货运码头工程防洪评价报告-毕业论文.doc

宁波东方电缆有限公司货运码头工程·防洪评价 第1章第1章 概 述1.1 项目背景宁波东方电缆有限公司位于宁波市北仑区北仑小港街道联合区域，濒临甬江。为提供海缆直接下海运输条件，开拓其他货物中转装卸业务，服务区域交通运输，宁波东方电缆有限公司拟在招宝山大桥以西约300米的甬江南岸选址建造一座500吨货运码头。该区域属宁波港镇海港区，紧邻甬江招宝山大桥。根据防洪法、浙江省实施中华人民共和国河道管理条例办法、河道管理范围内建设项目管理的有关规定等要求，必须分析该工程对河道行洪及两岸堤防等影响，编制河道管理范围内建设项目防洪评价报告。华北水利水电学院承担了该项目工作，为了了解码头附近的河势及泥沙冲淤状况，项目组多次派研究人员到现场实地勘察、调查、收集有关河道、堤防、地质及水文泥沙等资料，宁波市水利水电规划设计研究院也大力协助此项工作，通过资料分析与平面二维数值模拟分析了该建设项目对甬江河道行洪方面的影响，在此基础上编制了本报告。1.2 评价依据1.2.1 有关法律法规（1）中华人民共和国水法，2002.10；（2）中华人民共和国防洪法，1998.1；（3）中华人民共和国河道管理条例，1988.6；（4）河道管理范围内建设项目管理的有关规定，1992.4；（5）河道堤防工程管理通则，1980.10；（6）宁波市防洪条例，2001.1；（7）宁波市甬江奉化江余姚江河道管理条例，2004.10。1.2.2 技术标准与规定（1）水利工程水利计算规范（SL104-95）；（2）堤防工程设计规范（GB50286-98）；（3）防洪标准（GB50201-94）；（4）河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则（试行）；2004.7；（5）关于进一步加强河道管理范围内建设项目管理的通知，水利部办建管20052号。（6）本文采用的高程系统为国家85高程系统，个别采用其它高程系统时均给予相应说明1.2.3 相关技术、规划文件（1）甬江流域综合规划报告，2002.9；（2）宁波市港口总体规划，2002.11；（3）宁波市内河航道网及港口布局规划，2002.5。1.2.4 报告编写其它依据（1）建设单位有关本项目的工程可行性研究设计委托书；（2）宁波港务局编制的宁波港总体规划（2003.10）；（3）宁波市相关政府部门编制的北仑新区总体规划（2001-2020）、宁波市北仑新区东片区发展战略规划（2003.12）；（4）交通部颁发的港口工程设计标准、规范；（5）宁波东方电缆有限公司货运码头工程可行性研究报告，上海港湾工程设计研究院 ，2007年8月。1.3 技术路线及研究内容根据项目合同、工作大纲，本项目技术路线及研究内容包括：1、利用近期研究河段河道实测水下地形资料，分析该段河道的演变情况及冲淤变化，预测码头工程建成后，码头上下游附近河段可能的演变趋势。2、建立反映潮汐作用的平面二维水沙数学模型，计算不同洪、潮频率组合条件下，码头工程对河道行洪的影响。3、根据二维水沙数学模型成果，研究河段工程前后的河势、水位、流场、冲淤及水流动力轴线的变化，分析码头建设对河势稳定、堤防安全、防汛抢险、现有和规划中防洪标准及水利工程的影响。4、综合分析成果，从行洪的角度，对东方电缆有限公司货运码头工程作出总体评价，并提出消除或减小不利影响的措施及建议。- 2 -宁波东方电缆有限公司货运码头工程·防洪评价 第2章第2章 建设项目基本情况2.1 建设项目概况2.1.1 地理位置拟建工程地处北仑小港街道联合区域，位于招宝山大桥以西约300米的甬江南岸，见图1。该处水路距镇海口约4公里，陆路与江南公路相接，接线距离近，交通便捷。该区域属宁波港镇海港区，处于甬江入海口河段，一般情况下候潮可通行5000吨的船舶。港区内波浪较小，具有完备的助航设施，在甬江内和七里峙均有锚地，可供大小船舶锚泊。