(上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 上海灘涂海岸工程技術(shù)研究中心，上海 200061)

南匯東灘位于長(zhǎng)江口和杭州灣兩股水流的交匯地帶，因長(zhǎng)江口攔門沙高含沙量區(qū)域和漲落潮優(yōu)勢(shì)沙組成了平面輸沙系統(tǒng)，該區(qū)域?yàn)椴粩嘤贊q的岸段，灘涂資源豐富，一直是長(zhǎng)江口灘涂資源開發(fā)利用與保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。自20世紀(jì)90年代開始，在0 m等深線以上通過先促淤后圈圍吹填成陸[1]，相繼為浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、臨港新城等提供了大量建設(shè)用地和農(nóng)用地。

浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)區(qū)域至南匯匯角-2～-3 m線以上總面積約200 km2。新一輪的灘涂資源開發(fā)利用與保護(hù)采用先實(shí)施促淤后擇機(jī)圈圍整治[2]，不僅可有效降低后期圈圍實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)和成本，而且也是控制河勢(shì)穩(wěn)定、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等的重要技術(shù)措施。目前，許多研究人員研究了波流作用對(duì)泥沙淤積的影響，提出了較為實(shí)用的淤積效果預(yù)報(bào)計(jì)算方法[3-5]，以及為抵御波流作用設(shè)置不同型式的促淤堤結(jié)構(gòu)[6-7]。而對(duì)于大規(guī)模的低灘促淤工程，如何節(jié)約成本獲得較好促淤效果，同時(shí)更好地發(fā)揮河勢(shì)控制的先導(dǎo)作用，在以往促淤總體方案中系統(tǒng)性的研究較少。

本文針對(duì)該區(qū)域不同促淤區(qū)地形與水沙特性不同的特點(diǎn)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度分析了促淤堤與后期圈圍堤的關(guān)系、促淤區(qū)分隔布置以及促淤分期實(shí)施方案，并對(duì)沒冒沙水域復(fù)雜流場(chǎng)作用下的促淤堤的實(shí)施順序進(jìn)行了研究，提出了對(duì)周邊影響較小又能取得較好促淤效果的實(shí)施方案，為類似工程提供參考。

1 工程概況及地形、水沙特征

1.1 促淤區(qū)概況

促淤區(qū)自浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)至匯角的順岸線長(zhǎng)度約42 km，中間由薛家泓泵閘、大治河?xùn)|閘排水通道分隔，形成3塊自然促淤分區(qū)。浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)、大治河以北促淤區(qū)和大治河以南促淤區(qū)，面積分別為14，60.7 km2和88 km2，見圖1。順堤離岸距離由北至南為500～8 800 m，其走向與南槽水道主流向基本平行，從浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)沿-1～-2 m等深淺布置，逐漸過渡至沒冒沙外側(cè)-2 m線，至東南轉(zhuǎn)角的-3m線處與正東方向的南堤以大圓弧連接，南堤以南為自然生態(tài)培育區(qū)。

注：① 浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)(14 km2);② 大治河以北促淤區(qū)(60.7 km2)；③ 大治河以南促淤區(qū)一期(44 km2)；④ 大治河以南促淤區(qū)二期(44 km2)。圖1 長(zhǎng)江口南匯東灘促淤工程布置示意Fig.1 Layout of the reclaiming project in Nanhui east shore of the Yangtze River estuary

1.2 地形特征

大治河以北至浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)為沒冒沙區(qū)域，地形特征為兩灘夾一槽，近岸灘地高程自北向南為1.5～0.0 m，沒冒沙沙脊高程0 m左右，寬度約300 m，沙體距河岸距離為1 000～4 000 m，內(nèi)側(cè)溝槽上窄下寬，深3.5～4 m，最深段位于浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)，寬度300～550 m。實(shí)測(cè)資料反映沒冒沙自形成以來沙頭部位沖刷下移，但其移動(dòng)距離不大，沙尾部分則不斷淤積延伸，沙尾-2m高程沙體逐漸與下游處于淤漲狀態(tài)的邊灘連成一體。沒冒沙外側(cè)灘坡由北至南逐漸變緩，由1%過渡至5‰。

