倒运海水道近年河床演变分析

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  • 2020年12月4日
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基于两套水深地形测图,从河势、冲淤分布图、冲淤量方面对倒运海水道的河床演变进行了分析。2015年2月至2017年6月,水道河势较为稳定,深槽水深基本在4m以上,河床冲淤量与冲淤面积总体平衡,河床演变主要为水沙动力条件下的自然演变。结论可供航道整治与港口码头建设参考。

受人为采砂、上游枢纽建设等因素影响,二十世纪80年代以来,珠江三角洲河道特性、潮流特征发生显著变化[1,2],河床明显下切。据统计[3],1988年至1997年东江干流博罗~石龙河段河床底高程平均下切2.65m,最大下切深度10.79m,过水面积增大267%。
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倒运海水道为珠江三角洲三大汇流之东江的主要出海水道之一,全长约19公里,位于东莞市西北侧,大致呈南北向,其进口北起东江斗朗,下游至麻涌尾角尾村汇入狮子洋段。二十世纪80年代至90年代,倒运海水道平均河底高程下降1.94m,深泓高程下降1.43m。为分析倒运海水道近几年来的河床演变情况,本文收集了2015年2月与2017年6月两套水深地形测图,测图比例尺均为1:2000。

(1)倒运海水道河宽在200~600m之间,最窄处在槎滘大桥下游弯段位置、约200m,往下游逐渐放宽,在水乡大道淡水河大桥下游达到最宽、约640m,在广深沿江高速公路跨倒运海大桥至河口段河宽较为均匀、约350m;

(2)水道河道较为单一,无明显的洲滩,除槎滘大桥下游位置有较大的弯道外,其余位置河道较为顺直;

(3)水道总体呈现越往下游水深越大的趋势,其中水道上游斗朗~槎滘大桥河段河道深槽水深基本在4-6m间、局部可达6-10m,槎滘大桥下游弯曲河段的水深较深、基本在8m以上、局部可达14m以上,弯曲段下游~淡水河大桥段河道深槽水深基本在6-8m间、局部达8-10m,淡水河大桥~大高沙段河道深槽水深较上下游变浅、基本在4-6m间,大高沙~角尾段河道深槽水深基本在8-10m间、局部可达14m以上。

现将倒运海水道的两套地形测图做差值,其河床冲淤变化图见图2。图中负值表示河床冲刷,正值表示河床淤积。由图可知:

(1)2015年2月至2017年6月间,倒运海水道河床总体上冲淤较为平衡,冲刷与淤积区域交错分布,且冲刷/淤积厚度基本在0.5m以内,局部区域冲淤厚度在1m以上。

(2)水道入口处约0.5公里河段,河床表现为淤积为主,淤厚基本在0.5m以内,岸边处局部淤厚在0.5m甚至1m以上;

(3)斗朗下游~川槎大桥上游约4.5公里河段,河床总体表现为冲刷,仅局部区域表现为淤积,冲刷区域刷深基本在0.5m以内,槎滘大桥下游弯曲河段冲刷相对严重、刷深可达1m以上,该河段淤积区域较小,淤厚基本在0.5m以内;

(4)川槎大桥附近约3公里河段,河床总体表现为淤积,冲刷区域相对较小,淤积区域淤厚基本在0.5m以内,靠近岸边处淤厚略大、局部可达1m以上,该河段冲刷区域的刷深厚基本在0.5m以内;

(5)淡水河大桥上下游约6公里河段,河床总体表现为冲刷,冲刷区域刷深基本在0.5m以内,但局部刷深在1m甚至3m以上,形成局部深坑,应是认为采砂所致,该河段淤积区域较小、且基本位于岸边处;

(6)广深沿江高速桥附近约2公里河段,河床总体表现为淤积,淤厚基本在0.5m以内,局部淤厚在1m以上,该河段冲刷区域较小、且刷深厚基本在0.5m以内;

(7)角尾出口约3公里河段,河床以冲刷为主,刷深基本在0.5m以内,但右岸有处刷深较深、达3m以上,为码头建设开挖所致,该河段淤积区域较小、且基本位于岸边处。

利用三角网格等效体积法[4],计算倒运海水道2015年2月至2017年6月的河床冲淤量,由于期间倒运海水道进行了航道整治,共有9处进行了疏浚,疏浚总面积约30万平方米,疏浚工程量约为16.4万方,故河床冲淤量统计中,从除去和不除去航道整治疏浚工程量两方面进行了统计,详见表1。