该处通过港池疏浚修建500吨级泊位，地理位置基本满足要求，且岸线后方陆域宽阔，对发展港口堆存、仓储和滨海工业有利，具有较好的建港条件。码头地理位置见附图1。 图2-1-1 拟建码头工程所在位置2.1.2 建设标准及规模该工程为宁波东方电缆有限公司货运码头建设工程，该项目拟用岸线77米，建设500吨级码头一座，码头前沿水深-3.8米，工程全部完成后可形成年吞吐能力：电缆60万米，其它货物12万吨。陆域占地面积：1211m2。主要技术指标见表2.1东方电缆有限公司货运码头新建工程平面总体布置与立面布置见附图2、附图3。2.1.3 工程地质码头工程位于甬江右岸，码头部分处于凸岸浅滩区。码头水域地形泥面平缓，向江中心线缓倾。码头区水下泥面标高为+0.1m左右，该段潮流为顺岸往复流（据勘察期间观察），潮流侵蚀作用微弱，淤泥略大于冲刷，泥面有0.52.5m左右的淤泥淤积，场地附近的海堤未发现过量沉降或滑动等不良现象，说明自然岸坡稳定性好。浙江省工程勘察院在拟建码头附近江域进行了钻探、勘察。根据勘探孔揭露的地层岩性、埋藏分布情况及成因时代，主要地质分层为： (1)淤泥质粉质粘土（mQ34）灰色、褐灰色，流塑状，厚层状构造，含少量有机质，夹少量粉土薄层，粘塑性一般，局部较差。全场均有分布，物理力学性质差。 (2)淤泥质粉质粘土（mQ24）灰色、流塑，鳞片状，夹少量粉土或粉砂薄层，粘塑性一般，局部相变为淤泥质粘土。全场均有分布，物理力学性质差，高压缩性。 (3)淤泥质粘土（mQ24） 灰色、流塑，鳞片状，土质细腻，粘塑性好, 偶夹少量粉砂小团块，全场均有分布，物理力学性质差，高压缩性。 (4)粉质粘土（mQ14）灰色、流塑，鳞片状，局部有层理，土质不均一, 粘塑性较差,夹较多粉砂团块或薄层，局部相变为淤泥质粉质粘土。全场均有分布，物理力学性质差，高压缩性。 (5)中砂 灰绿色、浅黄色，稍中密，饱和厚层状,含少量粘性土，呈团块或薄层状,含量5%左右，偶夹少量砾石。全场均有分布，物理力学性质较好，低压缩性。工程建筑场地类别为III类。根据国家1/400万中国地震动参数区划图（GB18206-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-201），按VII度抗震设防，地震动峰值加速度为0.1g。表2.1 主要技术指标一览序号项 目 名 称单位数 量备 注1电缆装船量万m/年602其它货物吞吐量万t/年123设计货物年通过能力万t/万m13.8/66.14500吨级泊位个15泊位长度m776平台尺寸m×m60×187综合楼m2148陆域工程8用地面积m212112.2 河道基本情况2.2.1 河道概况（1）河道概况甬江口位于杭州湾最南端的浅滩水域，浅滩外是强劲的金塘水道流，大游山东脚至金塘水道-10m等深线的距离约为700m。甬江口外附近水体平均含沙量为0.997kg/m3。甬江上游径流量不大，平均年径流量为1415亿m3，上游泥沙下泄量很小，平均每年为2530万吨。口门段属弱潮河口，平均潮差仅1.71m，平均潮差流量为800900m3/s，年平均潮量为145150亿m3，年平均含沙量为1.0kg/m3以上，遇偏北大风时泥沙含量可达3.04.0kg/m3以上。自1959年三江口上游姚江建闸后，甬江发生强烈淤积，大约经过十三年的时间，全长22公里的河床才达到相对平衡。目前甬江航道水深基本稳定，外航道维护水深一般在7m7.5m之间，内航道水深在4m5m之间。为确保甬江口航道水深，由宁波港集团委托上海航道局第二工程公司采用耙吸式挖泥船在甬江航道常年疏浚维护，一年维护量在220万m3左右。码头所在的甬江河段属于甬江下游河段，除下游1km左右的镇海客运码头段最小河宽仅250m左右外，其它河段河面较宽，约400450m。（2）潮汐水文本地区潮汐性质属不规则半日潮，每年610月潮位较高，8月最高，12月到翌年4月潮位降低，一月最低，季节差达0.5米，遇东北风时潮位壅高可达0.87米，西南风时则能降低0.5米。