大治河以南促淤區(qū)水下地形為單一斜坡，近岸灘地高程0～-0.5 m，灘坡坡度5‰～1‰，較為平緩。

1.3 水沙特征

工程區(qū)水文監(jiān)測(cè)資料反映，大治河以北為往復(fù)流，大治河以南至南匯嘴區(qū)域水流為旋轉(zhuǎn)流，見圖2。工程區(qū)外側(cè)附近大潮汛最大流速1.0～2.3 m/s，小潮汛最大流速0.5～1.4 m/s；大潮漲落潮平均含沙量0.7～2.9 kg/m3，小潮漲落潮平均含沙量0.1～0.74 kg/m3，下層水體含沙量大于上層；懸沙中值粒徑0.005～0.035 mm。促淤區(qū)床沙中值粒徑0.0086～0.1049 mm。監(jiān)測(cè)資料進(jìn)一步說明南匯東灘區(qū)域在0 m線實(shí)施大規(guī)模促淤圈圍工程以后，因地處河口攔門沙區(qū)域，水體含沙量依舊普遍較高，泥沙輸移方式仍有利于潮灘淤漲[8]。

2 促淤工程總體方案研究

2.1 促淤東堤與圈圍堤的關(guān)系

促淤順堤具有河勢(shì)控制的先導(dǎo)作用，其布置與河勢(shì)、灘勢(shì)的演變趨勢(shì)，及與后續(xù)圍堤的關(guān)系是研究的重點(diǎn)。沒冒沙水域地理位置特殊，浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)緊臨南槽上段，沒冒沙內(nèi)側(cè)溝槽受漲落潮流影響沖深1～2 m，外側(cè)-5 m等高線距離促淤堤僅200 m，灘坡陡。該段河勢(shì)演變顯示-5～-8 m高程有向下游發(fā)展趨勢(shì)。而浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)新建圍堤的高程與第五跑道末端的距離須滿足飛機(jī)起飛和降落的安全要求，圍堤沒有內(nèi)移建設(shè)的條件。

以往0 m等高線以上的中高灘區(qū)域因前沿水深淺、波要素相對(duì)小而堤身總體高度不高。常規(guī)先行實(shí)施的促淤堤與后期圈圍堤的關(guān)系有2種：① 是直接作為圍堤堤腳，如浦東機(jī)場(chǎng)早期圍堤；② 是作為圈圍堤的消浪潛堤及保灘結(jié)構(gòu)，即圍堤堤腳距離促淤堤約半個(gè)波長(zhǎng)，如臨港新城圍堤。

圖2 工程區(qū)附近南槽水域大潮流速矢量圖(2010年)Fig.2 Tidal current velocity vector near the engineering area in south water way( 2010)

河勢(shì)分析工程區(qū)外側(cè)的南槽上段受落潮主流偏南影響，在自然狀態(tài)下呈微沖刷態(tài)勢(shì)[9]，促淤堤直接作為整治堤防的堤腳已不具備條件，而作為堤防的消浪保灘結(jié)構(gòu)，促淤堤軸線外移后灘地高程在-3 m左右，工程費(fèi)用增加5 600元/m，以促淤區(qū)所在的沒冒沙沙脊長(zhǎng)6 km計(jì)算，增加費(fèi)用約3 360萬元，經(jīng)濟(jì)性較差。研究后提出促淤堤作為堤防穩(wěn)定的鎮(zhèn)壓結(jié)構(gòu)，堤線位于相對(duì)穩(wěn)定的沒冒沙灘地，同時(shí)加寬促淤堤外側(cè)的混凝土聯(lián)鎖排護(hù)底結(jié)構(gòu)，兼作保灘結(jié)構(gòu)方案最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

經(jīng)計(jì)算滿足大堤穩(wěn)定的促淤堤距離堤防軸線約65 m，在促淤堤與大堤堤腳之間設(shè)充泥管袋加拋石形成低于促淤堤堤頂?shù)逆?zhèn)壓平臺(tái)，寬平臺(tái)可降低大堤的波浪爬高[10]。該平臺(tái)在200 a一遇高潮位與同頻率風(fēng)組合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可折減波浪爬高近1 m，節(jié)省圍堤工程費(fèi)用約2.5萬元/m。該結(jié)構(gòu)不僅具有穩(wěn)定和消浪作用，而且今后平臺(tái)段蘆葦?shù)戎参锏纳L(zhǎng)，更有利于生態(tài)環(huán)境和植物消浪作用的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)促淤工程的多重功效。

