西江金鱼沙游艇码头工程防洪影响分析.pdf

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1、第 2 7 卷第 2 期 2 0 0 8年第 2 期 红水河 Ho n g S h u i Ri v e r V0 1 2 7 No 2 No 2 2 0 o 8 西江金鱼沙游艇码头工程防洪影响分析 钟伟强，唐造造，陈灿辉(广东省水利水电科学研究院，广州5 1 0 0 0 0)摘要：拟建的游艇码头工程实施后将对西江干流的防洪产生一定程度影响，通过对工程河段 河床演变趋势和行 洪影响的研究分析，客观评价可能造成的影响，为工程决策提供科学依据。关键词：河床演变；分流比；河势；行洪；防洪影响；西江干流码头工程 中图分类号：TV1 2 2 3 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 1 4 0 8 X(

2、2 o o 8)0 2 0 0 4 40 4 1 工程概述 金鱼沙位于广东省云浮市云城区的东北部，东 经 1 2 0。0 9 ，北纬 2 3。0 4 。地处西江中下游的河道 中 间，距云浮市中心 1 6 k m(地理位置见图 1)。某公司 拟结合该岛所处的区域位置及 自然环境特点，开发 金鱼沙附近水域，建设集水上休闲、娱乐于一体的生 态度假 区。该项 目涉水工程主要 由两部分组成，一 是进港航道的挖槽，二是游艇码头的桩柱。由于建 设项目位于西江河道范围内，作为人工建筑物可能 对西江干流的行洪、排涝、河势稳定、堤防安全、防汛 抢险等方面造成一定程度的影响，因此，有必要对建 设项 目 作防洪专题分

3、析论证，为该工程的设计、项目 审批等提供科学依据。图 1 工程地理位置图 2 建设项 目基本情况 2 1 河道概况 西江为 珠 江 主流，全长 2 2 1 6 k m，集 水 面积 3 5 3 1 1 0 4 k m?，占珠江流域 总面积 的 7 7 8 3，是 我国南方最大的河流。金鱼沙位于悦城以下约7 k m 处，主流出悦城经都骑镇，河面宽约 6 0 0 m左右，主 收稿 日期：2 o o 7 1 21 8 作者简介：钟伟&(1 9 7 5 一)，男，广东兴宁人，工程师，硕士，主要从事河流动力学、g-Y s 学应用研究，E m a il-k k k z w q 1 6 3 e o m。4

4、4 维普资讯 http:/ 钟伟强，唐造造，陈灿辉：西江金鱼沙游艇码头工程防洪影响分析 流至响水村河面展宽至 1 4 0 0 m，至西坑 口河面又 缩窄至 7 5 0 m左右，从都杨至西坑 口之间约 8 k m 的弯段形成一江心沙金鱼沙。金鱼沙主流位于 右汉，枯水期水流归槽，左汉无水流通过，河床裸露；洪水期特别是特大洪水期间左汉水流动力较强。该 河段右汉受“鸡公基石”、“猫山”和“将军角”突出山 体控制，河岸稳定，右汉左岸为金鱼沙洲，滩岸受冲 刷呈不稳定。该河段通航平均水深在 1 0 m 以上，航 道宽度充裕、弯曲半径较大，通航条件优 良。岛屿两 头小，中间大，长约 9 2 0 m，最宽处达

5、1 6 0 m，其形似“金鱼”。2 2 堤 防现状 目 前，西江中下游尚无防洪控制性的枢纽工程，沿岸防洪大都按“上蓄、中防、下排、外挡”的防洪治 理原则进行工程配置，两岸 的水利工程主要是堤 围 和排涝站，形成了一个 较完 整的防洪工程体系。金 鱼沙河段左、右两岸分别是德庆市悦城镇和云浮市 都杨镇，右岸的主要水利设施为大涌河堤围和已建 的大涌河水闸。左岸堤围主要有响水、枝围、中地等 子堤以及路堤结合的3 2 1 国道。右岸大涌河堤现状 防洪能力为 2 0年一遇，堤顶高程为 1 8 2 m，堤顶宽 4 0 m。保护耕地 0 1 3万 h m2，人 口 2 5万人。左 岸德庆市的城镇沿江大堤大部分