根据镇海水文站的验潮资料分析推算，拟建码头水域的特征水位及设计水位如下(采用当地吴淞零点基面)： 特征水位历史最高潮位 +5.23m；历史最低潮位 -0.23m平均高潮位 +2.94m；平均低潮位 +1.13m平均潮位 +2.13m；历史最大潮差 4.21m历史最小潮差 0.30m；平均潮差 1.82m 设计水位极端高水位 5.23 m；极端低水位 0.25 m设计高水位 3.60 m；设计低水位 0.77 m1) 潮流与波浪工程河段虽属甬江内河，但属河口港范围，受海潮影响，潮流属涨落潮反复流。由于地形影响，潮流、流向、流速各处不同，港内平均流速为0.28米/秒。根据2005年6月25日实测资料，港区水域最大流速为1.16米/秒,平均流速为0.46m/s；最小流速约0.05m/s。甬江口位于杭州湾最南端的浅滩水域，浅滩外是强劲的金塘水道流，大游山东脚至金塘水道10m等深线的距离约为700m。金塘水道水深流急，历史上一直处于稳定状态。本工程码头位于镇海港区内，泊稳条件较好,江面平常几乎无浪，当海面出现西北大风时，会出现0.50m以上涌浪。2）泥沙甬江口外附近水体平均含沙量为0.997kg/m3。甬江上游径流量不大，平均年径流量为1415亿m3，上游泥沙下泄量很小，平均每年为2530万吨。口门段属弱潮河口，平均潮差仅1.71m，平均潮差流量为800900 m3/s，年平均潮量为145150亿m3，年平均含沙量为1.0kg/m3以上，遇偏北大风时泥沙含量可达3.04.0kg/m3以上。自59年姚江建闸后，甬江发生强烈淤积，大约经过十三年的时间，全长22公里的河床才达到相对平衡。目前甬江航道水深基本稳定，外航道维护水深一般在7m7.5m之间，内航道水深在4m5m之间。为确保甬江口航道水深，由上海航道局第二工程公司采用耙吸式挖泥船在甬江航道常年疏浚维护，一年维护量在220万方左右。由于港区水深维护次数与开挖水深有关，根据现场调查，甬江内相似的码头泊位区，一般码头一年要维护一次。2.2.2 洪水特性甬江洪水的主要特点是：山区暴雨汇流迅速，进入平原区后受两岸堤防约束及市区河道过水断面缩小影响，洪水下泄不畅；另外受下游涨潮流的严重顶托，洪水在一段时间内非但不能下泄，甚至被顶托倒流，若与台风遭遇则情况更为严重。造成严重洪涝潮灾害的主要是梅雨性暴雨、台风性暴雨、突发性暴雨和风暴潮。梅雨在平原地区容易产生内涝。突发性暴雨具有明显的突发性，历时短、强度大，洪水凶猛，危害性极大，主要是气象上较难捉摸的雷暴雨、东风扰动云团引起的暴雨等。台风暴潮的特点是风猛、雨急、浪大、潮高，破坏性极大。由于台风最活跃的时期是每年89月份，如果碰上天文大潮汛，很容易发生风、暴、潮三碰头。2.3 建设项目附近工程现状2.3.1 沿河堤防情况1999年前，甬江河段堤顶高程一般为2.74.0m，最高为4.6m左右，个别最低堤段堤顶高程在2.0m左右。为抵御潮水和洪水，1999年后，宁波市开始重点建设堤防工程。甬江自宁波三江口至镇海招宝山大桥，堤防河段长22km，其中三江口至常洪隧道段为中心城区范围，设防高程4.13m，常洪隧道下游堤防标高为4.63m。甬江干流全线防洪潮标准基本达到了100年一遇。甬江各河段主要控制点的堤距及堤顶高程见表2.2。表2.2 甬江两岸堤距及堤顶高程河段起 点终 点河长（km）堤顶高程（m）堤距（m）甬江三江口白 沙7.24.13160200白 沙印洪碶4.24.13200360印洪碶界牌碶5.24.63400420界牌碶轮渡码头9.44.63400480轮渡码头浃水大闸5.44.63255550现状甬江干流两岸防洪大堤基本控制了河道平面变化，见图2-2。图2-3-1 拟建码头河段堤防工程2.3.2 沿岸其它工程拟建码头下游约300m左右为招宝山大桥，上游紧邻火电厂燃煤码头，沿岸没有其他大中型水利工程。在码头下游3400m左右的左岸为镇海水文站。