2.2 促淤區(qū)分隔

該區(qū)域強(qiáng)風(fēng)向東北風(fēng)是造成岸灘沖刷的主要原因，促淤以設(shè)置順壩阻擋東北強(qiáng)風(fēng)浪為優(yōu)[11]。低順壩(平均低潮位附近)進(jìn)水、沙量大，促淤速度快，高順壩(平均高潮位附近再加半個(gè)波高)消浪性能好，低灘區(qū)通過設(shè)置納潮口(即低順壩)與高順壩的組合，達(dá)到促淤目的。通過水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型計(jì)算，若中間不設(shè)分隔堤，集中一處設(shè)寬納潮口門，促淤區(qū)內(nèi)的新淤積土容易被風(fēng)浪、潮流淘刷，影響促淤效果。若中間不設(shè)分隔堤，納潮口門沿堤線分散設(shè)置，受漲落潮流影響，上下游的納潮口門之間進(jìn)出水量極不均衡，下游納潮口水流集中，流速大，易發(fā)生沖刷，而上游納潮口進(jìn)潮量小，同樣不利于淤積。

從后期實(shí)施圈圍建設(shè)條件分析，單庫(kù)面積60.7 km2的龍口設(shè)置及合龍難度非常大，中間須設(shè)隔堤?？紤]后期交通需要，可設(shè)2～3條隔堤，將促淤區(qū)分隔成3倉(cāng)或4倉(cāng)，促淤區(qū)內(nèi)平均流速比不分隔方案降低約30%，高含沙量水體進(jìn)入促淤區(qū)后呈環(huán)流狀，有利于泥沙落淤。采用竇國(guó)仁的泥沙啟動(dòng)流速公式[12]，計(jì)算灘面泥沙的最小啟動(dòng)流速為0.23 m/s，分隔后的促淤區(qū)基本可避免常見大風(fēng)時(shí)風(fēng)浪掀沙現(xiàn)象，分成4倉(cāng)時(shí)風(fēng)浪引起的底流速更小，與3倉(cāng)方案相差10%左右，總體上，設(shè)2條隔堤與3條隔堤的淤積效果相差不大，而多建1條4.5 km長(zhǎng)的隔堤投資至少增加1億元。大型促淤區(qū)分隔間距取約1.5倍隔堤長(zhǎng)度較為經(jīng)濟(jì)合理。

2.3 促淤分期

大治河以南促淤區(qū)灘坡極緩，-2～-3 m高程線促淤順堤離岸距離更遠(yuǎn)，達(dá)6.6～8.8 km，灘地平均高程約-1.0 m，比北區(qū)低約1 m，但該區(qū)域因更靠近攔門沙區(qū)域，實(shí)測(cè)水體含沙量明顯比北區(qū)高，尤其是下層水體的含沙量更高，在同樣采用促淤分隔和納潮口布置的基礎(chǔ)上，是否需要采用分期促淤是該分區(qū)促淤方案研究的重點(diǎn)。

南匯東灘破波帶在-2.5 m等高線，促淤堤外邊線位于附近，從設(shè)置分隔堤攔截泥沙的功能上看，隔堤長(zhǎng)度宜為0.4～0.6倍的水邊線至破波點(diǎn)的距離[13]。不分期促淤方案的隔堤長(zhǎng)度接近于1倍距離，破波突然釋放的能量引起的掀沙水體，由于潮流輸沙的動(dòng)力減弱，輸沙率和輸沙距離因流速降低而受影響[14]，致使泥沙淤積區(qū)主要集中在外側(cè)區(qū)域，對(duì)南區(qū)總淤積量有影響。水流數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果顯示：對(duì)于分期促淤方案，進(jìn)入促淤區(qū)的納潮量和水體交換率均比一次促淤方案略大[15]。從風(fēng)浪掀沙角度分析，分期促淤因在中間設(shè)置了縱向隔堤，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度減半，高、低潮位時(shí)大風(fēng)引起的底部最大流速比一次促淤降低30%～50%。

