錢盛杰，楊火其，羅紅林，陳 剛，何 昆

（1.海寧市鹽倉江堤管理所， 浙江 海寧 314400；2.浙江省水利河口研究院(浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院)，浙江 杭州 310020）

1 問題的提出

錢塘江著名的涌潮形態(tài)主要包括丁橋交叉潮（十字潮、人字潮）、鹽官一線潮、老鹽倉及美女壩回頭潮、沖天潮等[1]，此外九溪珊瑚沙沖天回頭潮翻越之江路、七格豬頭角沖擊海塘上塘的現(xiàn)象也受到關(guān)注，人們對這些涌潮形態(tài)的成因特點有了初步認識。百里錢塘鹽倉段安瀾工程擬提標至300 a一遇設(shè)防標準，海塘平面形態(tài)、斷面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，尤其是丁壩形態(tài)改造[2]，可能會對該岸段的涌潮景觀產(chǎn)生影響，為保留鹽倉段涌潮景觀多樣性，提升涌潮觀賞性，需充分認識工程岸段的涌潮景觀多樣性成因及變化特性?，F(xiàn)場觀測、室內(nèi)物理模型試驗是認識涌潮多樣性特征較好的手段。

2 鹽倉岸段涌潮變化特征

錢塘江海寧鹽倉岸段長約7.09 km（包括19座丁壩、1座盤頭），在空間分布上岸線較為順直，位于上游赭山彎道和下游老鹽倉彎道的過渡段（見圖1）。受彎道影響，工程上段主槽走南，年際和年內(nèi)變化較小，較穩(wěn)定，工程岸段平均低潮位1.60~2.29 m、平均高潮位4.10~4.20 m。工程下段主槽從南逐漸過渡至老鹽倉彎道，下游段主槽以傍北為主，彎道處由于漲潮、落潮流路經(jīng)常不一致，主槽深泓線所處位置隨徑流、潮流的強弱而發(fā)生擺動，大洪水短時期會出現(xiàn)偏南岸。

圖1 工程地理位置圖

2.1 涌潮傳播室內(nèi)試驗

涌潮整體模型可復(fù)演工程區(qū)域的涌潮特點，尤其是涌潮傳播演變機理，可以看出工程岸段的涌潮傳播與變化特點。

2.1.1 模型比尺及范圍

工程岸段處于鹽倉彎道段，受彎道水流效應(yīng)及上下游丁壩影響，為復(fù)演不同涌潮水動力條件下江道涌潮傳播變化特征，室內(nèi)試驗采用包括彎道的小變態(tài)整體模型。模型上邊界設(shè)在江東大橋下游約0.8 km處，下邊界設(shè)在老鹽倉大壩下游約5.0 km處（見圖2），總長約10.4 km，模型平面比尺1:200，垂直比尺1:100，海塘、丁壩、盤頭等按實際尺寸縮放制作模擬。模型地形大范圍采用2019年11月1:50 000江道地形圖，塘前200 m范圍采用2019年實測小比尺地形圖。物理模型平面布置見圖2。

圖2 物理模型平面布置圖

2.1.2 模型驗證

主要驗證涌潮高度、傳播速度以及涌潮形態(tài)。

根據(jù)2019年9月錢塘江河口水文測驗[3]，其中9月2日（農(nóng)歷八月初四）和9月5日（八月初七）分別代表大、中潮期工程岸段下游老鹽倉測點涌潮高度以及工程河段涌潮傳播速度與模型驗證情況（見表1），涌潮高度與傳播速度相似度較好。

表1 涌潮高度與傳播速度驗證成果表

涌潮形態(tài)主要比較現(xiàn)場影像資料和模型涌潮形態(tài)照片，比較結(jié)果顯示涌潮整體模型較好地復(fù)演涌潮形態(tài)及傳播變化過程。

2.1.3 涌潮傳播變化特征

根據(jù)涌潮整體模型中顯示的工程區(qū)域涌潮潮型、傳播方向、強度及其與岸線的夾角等特征，涌潮傳播以鹽倉排澇東閘、8號低壩為界，工程區(qū)江道中涌潮傳播分為3個典型區(qū)域（見圖3）：

圖3 工程區(qū)江道中涌潮傳播過程圖（模型）

（1）老鹽倉大壩—東閘區(qū)域（工程下游段）：為涌潮斜向傳播區(qū)域，涌潮強度受彎道相對位置、兩岸地形的影響，涌潮斜向沖擊海塘，潮頭線至1號盤頭時與海塘約呈45°夾角，上溯至3號低壩后，夾角逐漸增大，而后潮頭行進至東閘附近時逐漸恢復(fù)，與海塘呈正交狀態(tài)。