- 78 -宁波东方电缆有限公司货运码头工程·防洪评价 第3章第3章 河床演变3.1 河道水沙特性3.1.1 潮汐特性甬江河口为弱潮河口，属不正规半日潮型，一天有两个高潮和两个低潮，其相邻的高潮低潮均不相等。夏季的夜高潮高于日高潮，冬季日高潮高于夜高潮。从涨潮到落平，平均为12小时25分，涨潮历时平均为5小时50分，落潮历时平均为6小时35分，落潮历时比涨潮历时长45分。其流速、流向受地形影响，在不同的岸段有所不同。根据宁波及镇海水文站历年潮位资料分析，宁波站多年平均高潮位2.23m，镇海站多年平均高潮位为2.11m。宁波站最高潮位系台风期的风暴潮和上游洪水叠加所形成。历史最高潮位宁波站为3.31m（1997年8月18日），镇海站为3.35m（1997年8月18日）；最低潮位宁波站为-1.72m（1959年12月31日），镇海站为-2.07m（1952年1月26日）；历年平均高潮位宁波站为1.18m，镇海站为1.08m；历年平均低潮位宁波站为-0.49m，镇海站为-0.69m；历年平均潮差宁波站为1.70m，镇海站为1.75m。历年最大潮差宁波站为3.62m，镇海站为3.53m。由于姚江大闸建成，使得甬江的纳潮量减少，进入姚江的潮波受大闸拦阻发生反射，使得高潮抬高，低潮降低，潮差增大。2005年10月宁波市水利水电规划设计研究院曾在新建码头上游清水浦码头断面进行了全潮水文测验。2006年9月，宁波市水文站曾在新建码头上游约4km处（王家洋闸上游约700m）进行了全潮水文测验。在各断面的观测断面上设置了3条垂线，测量流速、流向和潮位。有关实测资料的特征值统计情况见表3.1。表3.1 两次全潮测验的特征值统计表（%） （单位：m、m/s）测验断面时间最高潮位最低潮位最大潮差最小潮差最大流速清水浦码头上游6km0510，19日7时至20日8:302.12-1.0332.161.54（涨）1.36（落）0510，25日10时至26日13时1.24-0.421.660.310.82（涨）0.94（落）清水浦码头上游4km0609，23日17时至24日21时1.74-0.912.31.01.42（涨）1.34（落）069月30日9时至10月1日13时1.38-0.571.950.510.86（涨）1.01（落）从流速变化过程分析，在无径流汇入情况下，流速纵向分布：涨潮流速大于落潮流速，涨潮流向与落潮流向平行。3.1.2 泥沙特征甬江的泥沙由流域来沙和海域来沙两部分组成，主要来自奉化江流域。据奉化溪口站实测资料统计，年平均输沙量为4.63万t，平均侵蚀模数137.33t/km2，年产沙量为17万吨。海域来沙远大于流域来沙，1个潮的涨潮平均输沙量为1.73万吨，10个潮的涨潮输沙量即等于全年流域来沙。海域来沙多为易淤难冲的淤泥、潮水挟沙引起的泥沙输移及河床冲淤变化。甬江口冬春季含沙量大，3月份为高峰；秋季含沙量小，7、8月份为低谷。白沙站1957年实测涨潮平均含沙量为0.27kg/m3；落潮平均含沙量为0.23kg/m3。1982年平均含沙量为0.98kg/m3。这里也借用清水浦河段2005年10月实测河床质级配情况和水样含沙量分析成果见表3.2、表3.3。表3.2 拟新建码头河段河床质泥沙级配表（%）D（mm）0.250.0740.0740.0050.050.010.010.005D501河床质8.85.150.79.90.0162河床质41.63.321.111.10.0223河床质19.718.036.78.50.024表3.3 拟新建码头河段实测含沙量分析成果表 (单位：kg/m3)日 期时 间1含沙量2含沙量3含沙量日 期时 