以上分析說明分期促淤具有較好的淤積效果，估算6 a的總淤積量比一次促淤多約4 100萬m3，減少今后吹填費(fèi)用約6億元，凈收益超過前期投入的1倍以上，而且獲得了寶貴的泥沙資源。

3 促淤堤實(shí)施順序研究

浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)為最先實(shí)施的促淤區(qū)，地理位置、地形、河勢(shì)灘勢(shì)以及流場(chǎng)較特殊，實(shí)施過程中，如果各促淤堤構(gòu)筑進(jìn)度不合理，會(huì)造成周邊流場(chǎng)發(fā)生較大變化，引起其他堤段嚴(yán)重沖刷。為此，采用二維潮流數(shù)學(xué)模型，研究各堤段的實(shí)施順序。

3.1 促淤區(qū)內(nèi)部布置

浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)采用丁順壩布置，區(qū)內(nèi)設(shè)置3條隔堤，各促淤分區(qū)面積分別為1.16 ，1.68，4.20，6.96 km2，每個(gè)分區(qū)在東堤各設(shè)1座納潮口，口寬分別為150，250，800，1 200m。工程平面布置見圖3。

促淤堤頂高程3.7 m，拋石堤頂高程2.5 m，護(hù)面結(jié)構(gòu)為扭王塊體，護(hù)底為拋石加混凝土連鎖塊體結(jié)構(gòu)。促淤堤典型結(jié)構(gòu)斷面見圖4。

3.2 數(shù)學(xué)模型建立

采用丹麥水力學(xué)研究所(DHI)研發(fā)的二維潮流數(shù)學(xué)模型MIKE21 Flow Model(FM)模塊對(duì)促淤實(shí)施方式和實(shí)施順序進(jìn)行模擬計(jì)算。分別建立大小兩套模型進(jìn)行模擬，大模型為長(zhǎng)江口杭州灣整體模型，模擬水域面積為41 000 km2，主要為小模型提供開邊界條件；小模型用于模擬工程方案。小模型計(jì)算范圍主要包括長(zhǎng)江口南支及其口外海域，其上邊界至南支瀏河口，北至崇明東灘，南至南匯邊灘，基本以工程區(qū)域?yàn)橹行?，模型范圍?nèi)水域面積為5 907 km2。模型均采用無結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格，工程區(qū)域采用網(wǎng)格加密技術(shù)，單元格邊長(zhǎng)由90 m逐漸過渡到15 m。

圖3 浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤工程平面布置Fig.3 Layout of the reclaiming project outside Shanghai Pudong International Airport

圖4 促淤堤典型結(jié)構(gòu)斷面Fig.4 Section diagram of typical structure of silt-promotion dike

大模型上游邊界由實(shí)測(cè)資料給出，為便于模型計(jì)算選取合適的邊界條件，且可利用大規(guī)模同步水文觀測(cè)資料對(duì)模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證，計(jì)算水文條件經(jīng)分析后選取該區(qū)域?qū)崪y(cè)汛期最大潮差潮型，比10 a一遇最大潮差潮型更為不利。外海邊界潮位過程由全球潮汐預(yù)報(bào)模型提供。

3.3 實(shí)施方式研究

實(shí)施方式研究了按單頭推進(jìn)和平鋪抬升2種方案，重點(diǎn)分析了促淤區(qū)內(nèi)跨深槽堤段的實(shí)施順序。由于促淤工程岸線較長(zhǎng)，結(jié)合施工強(qiáng)度和進(jìn)度要求對(duì)實(shí)施過程進(jìn)行概化，模擬典型實(shí)施進(jìn)展?fàn)顟B(tài)。