6、达到 5 0 年一遇防 洪标准，堤围结构形式有浆砌石、混凝土及路堤结合 等。左岸其它保护耕地面积在万亩以下的堤防，堤 防标准采用 1 O年一遇，为 5级堤 防。2 3 工程设计方案 建设项目拟在金鱼沙岛左汉水域及西江右岸猫 山与江湾村之间水域布置两个游艇港湾区A区(左 汉)和 B区(右汉)。两个码头布置形式基本相同，均采用浮码头结构。各包括 1 个超大型游艇泊位、2 个大型游艇泊位、2 0 个 8 0 m5 0 m泊位、1 5 个 1 0 0 m5 0 m泊位和 8 个 1 6 0 m6 0 m泊位，总共 9 2个游艇泊位；两港湾 占用岸线 长均为 1 2 7 m，宽度 1 1 5 m，码头前

7、沿停泊水域底高程 一2 6 0 m。回旋水域布置在码头前方，与西江航运干线之 间采用宽 3 0 m，底高程为 一2 6 0 m的进港航道连 接。游艇码头采用钢引桥与后方岛(陆域)连接。码头结构采用浮码头结构，码头面高程可随水 位的变化而升降。端部嵌套在 8 0 0 r n r n的钢筋混凝 土空心桩上，以限制码头水平方向移动。码头采用 玻璃纤维增强塑料整体成型，码头面层采用 C C A防 腐木材。码头主干道宽 2 0 m，次干道宽 1 5 m，码 头通过人行梯和人行栈桥与岛连接。3 工程河段演变特点 3 1 洲滩的形态及成因 金鱼沙洲位于悦城以下约 7 k m处的西江中，金鱼沙岛将河道分为两汉

8、，凹岸深槽，凸岸浅滩的河 道态势几十年来基本保持稳定，河宽、深泓线走势几 十年来变化不大。该河段呈弯曲型，主流至响水村 河面突然展宽，右岸受“鸡公基石”、“猫山”和“将军 角”突出山体形态控制，受岸线形态及弯道环流影 响，该处水流流态紊乱，引起水沙横向输移，河床局 部形成深潭，如鸡公基石下游形成水深达 2 5 m 的深 潭，猫山下游形成水深达 3 1 m的深潭，以及金鱼沙 洲尾下游多处出现不同程度的冲刷。由于弯曲河段具有“高水取直，低水坐弯”的特 点，枯水期该河段主流在右汉，水流归槽，左汉无水 流通过，河床外露；洪水期特别是特大洪水期间主流 取直，左汉过流，左汉水面坡降大于右汉，左汉水流 动力

9、增强，洪水期间水流有切割左汉的趋势。9 0年 代发生的2次百年一遇洪水引起金鱼沙泥沙的重新 分布，洲头及左汉受水流冲失约 6 0 0 m便印证了上 述水流特性。总之，金鱼沙的成因是由该河段上游 来水来沙以及河床边界条件等因素决定的，受弯道 环流和岸线形态影响是造成此处水流流态紊乱，形 成金鱼沙洲并使其长期存在及不断变化发展的主要 原 因。3 2 工程河段近期冲淤情况 为分析该河段的河床近期演变情况，分别利用 1 9 9 3年、1 9 9 9 年及 2 0 0 4年河道地形资料，对应切取 断面 1 6 个进行分析，覆盖河段上起悦城镇，下至肇 庆禄步镇，比较分析河段长约 1 9 k m。根据以上三