间1含沙量2含沙量3含沙量10月19日7时2.112.232.3410月25日100.580.700.778时1.531.310.46110.610.610.379时2.262.980.68120.410.420.3610时3.192.561.85130.400.480.6311时3.192.722.62140.800.570.7212时4.052.873.01150.870.630.8513时3.633.082.39160.770.740.9615时3.123.432.83170.900.651.0917时1.203.072.16190.260.270.3019时1.592.302.50210.290.320.4020时1.862.250.86230.600.900.9221时1.221.900.8310月26日10.740.810.7522时1.721.690.8020.480.610.3723时2.841.861.7530.320.430.2710月20日0时2.271.771.1540.300.420.291时2.101.820.9550.290.340.272时0.361.321.4160.330.340.334时0.962.191.8670.280.350.336时1.551.832.1090.270.280.328时2.372.722.87110.290.330.30130.480.320.263.2 河床近期演变3.2.1 河床演变与整治(1) 河床演变冲积平原上的甬江河道平面形态呈微弯蛇曲状，曲折系数1.2，具有蜿蜒型河段的一般特点。为了防洪排涝，多年来两岸河堤逐步形成。当山洪爆发大水漫堤或决口时，水流突破堤岸约束，对河槽的作用相对减弱；大水退去，堤防又按原位复建，这样便长期维持了中水小河槽的基本流路。20世纪50年代以后，随着地区经济建设发展的需要，自宁波市区开始，逐步将河岸建成浆砌块石的直立式岸墙，如今甬江河段已接近平面弯曲的人工渠化河道。根据甬江河实测水文资料，涨落潮流的含沙量一般在0.050.7kg/m3范围，主槽床面泥沙在涨急和落急时，具有起动和被输移的条件。由于上游水土保持和修建挡潮闸，甬江上游来沙量已逐年减少。目前以海域来沙为主。海域来沙颗粒较细，除了在挡潮闸下游缓回流区可能落淤外，在甬江河槽内一般都能被落潮流再次向下游输移，尤其是汛期下泄流量较大时，将能把枯水期淤沙掀起带走，自然状况下，甬江过水能力基本能维持。但是随着地区经济发展，甬江下游段两岸修建不少货运码头。这些码头栈桥类似河道工程的透水桩坝，引起栈桥上下游边岸浅滩的泥沙淤积。虽然航道疏浚保持了航槽的通畅，但对河道滩地行洪能力的影响却不能忽视。这种状况一方面造成行洪有效断面减小，另一方面也增大了边岸滩地糙率，引起下游段行洪能力的减小与洪水位的抬高。（2）河道整治甬江河段全长25.6km，是甬江流域排水通道和宁波通航咽喉，河段整治是关系到流域经济社会发展的治理重点。1950年对江堤做了全面培修；1956年又在修复水毁地段基础上对江堤作了重点加固；从1950年起至1961年，沉船打捞基本完毕，清除了航道障碍；1954年对局部浅滩进行疏浚，可以使3000吨级客轮航运；1961年至1978年对江道进行大规模疏浚；1980年至1983年疏浚和建筑挑水导流设施相结合，对镇海港区段进行整治，使江道平均江底高程达到-4.0m，口门段-7.0m，保证了3000吨级客轮出入甬江，万吨轮停泊镇海港区。1987年，对市区三江六岸进行清障。1999年起实施宁波市三江六岸防洪整治工程。甬江河段在近半个世纪里面有3次淤积，作了3次疏浚。第一次因抗战初期为防御日舰侵入而打桩、沉船设障，引起口门段至张鉴碶至清水浦段局部淤浅，经清除沉船并与1954年进行疏浚，挖去甬江口和清水浦3处浅滩泥42万m3，使3000吨级客轮行道畅通，对行洪也有利。第二次因1959年姚江闸建成，引起全江严重淤积，经1961年至1978年大规模疏浚，才使3000吨级客轮可候潮航行。第三次因1975年至1978年建成镇海港拦海大堤，改变了河口形状，引起港区严重淤积，经采取疏浚和综合整治相结合措施，才使万吨级轮船顺利停泊镇海港区，3000吨级轮船可自由航行。