單頭推進(jìn)方式3組方案研究結(jié)果表明：

(1) 自然灘面上直接先實(shí)施側(cè)堤、隔堤時(shí)，因北側(cè)堤和1、2號(hào)隔堤較短，堤頭流速增加不明顯，但在沒冒沙沙脊、南側(cè)堤和3號(hào)隔堤堤頭會(huì)產(chǎn)生較大流速區(qū)域，尤其在南側(cè)堤堤頭形成較大挑流區(qū)，會(huì)引起灘面較大幅度的沖刷。在隔堤、側(cè)堤與順堤交接處各實(shí)施200 m長(zhǎng)的堤頭保護(hù)，即形成T形堤頭時(shí)，促淤區(qū)流速減小的范圍擴(kuò)大。

(2) 南側(cè)堤和3號(hào)隔堤的深槽段暫緩實(shí)施時(shí)，漲潮流同樣對(duì)3號(hào)隔堤和南側(cè)堤深槽段堤頭流速增加均超過20%。

單頭推進(jìn)方式容易引起促淤區(qū)灘面，尤其是沒冒沙的沖刷，應(yīng)采用先護(hù)底后平鋪抬升的實(shí)施方式。平鋪抬升方式與4組方案研究結(jié)果表明：

(1) 下段深槽(即3號(hào)隔堤和南側(cè)堤的中段)保持自然灘面，其余堤段抬升至0 m高程。漲潮流在2號(hào)隔堤受阻，致使3號(hào)隔堤和南側(cè)堤深槽段的漲急流速增加分別超過20%和15%，落急流經(jīng)2號(hào)隔堤后從深槽段下瀉，流速有所增加。

(2) 上段深槽(即2號(hào)隔堤的中段和b區(qū)順堤)保持自然灘面，其余堤段抬升至0 m高程。因?qū)嵤┝四蟼?cè)堤，工程區(qū)域的漲急流速增加區(qū)域不明顯，落潮時(shí)南側(cè)堤下側(cè)的沒冒沙沙脊流速增加。

(3) 深槽段(即2號(hào)，3號(hào)隔堤和南側(cè)堤的中段以及b區(qū)順堤)均保持自然灘面，其余壩段抬升至0 m高程。因深槽段暫不實(shí)施，無論漲落急流速均在深槽兩側(cè)伸出的堤頭附近有明顯增加，增加幅度超過20%。

(4) 隔堤(2號(hào)，3號(hào))、南側(cè)堤及b圍區(qū)順堤保持自然灘面，順堤抬升至0 m高程。漲落急流速變化均很小，對(duì)工程區(qū)的流態(tài)幾乎沒有影響。

初步結(jié)論為：僅先實(shí)施順堤至0 m高程的方案明顯好于預(yù)留深槽段方案；對(duì)于深槽段，先封堵深槽下段方案明顯好于先封堵上段方案。

3.4 實(shí)施順序研究

促淤工程實(shí)施順序研究結(jié)果為：在全線鋪排護(hù)底，分堤段超前護(hù)底200～500 m不等的前提下，先平抬順堤拋石至一定高程后，逐步實(shí)施側(cè)堤、隔堤；南側(cè)堤先于其他側(cè)堤、隔堤實(shí)施，且始終保持南側(cè)堤的高程高于其他側(cè)隔堤，以達(dá)到南側(cè)堤的掩護(hù)作用。主要步驟控制如下。

(1) 步驟1。順堤拋石至0 m高程，南側(cè)堤深槽段拋石至-1 m高程，其余堤段暫保持護(hù)底狀態(tài)，見圖5。工程漲落急流速變化很小。

圖5 順堤抬升，南側(cè)堤深槽段填筑Fig.5 Uplifting along the dike, filling in the deep channel of the south dike

(2) 步驟2。南側(cè)堤逐步填筑至2.5 m高程時(shí)，其他隔堤與側(cè)堤同步開始填筑，同樣，先深槽段后整體填筑至2.5 m高程，側(cè)隔堤的堤頭兩側(cè)各200 m范圍呈T形或L形保護(hù)，并與順堤0 m高程段按斜坡相接，見圖6。此階段，隨著側(cè)堤、隔堤的實(shí)施，漲落潮流場(chǎng)開始受到影響，尤其是南側(cè)堤的漲急流速在轉(zhuǎn)角處增加明顯，形成較大挑流區(qū)，南側(cè)堤轉(zhuǎn)角的拋石護(hù)底同步實(shí)施。