(1)从冲淤量看,2015年2月至2017年6月2年多间,倒运海水道河床淤积总量约为219.1万方,冲刷总量约为224.4万方,冲刷总量较淤积总量略大,冲淤总量约为-5.3万方,从冲淤量上看河床总体冲淤平衡、略为冲刷。

(2)从冲淤面积上看,倒运海水道淤积总面积约346.7万平方米,冲刷总面积约396.1万平方米,冲刷总面积略大于淤积总面积,从冲淤面积上看河床亦为总体冲淤平衡、略有冲刷。

(3)水道河床平均冲淤厚度为-0.007m,年均冲淤厚度为-0.003m/a,表现为微小冲刷态势。

(1)从冲淤量看,倒运海水道河床淤积总量约为219.1万方,冲刷总量约为208万方,淤积总量较冲刷总量略大,冲淤总量约为11.1万方,从冲淤量上看河床总体冲淤平衡、略为淤积。

(2)从冲淤面积上看,倒运海水道淤积总面积约346.7万平方米,冲刷总面积约366.1万平方米(疏浚区域的面积未统计),冲刷总面积依然略大于淤积总面积,从冲淤面积上看河床总体冲淤平衡、略有冲刷。

(3)倒运海水道河床平均冲淤厚度为0.015m,年均冲淤厚度为0.006m/a,表现为微小淤积态势。

淤积总量(万m3)冲刷总量(万m3)冲淤总量(万m3)淤积面积(万m2)冲刷面积(万m2)总面积(万m2)平均冲淤厚度(m)年均冲淤厚度(m/a)

注:①冲淤总量 = 淤积量+冲刷量,正(负)值表示河床淤积(冲刷);②总面积为河道面积;③平均冲淤厚度= 冲淤总量/总面积,正(负)值表示平均淤厚(刷深);④年均冲淤厚度= 平均冲淤厚度/2.33,2.33为两测图所跨年数;⑤除去航道整治疏浚工程量情况下,疏浚区域面积未计入淤积面积与冲刷面积中,但计入总面积中。

(1)倒运海水道的河势河道宽度在200~600m之间,全河段深槽水深基本在4m以上,大部分河段深槽水深在6m以上,局部河段深槽水深达8m甚至14m以上。

(2)根据冲淤分布图,倒运海水道2015年2月至2017年6月河床总体上冲淤分布较为平衡,冲刷与淤积区域交错分布,且冲刷/淤积厚度基本在0.5m以内,无大范围严重淤积或严重冲刷现象,仅局部很小区域表现为冲刷严重、刷深可达3m以上,应是人为采砂造成,其中一处为码头建设开挖所致。

(3)根据冲淤量分析,在不除去航道整治疏浚工程量情况下,倒运海水道河床的冲刷总量略大于淤积总量,冲刷面积略大于淤积面积,冲淤总量为-5.3万方,平均冲淤厚度为-0.007m,年均冲淤厚度为-0.003m/a,河床总体稳定,表现为微小冲刷态势。

(3)在除去航道整治疏浚工程量情况下,水道河床的冲刷总量略小于淤积总量,冲刷面积则略大于淤积面积,冲淤总量为11.1万方,弗拉门戈2-1河床平均冲淤厚度为0.015m,年均冲淤厚度为0.006m/a,河床总体稳定,表现为微小淤积态势。

(4)综合以上,倒运海水道2015年2月至2017年6月河势较为稳定,尽管局部存在人为采砂情况,但河床并未大范围、大幅度下切,河床冲淤量与冲淤面积总体平衡,河床演变主要为水沙动力条件下的自然演变。

[1] 谢凌峰,申其国,徐治中.20世纪80年代以来珠江三角洲网河区河性演变[J].水利水电科技进展,2015,35(4):10-13.

[4]申其国,胡煊,朱嫕.三角网格等效体积法计算河床冲淤[J].珠江水运,2014,02:92-93.

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