3.2.2 河床断面冲淤变化码头工程位于甬江南岸，码头部分地处弯道凸岸浅滩水域。泥面平缓向江中心线缓倾。码头区水下泥面标高为+0.1m左右，该段潮流为顺岸往复流（据勘察期间观察），潮流侵蚀作用微弱，淤泥略大于冲刷，泥面有0.52.5m左右的淤泥淤积。为了解河段内冲淤变化及典型断面的河床形态变化规律，在研究河段附近选择YJ39YJ44六个分析断面，根据实测量资料套绘2000200420052006年间各断面的大断面图，各典型断面的冲淤变化见图3-13-7。就全河段断面演变而言，则呈现出洪水岸线不变，断面形态的变化主要反映在河槽与滩唇的冲淤变化。码头上游YJ43断面处于弯道过渡段，左岸有一定淤积，主槽则受电厂煤码头过船影响，有冲有淤；依靠挖泥疏浚，右岸还略有冲刷。分析拟建码头的FJ1断面，在码头所在处的右岸一侧，20002004年有比较强烈的淤积，20042006年滩沿又有所恢复，总体看近年来右岸浅滩比较固定、变化不大；主槽略有淤积；对岸受该处码头栈桥间回流淤积影响，近年左岸滩地有一定淤积。码头下游的YJ44断面处于招宝山弯道段，左侧凹岸处于深槽航道，略有冲刷；右侧凸岸浅滩近年有一定缓慢淤积，强度不大。图3-2-1 YJ39断面典型断面的冲淤变化图图3-2-2 YJ40断面典型断面的冲淤变化图图3-2-3 YJ41断面典型断面的冲淤变化图图3-2-4 YJ42断面典型断面的冲淤变化图图3-2-5 YJ43断面典型断面的冲淤变化图3-2-6 附加断面典型断面的冲淤变化3-2-7 YJ44断面典型断面的冲淤变化为了解河道断面形态的演变过程，统计分析拟建码头附近河段各断面的河相系数（各断面之间距离约为500m），不同时期河相关系沿程变化见图3-2-8，各断面河相关系系数见表3.4。由表3.4知：各控制断面的平均水深随时间有变化波动，2004年断面略有淤积，2006年变化很小但还是略有冲刷。由图3-2-9可以看到沿流程也呈现周期性波动变化，弯顶河道窄深些，故河相关系系数较小，也相对比较稳定；过渡段则较宽浅，河相关系系数较大，特别在过渡段的YJ34和YJ38断面，河相关系系数波动也较大，说明过渡段的河道断面形态还处于不断变化的调整期，近几年YJ38断面左岸的码头和修建在滩地里的一些构筑物使主流右移，河相系数也有所减小。在拟建码头附近河段的上下游两个湾顶比较稳定，近年河相关系变化不大，YJ41断面保持在1.41.8之间，而YJ45断面则保持在2.22.5之间；过渡段YJ43断面受煤码头上游影响，断面有整体右移的趋势，系数基本维持在6.16.5。拟建码头附近上下游的断面河相关系系数基本都比较稳定，系数基本维持在3.64.0之间，表明该河段河道形态调整不大，体现了近海口河段的弯道进口段的几何形态特征。为了解河道纵向演变过程，点绘甬江深泓线不同时期变化，见图3-2-9。河道深泓沿程基本呈周期性波状变化，弯顶处为波谷，局部河底高程最低；过渡段浅滩脊处为波峰，局部河底高程最高。待建码头距上一弯道弯顶下游1300m，该弯道弯顶（YJ4041）河底最低高程约13.6m，形成一个深56m的局部河床凹陷，是甬江河口段的最深处，对潮流及海洋来沙都有一定的调控作用。近年来待建码头附近河段深泓变化不大，上游略有冲刷而下游略有淤积。图3-2-8 研究河段历年河相关系变化图图3-2-9 研究河段历年深泓线变化研究河段实测月冲淤量的统计计算值见表3.5。分析附近河段汛期月冲淤量表3.4可知：河段的冲淤演变宏观上呈现出以微弱淤积为主的特征。2002年6月至7月研究河段处于微淤状态，累计淤积量约1.9万m3，平均淤积厚度4.2cm。