10、个不同年份的河道断面资料，按照 平滩水位以下河道容积统计，本河段在 1 9 9 3 1 9 9 9 年之间河道容积为减小(河段表现为淤积)，河道淤 积以枝围村 5 号断面、郎塘村 1 3 号断面为中心，河 道容积分别减小 2 2、6，该河段共淤积 3 8 8 1 0 0 m3。1 9 9 9-2 0 0 4 年该段河道呈现冲刷趋势，河道容 积增大约 5 1 7，全河段共冲刷1 6 8 9 1 0 3 m 3。由深泓线年际变化图(见图 2)可见，该河段整体表 现为有冲有淤，但以冲为主。其中，1 9 9 3 1 9 9 9年 深泓最大淤高 6 0 6 m，最大冲深 8 1 9 m，平均冲刷 0 6

11、 7 m，1 9 9 9-2 0 0 4年深泓最大淤高 5 8 8 ，最大 冲深 一 6 7 4 m，平均冲刷 0 3 7 m。4 5 维普资讯 http:/ 红水河 2 0 0 8年第 2期 0 1 0 目-2 0 -3 0 檀-4 0 5 0 图2 西江悦城禄步段深泓线多年变化图 根据 1 9 9 3-2 0 0 4年地形 图的对 比，1 9 9 3-2 0 0 4 年，1 3号断面的最 大河宽有所增大，河宽增加最 大值接近 6 0 m；6 9号断面河 宽则 呈减小 趋势，1 9 9 3-2 0 0 4年最大河宽减小值最大可达 1 6 4 m，说 明 1 9 9 3-2 0 0 4年金鱼沙

12、洲头受 冲刷严重，洲尾也略 有冲刷，2 0 0 4年沙洲洲头 比较 1 9 9 3年 受冲刷下移 约 6 0 0 m；1 3 1 6号断面的最大河宽也有所减小，河 宽减小数值沿程变化较大。因此，1 9 9 3-2 0 0 4年金 鱼沙河段横向变形以淤积为主。从总的变化趋势看，金鱼沙河段深槽 的平面位 置多年来稳定少变，深泓线走势几十年来变化也不 大，基本维持在动态平衡状态，仅局部略有 冲刷或淤 积。洪水年特别是特大洪水年，则水流流态紊乱以 及洪、枯水流向不一致将会造成洲头、洲尾进一步受 冲刷，但不致于引起该河段发生较大变化。从动态 的角度来看，随着 泥沙 的补 给，局部河床 变化对供 水、灌溉

13、、航运的影响较小。4 建设项 目对河道行洪影响分析 4 1 工程对水面线的影响 一、二维水流定床数学模型计算成果表明，工程 的兴建 占用河道的行 洪面积较小，对水流有影 响的 涉水建筑物主要为码头 的桩柱群，工程后仅局部水 域的水位和流速略有变化。在洪水频率 P=0 5、1、2 和 5 四种水文条件下，工程引起 的壅水 主 要位于金鱼沙洲头及游艇码头前部，壅水高度以 Q =5 4 0 0 0 m 3 s 流量(P=1)时最大，其中游艇码 头(A区)前部的最大水位壅高值可以达到0 1 2 m，右汉游艇码头(B区)前部的最大水位 壅高值为 0 0 4 m 但局部区域水位的壅高值明显大于河道 左、右

14、两岸水位的壅高值，分析其主要原因是码头桩 柱为局部阻水建筑物，该处所引起的壅水仅限于建 筑物附近。从壅水影响范围来看，由于该河段在高 洪水位时为河道放 宽段，上、下游河段均为束窄段，天然情况下水面比降较小，故壅水范围相对较宽，其 4 6 规律一般为构筑物上游壅水。水位壅高0 1 m以上 范围局限于游艇码头上游 5 0 m范围内，壅高 0 0 2 m以上范围局 限于旅游码头上游约 4 0 0 m 范 围内，可见壅水高度衰减很快。受进港航道挖槽后过水面 积扩大影响，工程实施后，上游 2 2 k m以上水位还 略有降低，但均小于 0 0 2 m，其规律为洪水流量越 大，上游水位降幅越小。4 2 工程

