘江的涌潮特性，潮景壯觀之處往往26錢塘江口的特點錢塘江口平均潮差5m以上的“極強潮河口”涌潮是錢塘江口治理與開發(fā)的主要障礙和重大難題錢塘江口的特點涌潮是錢塘江口治理與開發(fā)的主要障礙和重大難題27錢塘江口的治理與開發(fā)

治理措施護岸工程對錢塘江口八堡以內(nèi)58km河段采用杭州灣徑流影響甚微，但水域開闊，且地域涉及上海，其治理與開發(fā)復雜，需慎重。圍涂工程對錢塘江南岸大規(guī)模采用

老海塘1977年開始加固魚鱗石塘，使之達到防護標準

尖山河段對從八堡到澉浦的47km的尖山河段進行整治

涌潮景觀慎重考慮保護涌潮景觀問題錢塘江口把原有的海域、湖區(qū)或河岸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙劐X塘江口的治理與開發(fā)治理措28（二）長江口水道整治

我國的黃金水道---長江口水道長江口是巨型豐水多沙河口，經(jīng)過長期的歷史演變和人工圈圍護岸,形成了三級分汊、四口入海的穩(wěn)定格局。河口段從江陰至入?？冢鎸捰?200余米擴展至91公里，水流漸緩、加之咸、淡水交匯，形成河口環(huán)流系統(tǒng)，河口下段形成了40—60公里的淺水區(qū)，即所謂“攔門沙”。依靠人工疏浚航道僅能維持7米水深，嚴重阻礙著大型船舶暢通航行。這也意味著，中國最為富庶的長三角經(jīng)濟區(qū)被大自然扼住了咽喉。（二）長江口水道整治

我國的黃金水道---長江口水道29長江口長江口30長江口區(qū)位示意圖長江口區(qū)位示意圖31長江口的特點長江口徑流與潮流強弱交替，潮流較強，潮流量與含沙量為徑流的9.37與2.59倍攔門沙淺灘礙航為長江口治理與開發(fā)的主要障礙和重大難題屬“中潮河口”長江口的特點攔門沙淺灘礙航為長江口治理與開發(fā)的主要障礙和重大32長江口的治理與開發(fā)

治理目標與措施南京下游是長江黃金水道的黃金河段發(fā)展航運是長江口治理與開發(fā)的重點目標南京-上海沿線尤其是上海和上海港為長江三角洲對外交流的主要門戶

整治攔門沙淺灘1998年1月27日長江口通海深水航道整治工程正式啟動建設上海港新的集裝箱樞紐港區(qū)是上海國際航運中心的關鍵項目新港區(qū)選址迫在眉睫，需擇優(yōu)確定長江口長江口的治理與開發(fā)治理目標與措施南京下游33

治理長江口打通攔門沙發(fā)揮長江黃金水道優(yōu)勢治理長江口打通攔門沙發(fā)揮長江黃金水道優(yōu)勢34（三）珠江口水道整治

從“黑點”到“亮點”

---珠江口水道珠江口水域港口眾多，航線交叉，航路復雜，水道縱橫交錯，水系構(gòu)成復雜，東西和南北往來的船舶多在此轉(zhuǎn)向、交匯，因此珠江口成為我國通航密度和通航量最大的水域之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，每天過往此水域的各類船舶４０００艘次以上，年通航量達到１５０多萬艘次。同時，萬山群島又是我國華南沿海重要的漁場，每逢漁汛季節(jié)，都有大量漁船在此捕魚，大大增加了珠江口水域的通航密度。這里曾經(jīng)是一個全國聞名的“黑點”：２０００年發(fā)生船舶事故４１宗，死亡２７人。船長一到這里就提心吊膽，被交通部列為全國重點監(jiān)管水域。這里現(xiàn)在是交通部的一個“亮點”：２００４年僅發(fā)生船舶事故９宗，死亡１人。珠江口，從“黑點”到“亮點”，真實記錄了廣東海事部門體制、監(jiān)管手段和監(jiān)管理念的３個喜人變化。

（三）珠江口水道整治

從“黑點”到“亮點”---珠江35隨著經(jīng)濟發(fā)展，香港與澳門的回歸，發(fā)展航運已成為珠江口的突出需求！隨著經(jīng)濟發(fā)展，香港與澳門的回歸，發(fā)展航運已成為珠江口的突出需36珠江口地理位置珠江口地理位置37珠江口的特點珠江口由西江、北江、東江匯合而成，潮流量與含沙量為徑流的2.04與0.826倍。三江匯合后形成網(wǎng)河三角洲分8個口門入海。珠江三角洲妥善處理航運、防洪、圍涂三者的關系已成為珠江口治理與開發(fā)的主要矛盾和重大難題。屬“弱潮河口”珠江口的特點珠江三角洲妥善處理航運、防洪、圍涂三者的關系已成38珠江口的治理與開發(fā)