表3.5 拟建码头附近河段实测月主槽冲淤计算成果断面平均冲淤厚度（m）计算河段河段冲淤量（m3）平均冲淤深度（m）注YJ220.018YJ22YJ25-1990-0.02计算时段从2002年6月至2002年7月YJ23-0.1YJ24-0.02YJ250.012YJ270.03YJ27YJ2829850.030YJ280.16YJ280.16YJ28YJ299950.012YJ29-0.018表3.4 研究河段各断面河相系数统计表断面年份平均水深（m）河宽BYj3920003.682754.5120044.352753.8120064.222753.93Yj4020007.1157.61.7720049.3157.61.35Yj4120008.32181.7820048.72051.65Yj4220002.643046.620043.78373.45.1120054.16373.44.65Yj4320002.452246.1120042.45256.56.5420052.46256.56.51Fj120004.75316.23.7420044.82298.23.5820054.52321.63.9720064.52316.23.93Yj4420007.282702.2620046.982702.353.3 东方电缆货运码头建设前河段的河床演变分析甬江是冲积平原上比较典型的蜿蜒型河道。20世纪中叶以后，随着地区经济建设发展的需要，自宁波市区开始，逐步将河岸建成浆砌块石的直立式岸墙，如今甬江江已是平面上有弯曲的人工渠化河道，东方电缆货运码头位于甬江南岸微弯河段的凸岸一侧的上游。随着当地经济的发展，在研究河段两岸修建不少码头等临河建筑，压缩了河道过流断面，对附近河段的河势带来一定的影响。分析现有码头修建前附近河段的河势，航道内水深一般在4.05.0m左右，河面宽一般在450m左右，主流偏左岸一侧。图3-3-1显示了码头修建前，栈桥断面（FJ1附近断面）的河床断面形态；从图3-3-1也可以看出，码头附近处于弯道上游进口，相对河道较宽，主流偏靠左岸深槽。拟建栈桥处的凸岸浅滩区为嫩滩，受上游煤码头影响，处于有冲有淤、总体微淤状态。该段河道两岸修建码头较多，受建筑物约束，码头靠船侧借助疏浚与船行波影响，基本保持冲淤平衡，而近岸滩地则受回流影响处于淤积状态。由于甬江河段两岸都修建有浆砌石岸墙，在码头附近河段也修建有堤防工程，因此河岸的抗冲性较强，河岸的横向发展受到限制，也保持了该河段河宽基本不变。该河段的潮流为顺岸往复流，河段受潮流侵蚀作用微弱，淤积略大于冲刷，滩面有0.5m左右的淤泥淤积，附近的堤防未发现过量沉降或滑动等现象，说明自然岸坡稳定性好。图3-3-1 东方电缆有限公司货运码头拟建处滩地淤积状况由于该河段定期内会对主航道进行清淤，因此主航道能维持一定的航深；该河段码头修建前滩涂的冲淤变化不大，使得码头附近河段在较长一段时间内维持相对的稳定状态，河势基本维持不变。通过分析不同年份的河相系数分析可知，该河段20002006年的河相系数基本维持在4左右，表明两岸码头修建对河道的影响经过一段时间的调整，使该河段又处于相对的稳定状态。该河段在2000年以来，由于定期清淤，深泓线位置基本没有发生很大变化，其航道的最大水深也相对保持稳定，水深一般在4.55米左右。 3.4 东方电缆货运码头建设后河段的河床演变趋势预测3.4.1 拟建码头工程方案拟建码头总平面布局上紧邻煤码头下游，栈桥长46.9m，栈桥前沿与滩沿齐平；拟用岸线77米，靠船平台顺流向长60m。码头前沿停泊水域宽度大于2倍设计船宽，需通过挖泥疏浚将码头前沿水深控制在-3.8米。回旋水域尺度按椭圆长轴为2.5L（L为设计船长），短轴为1.5L。由于受到甬江航道的限制，拟新建码头前沿线受到严格控制。该码头前沿水深条件不甚理想，水深不足通过疏浚港池来解决。3.4.2新建码头工程附近河段的河床演变分析修建在河中的码头工作平台和栈桥桩群会使码头处过流面积减小。桩群阻水作用反映在两方面：从主航道方面看，桩群占据主槽的阻水面积与码头处航道过水面积相比较小，桩群阻水作用对非汛期主航道产生的壅水作用有限；从全河道断面看，近岸滩地受桩群阻水作用相对比较严重，码头栈桥上下游近岸滩地回流淤积相对严重。