圖6 隔堤與側(cè)堤填筑至2.5m，完成堤頭保護(hù)Fig.6 Filling of separation dike and side dike to 2.5m,completing protection of dike T-head

(3) 步驟3。順堤填筑抬升，納潮口兩側(cè)各500 m范圍填筑至1.0 m高程，納潮口段填筑至0 m高程，各分區(qū)順堤與納潮口形成2.5 m-1.0 m-0 m的臺(tái)階，見圖7。此階段確保納潮口及其兩側(cè)作為水流通道，避免出現(xiàn)局部豁口和造成不必要沖刷，此階段流速增加區(qū)仍為南側(cè)堤挑流區(qū)。

(4) 步驟4。順堤繼續(xù)保持向納潮口方向逐步填筑至2.5 m高程，納潮口兩側(cè)1.0 m高程的范圍繼續(xù)呈臺(tái)階縮短，納潮口門維持0 m高程，南側(cè)堤開始安裝扭王塊體。此階段各個(gè)分區(qū)基本初現(xiàn)規(guī)模，納潮口逐步形成，漲急流速增加區(qū)在納潮口段和南側(cè)堤轉(zhuǎn)角段。

此后，隨著拋石堤護(hù)面人工塊體安放和促淤堤設(shè)計(jì)斷面的完成，整體表現(xiàn)為納潮口門和南側(cè)堤堤頭的漲急流速增加，落急流速變化不明顯，各分區(qū)內(nèi)漲落急流速均大幅降低，形成有利于泥沙落淤的環(huán)境。

圖7 順堤向納潮口方向呈臺(tái)階狀推進(jìn)Fig.7 Stepwise advance along the training dike towards the tidal inlet

4 實(shí)施效果與分析

促淤工程實(shí)施前后對(duì)促淤區(qū)內(nèi)外地形、水文進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，實(shí)施效果如下。

(1) 先期實(shí)施的浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤工程為其以南的東灘區(qū)在河勢(shì)導(dǎo)向上奠定了基礎(chǔ)，沒冒沙內(nèi)側(cè)-2 m高程以深的溝槽寬度由原800～1 500 m逐漸縮窄至0～500 m，原-3 m高程以下的溝槽已回淤至-2.0 m高程及以上，其中靠近南側(cè)堤以南的促淤區(qū)已回淤至0～-1.0 m高程，為后續(xù)實(shí)施的大治河以北促淤區(qū)的促淤分隔堤創(chuàng)造了有利條件。

上述地形變化主要為南側(cè)堤的先期實(shí)施很大程度上削弱了原沒冒沙內(nèi)側(cè)漲潮溝的過流能力，同時(shí)形成了回流區(qū)，使泥沙大量在此淤積。

(2) 工程后促淤區(qū)內(nèi)流速降幅明顯，且由工程前的漲落潮流速接近轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ毯鬂q潮流占優(yōu)。促淤區(qū)內(nèi)漲潮含沙量以增加為主，落潮含沙量以降低為主，且由工程前的漲落潮含沙量接近轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ毯鬂q潮含沙量占優(yōu)，說明泥沙在促淤區(qū)內(nèi)得以落淤。

(3) 浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)促淤過程中未發(fā)生異常的沖刷，沒冒沙內(nèi)側(cè)溝槽回淤加快。按多年回淤?gòu)?qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，開工至竣工后1 a內(nèi)3a～3d圍區(qū)的淤積平均厚度分別為0.7，1.05，1.38 m和1.55 m。從各分區(qū)實(shí)測(cè)淤積效果來看(見表1)，施工期已取得了較好的促淤效果。

浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤取得較好效果的主要原因?yàn)椋?/p>

(1) 開工后6個(gè)月內(nèi)完成了南側(cè)堤，下游先封堵了深槽，提前發(fā)揮了促淤功能。

(2) 分隔堤提早完成，有效降低了促淤區(qū)流速和波浪掀沙的風(fēng)險(xiǎn)。

(3) 工程后溝槽段因水體流速降低明顯，泥沙沉降率增大，回淤?gòu)?qiáng)度更高。泥沙淤積經(jīng)驗(yàn)公式反映的是回淤?gòu)?qiáng)度與平均水深的關(guān)系，未考慮本工程“兩灘夾一槽”區(qū)域流速變化的特殊情況。因此，實(shí)際泥沙淤積情況好于計(jì)算和分析結(jié)果。

