李有德 殷衛(wèi)國(guó) 阮國(guó)余

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 蚌埠 233001）

1 緒論

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，進(jìn)出口貿(mào)易量迅猛擴(kuò)大，為了滿(mǎn)足進(jìn)出口貨物運(yùn)輸需求，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有建港條件的沿海地區(qū)紛紛建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、大吞吐量的港口，其中一部分港口工程位于內(nèi)陸河流入海口附近，對(duì)入海河流的泄洪、除澇、防潮等會(huì)產(chǎn)生影響，需進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)。

2 工程概況

某港口工程位于繡針河入海口右岸海域，距離繡針河入?？诩s1.2km。工程由防波堤工程、5萬(wàn)噸級(jí)航道工程、防波堤后方通用散貨泊位和液體化工品泊位工程組成。防波堤總長(zhǎng)6350m，航道軸線(xiàn)與防波堤軸線(xiàn)距離為1600m，航道總長(zhǎng)為8063m，航道軸線(xiàn)在方位向北偏轉(zhuǎn)了50°。通用散貨泊位為3個(gè)5萬(wàn)噸級(jí)泊位，液體化工品泊位為1個(gè)5萬(wàn)噸級(jí)泊位。工程布置見(jiàn)圖1。

3 評(píng)價(jià)內(nèi)容

港口工程對(duì)入海河道防洪影響的特點(diǎn)，決定了其防洪影響評(píng)價(jià)與內(nèi)陸河流不同。該工程防洪影響評(píng)價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容如下：

建立數(shù)學(xué)模型分析建設(shè)港口工程前后繡針河口潮流和泥沙變化。

分析建設(shè)港口工程后對(duì)繡針河防洪、除澇、防潮的影響。

4 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

4.1 數(shù)學(xué)模型研究

為了科學(xué)地研究港口工程建設(shè)后對(duì)繡針河的防洪影響，進(jìn)行了二維潮流和二維泥沙數(shù)學(xué)模型分析。潮流場(chǎng)特征采用三層嵌套方式進(jìn)行，大模型主要模擬大范圍潮流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，為中模型計(jì)算提供邊界條件；中模型和小模型主要用于模擬港口及其河口附近的水流變化特征，兩模型計(jì)算采用同步嵌套計(jì)算，中模型在每一時(shí)間步都為小模型提供水位和流量計(jì)算邊界；小模型的主要目的是對(duì)繡針河口和港口防波堤工程附近進(jìn)行細(xì)化研究。泥沙計(jì)算采用兩層嵌套，模型范圍與潮流計(jì)算的二、三層相同。

4.2 潮流分析

由于擬建港口工程影響，主要是防波堤的存在，對(duì)漲落潮水體具有阻擋作用，改變了原來(lái)的水流運(yùn)動(dòng)方向，使工程附近的流態(tài)和流速都發(fā)生了變化。工程建設(shè)前漲落潮基本呈往復(fù)流，水流平順；工程建設(shè)后，漲潮受防波堤阻擋，在防波堤中部產(chǎn)生分流，落潮時(shí)堤后又形成一環(huán)流。

在各典型潮和河口泄洪排澇流量控制下，河口處主要受泄洪控制，流向基本沒(méi)有發(fā)生改變，漲潮期間流速有所減小，落潮期間流速有所增大，但變化幅度都不大，在0.06m/s之內(nèi)。工程建設(shè)前后流場(chǎng)對(duì)比見(jiàn)圖2。

4.3 繡針河口沖淤分析

根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析，繡針河入?？谀嗌硾_淤情況如下所述：

平衡地形采用二維泥沙數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，港口工程建成后，由于防波堤的阻水，-10m等深線(xiàn)以?xún)?nèi)主要呈淤漲趨勢(shì)，淤積位置主要位于防波堤兩側(cè)，而且離防波堤越近，淤積越重；防波堤建成后，中部區(qū)域流速減小最多，因此防波堤中部淤積相對(duì)最重，如-7m等深線(xiàn)淤漲寬度最寬；-10m等深線(xiàn)有沖有淤，靠近防波堤處由于防波堤堤頭挑流作用，等深線(xiàn)后退，存在沖刷現(xiàn)象；再向北又略有淤積，但沖刷和淤積的強(qiáng)度都不大。工程前后河口地形變化見(jiàn)圖3。