治理目標與措施伶仃洋航道連接珠海和香港的，穿越伶仃洋的跨海大橋正在籌建中圍涂問題當前伶仃洋和黃茅海的圍涂問題仍十分嚴重，令人深憂黃茅海航道打通黃茅海通海航道西岸核心城市珠江口西岸核心城市加速跑西江航道西江航道整治正在進行河口灣盡力保護河口灣珠江口珠江口的治理與開發(fā)治理目標與措施伶仃洋航39港珠澳大橋設計圖港珠澳大橋設計圖40（四）黃河口水道整治

我國的黃沙水道---黃河口水道黃河嚴重缺淡水，入海沙量世界第一，三角洲演變劇烈，前沿沖淤變化更為突出，洪水泛濫和風暴潮入侵災害嚴重，海水倒灌、咸水危害使土地堿化分布很廣。黃河水少沙多聞名于世黃河多年平均來沙超過10億噸（四）黃河口水道整治

我國的黃沙水道---黃河口水道41黃河口地理位置黃河口地理位置42黃河三角洲沉睡百余年20世紀60年代勝利油田開發(fā)21世紀前半期地下與海底油、氣開發(fā)黃河三角洲長期處于自然狀態(tài)帶動了三角洲迅速發(fā)展，新興河口城市—東營市已成為中心與標志當前與未來的高效生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)仍然是三角洲發(fā)展經(jīng)濟的主要支柱產(chǎn)業(yè)將是三角洲可持續(xù)發(fā)展的主題與方向黃河三角洲比起數(shù)千年以上的長江、珠江三角洲要年輕得多，不穩(wěn)定、不成熟、不和諧。黃河三角洲沉睡百余年20世紀60年代21世紀前半期地下黃河三43黃河口的特點黃河口潮流量與含沙量為徑流的0.194與0.142倍，平均潮差為0.5m以下；黃河口完全由徑流控制水環(huán)境問題、水利與資源開發(fā)的關系已成為黃河口治理與開發(fā)的主要矛盾和重大難題屬“極弱潮河口”黃河口的特點水環(huán)境問題、水利與資源開發(fā)的關系已成為黃河口治理44黃河口的治理與開發(fā)

治理目標與措施行水問題--安排好黃河來沙出路（運用人工放淤成陸開發(fā)方案）水環(huán)境的治理改善問題--與資源開發(fā)密切相關，也關系到水資源的開發(fā)利用洪水問題--提高抗洪防潮能力（需考慮分洪措施；急需修建三角洲前沿地帶的封閉提防）排水問題--規(guī)劃好排水系統(tǒng)與標準（進一步規(guī)劃好大范圍的排水系統(tǒng)）節(jié)水問題--作為堅持黃河三角洲開發(fā)的長期指導原則改善水環(huán)境--為了黃河三角洲的開發(fā)黃河口積極改善水環(huán)境黃河口的治理與開發(fā)治理目標與措施行水問題45二、我國河口分段特點潮汐河口由潮流與徑流相互作用、咸淡水混合影響所控制，潮波傳入河口上溯受徑流阻擋和河口床邊界限制與摩阻影響，發(fā)生顯著變形與衰減，潮差和潮流逐漸變小，河床也發(fā)生相應的變化。水流動力場長江口珠江口潮汐河口分段根據(jù)河口的水流動力場、泥沙運動場和河床態(tài)特征二、我國河口分段特點潮汐河口由潮流與徑流相互作用、咸淡水混合46潮汐河口分段潮波沿河上溯最遠處沿河漲潮流出現(xiàn)的位置口門口外海濱潮汐河口分段潮波沿河沿河漲潮流出現(xiàn)的位置口門口外47進口段水位受潮波影響含沙量隨流域來沙變化受潮汐影響水流為與徑流一致的單向流與潮汐無關落潮時水面坡降增大，使河線拉長趨緩，河岸易坍塌潮區(qū)界和潮流界之間（河口區(qū)的河流斷）進口段水位受潮波影響含沙量隨流域受潮汐影響水流為與徑流一致的48河口段此河段徑流與潮流勢均力敵從潮流界向下游在鹽水界范圍內(nèi)水質(zhì)惡化洪季小潮時以徑流為主枯萎大潮時以潮流為主水流改變?yōu)槭艹毕珴q、落形成的雙向往復流鹽水入侵海改變了河口段流速和含沙量分布潮流界和口門之間（河口區(qū)的過渡段）此河段徑流與潮流強弱交替、咸水與淡水混合類型交換、含沙量高低更迭河口段此河段徑流與潮流從潮