拟建电缆货运码头上游紧邻已有的电厂运煤码头，下游400m就是招宝山大桥，两者之间会形成较大的回流区，回流区内水流流速减小，水流挟沙能力降低，从而造成该处近岸滩地是凸岸浅滩淤积区。东方电缆有限公司货运码头虽然侵占一部分的滩地，但栈桥头部没有超出凸岸浅滩滩沿，所以修建码头后对主流的影响不大。由于两岸临河建筑物上下游滩地的回流可能会逐年淤积加重，相应主航道压缩变窄，因此东方电缆有限公司货运码头修建后，该河段河相系数可能会逐渐减小，这主要取决于新建码头附近边滩的淤积状况。由于东方电缆有限公司货运码头下游边滩淤积是在凸岸浅滩区，因此适当控制其发展是可以维持河势稳定的。调查甬江已建的类似码头，近岸桩群附近的滩地淤积相当严重，拟建码头附近煤码头现状滩地淤积情况见图3-4-1。栈桥上下游均存在回流区，在无大洪水的非汛期，滩地回流区的淤积是不可避免的。淤积泥沙来源主要是海相来沙。由于目前港池要满足在设计低水位时的满载吃水要求，港池需要经常疏浚。根据研究河段一些码头的港池疏浚情况来看，在一个水文周期年港池的平均回淤量为0.30.8m左右，拟新建码头的平均回淤量也基本维持在这个淤积水平。主槽则有冲有淤，加之航道及水利疏浚，主河槽大致冲淤平衡。淤积区图3-4-1 某已建码头滩地淤积状况在汛期遇大洪水、高潮位，河道全断面行洪时，滩地行洪能力可能因桩群阻水及非汛期滩地淤积而减小，对码头上游水位壅高产生一定的影响。从平面看，新建码头建成后，虽然非汛期栈桥上下游近岸区的边滩淤积是不可避免的，但汛期大洪水及高潮位组合引起水流挟沙能力提高，滩地汛期还是有一定冲刷，在有些大断面水下地形套绘图对比中也可以看到滩地冲刷的情况。汛期大洪水的河槽主流的强造床作用通常都会形成对主槽的一般冲刷，另外工作平台及靠船墩桥桩附近会产生类似丁坝坝头的强烈局部冲刷，从而又降低了码头桩群的壅水作用。大量的码头、桥梁工程实际运行状况表明，建筑物附近的河床冲淤演变的一般规律为：码头桩群的阻水作用使桥位上游水位有壅高现象，上下游近岸滩地产生持续淤积，而栈桥头部桩群附近范围会有局部冲刷。码头新建后，滩地持续淤积一般会加剧主槽的弯曲率，但对整体河势不会有明显影响。由于河道航道经常性的疏浚，主槽不会出现持续性的强烈淤积；经一段时间调整，码头上下游河段河床冲淤将逐渐趋于稳定。通过分析不同年份的河相系数分析可知，该河段20002006年的河相系数基本维持在4左右，表明东方电缆有限公司货运码头修建后，该河段经过一段时间的调整，会处于相对的稳定状态，河道深泓线位置也基本不会发生很大变化。宁波东方电缆有限公司货运码头工程·防洪评价 第4章第4章 防洪评价数值模拟计算4.1 洪水模拟研究方法对于河口、海岸、湖泊、下游河道等宽浅型水域，水平尺度远大于垂向尺度，水力要素（流速、水深等）在垂直方向的变化要远小于水平方向的变化，沿水深分布比较均匀，其流态、水力要素可用沿水深平均值来表示。采用水深平均的平面二维水沙运动方程可较好地反映这类流场中水流泥沙运动特征，较好地解决一些宽浅水域的河流模拟计算问题。拟建宁波东方电缆有限公司货运码头处于甬江微弯河段，为了精细研究码头附近河段的洪水、流速及河床变形，决定采用平面二维水沙数学模型进行数值模拟研究。应用平面二维水沙数学模型可以计算典型的潮波过程，河道及河口近海段不同时刻不同断面的水位、流速、河床地形状况、变化趋势，以及不同条件下的河道与潮波水面线。同时可以将计算成果制作成相关分析图表、动画，可以很方便、直观的了解洪水演进。根据该问题的要求和河段特性，确定研究计算河段为YJ13断面（杨木碶水闸）至YJ50断面（甬江入海口），河段总长19.3km。4.2 平面二维数学模型的建立4.2.1 平面二维数学模型的理论基础对于宽浅型河流，水深平均的二维水沙控制方程可较好地反映河流中挟沙水流运动特征。本模型的水流基本方程由三维时均雷诺方程沿水深积分得到，并以混长紊流模型求解紊动切应力。通过沿水深积分，得到较为完善的平面二维水动力、泥沙与河