表1 促淤區(qū)內(nèi)淤積量統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of the amount of sediment in the deposition area m

(4) 跨越?jīng)]冒沙的南側(cè)堤在形成初期，其內(nèi)側(cè)淤積明顯，但其外側(cè)因沒冒沙溝槽漲潮流受阻，南側(cè)堤外側(cè)的沙脊形成漫灘流，至東南轉(zhuǎn)角的堤頭匯成繞堤流，實(shí)測(cè)最大流速2.5 m/s，略低于計(jì)算水文條件下的最大流速2.9 m/s，其主要原因?yàn)閷?shí)施期間未遭遇計(jì)算水文條件。堤頭沖刷深度為0.5～1.4 m，溝槽沖刷寬度逐漸變寬，待達(dá)到寬度80 m時(shí)趨于穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，加寬的混凝土連鎖塊排體護(hù)底措施確保了堤頭的安全?？⒐r(shí)實(shí)測(cè)南側(cè)堤外側(cè)灘地已回淤0.5～1.0 m。

(5) 大治河以北促淤區(qū)受浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤工程實(shí)施的影響，實(shí)施前灘面平均淤積厚度約1 m，實(shí)施3 a后平均淤積厚度1.76 m，與計(jì)算各分區(qū)的平均淤積厚度在1.5～2.0 m之間較為一致。

(6) 大治河以南促淤一期實(shí)施3 a后平均淤積厚度2.38 m，略高于計(jì)算各分區(qū)平均淤積厚度1.8～2.0 m，主要原因?yàn)槟蠀^(qū)水體含沙量比北區(qū)略高，采用分期促淤方案后，進(jìn)入促淤區(qū)的輸沙率和輸沙距離更為科學(xué)合理。同時(shí)外側(cè)促淤二期區(qū)域在促淤一期淤積厚度0.79 m的基礎(chǔ)上，實(shí)施促淤15個(gè)月后平均淤積厚度1.05 m，與計(jì)算平均淤積厚度在0.9～1.0 m之間較為接近。

5 結(jié) 論

本文以長(zhǎng)江口南匯邊灘大型低灘促淤工程為例，采用河勢(shì)演變分析和潮流數(shù)學(xué)模型，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度對(duì)不同水沙特性促淤區(qū)，有針對(duì)性地研究了各分區(qū)促淤方案，主要結(jié)論如下。

(1) 先期實(shí)施促淤堤具有河勢(shì)控制先導(dǎo)作用，低灘區(qū)促淤堤結(jié)合后期大堤穩(wěn)定設(shè)置，既作穩(wěn)定壓載又作保灘結(jié)構(gòu)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)性。

(2) 結(jié)合后期圈圍合龍需要，大型低灘促淤區(qū)設(shè)置分隔堤和納潮口，可降低大風(fēng)區(qū)風(fēng)浪掀沙影響，形成潮流輸沙入庫(kù)環(huán)流環(huán)境，有利于促淤區(qū)泥沙的落淤。分隔間距取約1.5倍隔堤長(zhǎng)度較為經(jīng)濟(jì)合理。

(3) 順堤離岸較遠(yuǎn)的促淤區(qū)，通過分期促淤可增加納潮量和促淤區(qū)的水體交換率，增加總淤積量。

(4) 在外沙內(nèi)泓促淤區(qū)，采用先順堤淺部筑堤，再進(jìn)行側(cè)隔堤與“T”字型保護(hù)，下游深槽段側(cè)隔堤始終優(yōu)先于上游實(shí)施，然后順堤全面抬升，最后以臺(tái)階狀構(gòu)筑堤身逐步形成納潮口的促淤堤實(shí)施順序經(jīng)實(shí)踐證明，對(duì)工程區(qū)及周邊河勢(shì)影響較小，且實(shí)施期間獲得較理想的淤積效果。