15、对河道分流比影响分析 本工程位于西江金鱼沙河段，工程影响范围内 河道被江心洲金鱼沙将西江干流水道分成左右 两汊。金鱼沙左汉分流比随着流量的增加逐步增 大，到 3 9 0 0 0 m3 s 时，天然情况下左汉分流比可以 达到 4 2 4 9，这主要是 由于随着流量的增加，主流 带向左偏移。从工程后 的情况看，由于工程实施后 左槽已挖通，在 1 2 0 0 m3 s 时，左槽已过流，因此该 方案在中小流量时分流比增加较大，如 1 2 0 0 m 3 s 时增加 5 3 3，在 7 0 5 0 m3 s 时增加 9 2 8，在流 量超过多年平均流量 7 0 5 0 m3 s以后，左汉分流比 增加率随

16、流量增大逐渐减小，至 3 9 0 0 0 m 3 s 时，左 汊分流比增加 4 9 1，具体见图3。即中小流量时，左汊分流比增加率随着流量的增加而增加，超过多 年平均流量后，分流 比增加率随着 流量 的增加而逐 渐减少。总的来说，工程实施对局部河段分流 比影 响较大的是中水，其次是洪水，最小是枯水。但由于 航道挖槽偏远离主槽(右汉)，因此对主流区的水深 影响较小，同时，挖槽后左汊分流比的增大，有助于 减轻右汊 凹岸的受冲程度，一定程度上有利于大洪 水的宣泄。筮 蜷 图 3 左汊分流 比变化 图 4 3 对河道流速的影响 为能够更精细的反映工程局部流场，利用平面 二维数学模型，选用多级流量计算工

17、程前、后金鱼沙 河段的流速及其 变化。从 流速 变化等值线 图可看 出，工程引起的河道流速增加并不明显，最大流速增 大位置位于游艇码头 A区前部，其范围很小，呈带 维普资讯 http:/ 钟伟强，唐造造，陈灿辉：西江金鱼沙游艇码头工程防洪影响分析 状分布，其长度随着流量的增加逐渐加长，这主要是 建筑物的阻水作用造成。其余还有三个部位流速略 有增大，一是金鱼沙上游，二是 B码头下游和金鱼 沙尾部右侧河道凸嘴处，但范围均小，不超过 1 0 0 1 5 0 m，流速增加值均小于 0 2 m s。其主要原 因 是：虽然构筑物有一定的阻水作用，但左汊进港航道 挖槽扩大了过水面积，其综合效应是建筑物阻水的

18、 作用减小了。从工程兴建前、后的流速分布图来看，二维计算区域流速分布与等深线分布基本一致，河 道主流动力轴线偏向右岸，也与河道深泓线(航槽位 置)基本一致，其工程前、后的平面位置基本上未发 生变化。即除工程近区以外，流速分布、主流线位置 都无明显变化，工程对流速分布及流向影响是局部 的，因此，兴建工程对河道主流动力轴线位置的走势 影响不大，工程后，河道整体水流流速分布与天然情 况并无明显差别。5 结论 综合以上资料分析，工程实施引起的水位和分 流比的变化量值和幅度都较小，仅建筑物上游局部 区域水位有一定程度壅高，其变化幅度和范围也有 限，对河道两岸水位影响均小于0 0 1 m；拟建工程 对流速

19、影响也是局部的，对工程水域水流动力、河道 的整体流态的影响亦较小。因此，可以认为金鱼沙 岛开发建设项目的兴建不会对西江干流水道的防洪 态势产生明显 的不利影响。参考文献：1 S I A4 9 3，水利水电工程设计洪水计算规范 S 2 广东省水利水电科学研究院 云浮市金鱼沙游艇码头 与国防教育基地综合开发工程防洪评价报告 R 广 州：广东省水利水电科学研究院，2 0 0 6 3 谢鉴衡，丁君松，王运辉 河床演变及整治 M 武汉：武汉水利电力大学，1 9 8 7 4 张慧军 沙河南章令大桥防洪影响评价 J 河北水利 水电技术，2 0 0 4，(2)：1 8 1 9 5 王绍成 河流动力学 M 北京