4.4 繡針河河口壅水分析計(jì)算

利用二維數(shù)學(xué)模型，分別計(jì)算防波堤工程建設(shè)前后繡針河不行洪和行洪2093 m3/s（20年一遇）。當(dāng)外海遭遇50年一遇潮水時(shí)，無(wú)論行洪與否，工程建成后河口水位增加值不足0.014m。當(dāng)外海遭遇20年一遇潮水，并且繡針河行洪2093 m3/s時(shí)，工程建成后河口防洪水位增加值不足0.01m。當(dāng)外海遭遇2年一遇潮水，并且繡針河排澇流量為535 m3/s時(shí)，工程建成前后河口排澇水位基本沒(méi)有變化。

4.5 河口壅水對(duì)繡針河水位影響計(jì)算

由于在對(duì)本港口工程防洪評(píng)價(jià)之前，未對(duì)繡針河進(jìn)行過(guò)測(cè)量，沒(méi)有完整的河道地形資料，同時(shí)由于繡針河下游基本屬于平原型河道，基本滿(mǎn)足恒定流條件。因此，采用水力學(xué)恒定流公式計(jì)算河道壅水影響。

港口工程建設(shè)對(duì)繡針河內(nèi)河的壅水影響主要分為防洪和排澇兩方面，工程建設(shè)對(duì)繡針河入海口的排澇水位沒(méi)有影響，因此只需對(duì)繡針河入?？诜篮樗惶Ц?.01m以后的內(nèi)河壅水影響進(jìn)行分析計(jì)算。

防波堤工程建設(shè)前，繡針河入?？?0年一遇防洪水位采用3.53m，防波堤工程建成以后，繡針河入?？?0年一遇防洪水位采用3.54m。

通過(guò)分析計(jì)算，港口工程建設(shè)以后繡針河入?？诙魏拥浪怀晒?jiàn)表1。

由上述計(jì)算成果可知，由于建設(shè)港口工程，繡針河入海口20年一遇防洪水位抬高0.01m以后，其內(nèi)河壅水影響長(zhǎng)度為2.4km。

5 防洪評(píng)價(jià)結(jié)論

港口工程建設(shè)后河口處潮流主要受泄洪控制，流向基本沒(méi)有發(fā)生改變，漲潮期間流速有所減小，落潮期間流速有所增大，但變化幅度都不大，在0.06m/s之內(nèi)。港口工程建成后，由于防波堤的阻水，防波堤兩側(cè)存在淤積現(xiàn)象，而且離防波堤越近，淤積越重，中部區(qū)域流速減小最多。但由于防波堤工程距離繡針河入?？诩s1.2km，距離較遠(yuǎn)，港口工程建設(shè)以后對(duì)繡針河口入?？诘某绷?、泥沙影響有限。

根據(jù)數(shù)模分析和內(nèi)河壅水影響計(jì)算成果，港口工程建設(shè)以后，繡針河入海口處50年一遇防潮水位抬高了0.014m，20年一遇防洪水位抬高了0.01m，排澇水位基本沒(méi)有變化，造成內(nèi)河壅水長(zhǎng)度為2.4km，壅水高度和壅水長(zhǎng)度均較小，因此港口工程的建設(shè)對(duì)河道防洪、防潮、除澇影響有限。

6 結(jié)語(yǔ)

表1 繡針河入?？诙魏拥浪挥?jì)算成果表

港口工程防洪評(píng)價(jià)除了防洪評(píng)價(jià)導(dǎo)則中規(guī)定評(píng)價(jià)內(nèi)容以外，還應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行以下評(píng)價(jià)工作：

港口工程一般位于河口治導(dǎo)線(xiàn)以外，沒(méi)有直接侵占河道行洪斷面，工程主要是對(duì)河口潮流、泥沙產(chǎn)生影響，從而影響河道行洪。因此，港口工程防洪評(píng)價(jià)應(yīng)重點(diǎn)分析港口工程建設(shè)后，河流入?？谔幊绷?、泥沙和地形的變化情況。

港口工程對(duì)入海河流防洪影響評(píng)價(jià)除應(yīng)包括防洪、除澇影響分析以外，還應(yīng)進(jìn)行潮位影響分析