（2）東閘—8號低壩區(qū)域（工程中段）：為涌潮局部反射加強區(qū)域，即潮頭與海塘、盤頭丁壩撞擊后，形成折返潮、交叉潮景觀。在此區(qū)域，普遍存在2股潮，前潮為正常推進傳播至工程岸段江道中的涌潮，后潮為涌潮撞擊北岸海塘等形成的折返潮。受地形水深等因素影響，后潮傳播速度大于前潮，后潮逐漸趕上前潮合并為一股涌潮，折反射疊加進而使涌潮強度有所加強。

（3）8號低壩—7號高壩區(qū)域（工程上游段）：涌潮傳播至4號高壩位置時，江道中前后2股潮已基本恢復(fù)成1股潮（一線潮），潮頭線與海塘呈正交狀態(tài)向上游傳播。

2.2 江道涌潮傳播現(xiàn)場觀測情況

工程岸段有19座護塘丁壩，其中高壩7座、低壩12座，老鹽倉大壩為工程的下游開始端。2020年10月19日（農(nóng)歷九月初三）現(xiàn)場觀測到涌潮潮頭線經(jīng)過老鹽倉大壩壩頭時，潮頭線與鹽倉下游段海塘斜交，老鹽倉大壩壩頭以北區(qū)域的涌潮受老鹽倉大壩的阻擋反射形成著名的老鹽倉回頭潮，老鹽倉壩頭南側(cè)的涌潮繼續(xù)向上游推進的潮頭線與海塘的夾角進一步減小，涌潮向上游推進至東閘的過程中，潮頭線與海塘堤軸線漸趨垂直；東閘至8號低壩之間反射涌潮疊加前潮增強； 8號低壩上游涌潮潮頭恢復(fù)一線潮形狀（見圖4）。

圖4 江道涌潮傳播過程圖（現(xiàn)場）

3 近塘涌潮多樣性特征

江道中涌潮強度、傳播方向與近岸海塘、丁壩及盤頭等相互作用影響，造就工程岸段多樣性的涌潮形態(tài)，尤其是丁壩型式造就涌潮的多樣性。鹽倉段丁壩長90 m左右，丁壩型式主要有高壩（壩頂高程約6.76 m）、低壩（壩頂高程約3.76 m）以及半高壩（壩身根部段頂高程約6.76 m，其余壩身段壩頂高程約3.76 m）。

（1）工程下段海塘碰撞反射潮：由于該岸段涌潮與海塘斜交以及老鹽倉高丁壩的阻擋，使得老鹽倉丁壩上游部分塘段涌潮潮頭幾乎頂沖海塘，形成越塘及反射潮（見圖5），該反射潮進一步碰撞南岸再反射向上游推進。

圖5 涌潮沖擊海塘形成反射潮圖

（2）東閘以下低壩沖天翻壩越塘潮：東閘以下低壩（2~4號壩），壩頂高程為3.60 m左右，后為防止丁壩壩根上游沖刷，壩根部分加高3.00 m左右，形成斜坡半高壩（壩頂高程6.60 m左右）。由于潮頭線與海塘、丁壩斜交，疊加壩根加高的因素，半高壩前壩面較低壩段涌潮越壩外，壩根區(qū)域常常引起較大的壅高、沖天翻壩乃至越過擋浪墻至塘頂及內(nèi)坡（見圖6）。

圖6 斜向涌潮撞擊低壩（壩根段加高）形成沖天翻壩越塘潮景圖

（3）低壩翻壩潮：壩頂高程3.60 m左右的低壩位于工程上段（7，9~13號低壩），這些區(qū)域潮頭行進方向與丁壩軸線大致垂直，丁壩為上挑丁壩，涌潮往往先到達壩根，不易兜潮，壩根壅高相對較低，不易翻越海塘，一般形成典型的低壩翻壩潮（見圖7）。

圖7 涌潮翻越低壩圖

（4）高壩回頭潮：工程岸段高壩（壩頂高程6.50~7.00 m，包括2~8號高壩）位于東閘上游，涌潮潮頭線行進方向大致與高壩軸線垂直，形成繞壩頭潮頭與反射回頭潮，當涌潮高度較大時，涌潮還會翻越壩頂、涌上海塘（見圖8）。

圖8 涌潮遇高壩形成回頭潮圖

4 結(jié) 語

（1）海寧市百里錢塘（鹽倉段）處于錢塘江河口強涌潮河段，為在海塘安瀾工程建設(shè)過程中融合涌潮景觀的多樣性，需要充分揭示工程岸段的涌潮特性。

（2）根據(jù)現(xiàn)場涌潮觀測和室內(nèi)整體物理模型試驗，鹽倉河段江道涌潮自下而上分別為涌潮斜向傳播、局部反射以及恢復(fù)一線潮頭的過程。

（3）工程岸段近塘涌潮受涌潮傳播方向、丁壩結(jié)構(gòu)型式的影響而形成壅高沖天、翻壩、越塘、回頭及沖天等不同涌潮景觀形態(tài)特征。