20、：人 民交通 出版社，1 9 9 0 Re s e a r c h o n F l o o d P r e v e n t i o n o f J i n y u s h a Ya c h t Do c k P r o j e c t i n t h e Xi j i a n g Ri v e r Z HONG W e i-q i a n g，TANG Z a o-z a o，CHE N C a n-h u i (G u a n g d o n g Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Wa t e r Re s o u r c e s a n d H y

21、d r o p o w e r，Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 0)A b s t r a c t：T h e y a c h t d o c k p r o j e c t wi l l b e l o c a t e d i n t h e d i s t r i b u t a r y o f J i n y u s h a r e a c h o f t h e Xi j i a n g R i v e r，a f f e c t i n g fl o o d p r e v e n t i o n o f t h e r i v e r S ma i n s t

22、 r e a m As s u c h，a n a l y s i s o n r i v e r b e d e v o l u t i o n a n d fl o o d fl o w i n f l u e n c e i s ma d e t o e s t i ma t e p o t e n t i a l i mp a c t s，p r o v i d i n g s c i e n t i f i c b a s i s f o r d e c i s i o n-ma k i ng o f t h e p r o j e c t K e y w o r d s：r i v

23、 e r b ed e v o l u t i o n；fl o w r a t i o；r i v e r r e g i me；fl o o d f l o w；fl o o d p r e v e n t i o n i n fl u e n c e；d ock p r o j e c t i n t h e X i j i ang Ri v e r (上接第 2 4页)F o r mw o r k De s i g n a n d E n g i n e e r i n g o f P u o j i a Hy p e r b o l i c C o n c r e t e A r c

24、 h Da m a t Ba o t a n Hy d r o p o we r S t a t i o n ANG 1 3 o，LL Z u-c h a o (Gu a n g x i Hy d r o e l ect r i c C o n s t r u c t i o n B u r e a u，Na n n i n g 5 3 0 0 0 1)Ab s t r a c t：A s y s t e m o f c o mmo n s t e e l p i p e f r a me c o l l o c a t ed w i t h b u l k f o r mwo r k i s

25、 a p p l i ed t o P u o j i a h y p e r b o l i c con c r e t e a r c h d a m o f Ba o t a n Hy d r o p o we r S t a t i o n，wh i c h i S a d v an t a g e o u s i n t e r ms o f e a s y i n s t a l l a t i o n，wo o d s a v i ng，h i g h e r t u r n o v e r f r e q u e n c y a n d e con o mi c r a t i

26、 o n a l i t y a s comp a r ed wi t h W o o d e n c u r v ed r i b b o n f o rm wo r k s y s t e m and l arg e c a n t i l e v e r f o rm wo r kI t e n s u r es t h a t t h e q u a l i t y o f h y p e r bol i c f o rm wo r k i n s t a l l a t i o n a n d t h e con s t r u c t i o n p r o f i l e a f

27、 t e r t h e d am t a k es s h a p e me e t d esi g n r eq u i r e me n t S u c h f o rm wo r k i S s u i t a b l e f o r s t r u c t u r es wi t h c u r v ed s u r f a c e an d l arg e s u rfa c e c u r v a t u r e r a d i u s o n r e l a t i v e l y s ma l l c o n s t r u c t i o n s c a l e Ke y wo r d s：hy p e r b o l i c arc h d am；co n c r e t e；f o rm wo r k；con s t r u c t i o n；Ba o t a n Hy d r o p o we r S t a t i o n 4 7 维普资讯 http:/