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河口整治

2020-04-09 21:01

在河流入海口为满足航运和防洪除涝等要求而采取的工程措施。河口地区人口集中,工农业发达,河口整治对这些地区的经济和社会发展有着重要作用。因此,整治时要对交通、水利和生态环境等方面全面考虑。

河口分类

尚无统一的分类方法。一般按地貌形态分为两类:①三角洲河口。②三角港(喇叭形)河口。按河口演变和水流泥沙条件分为4类:①弱混合陆相河口。②强混合海相河口。③缓混合陆海双相河口。④缓混合海相河口。

根据河口潮流和径流的强弱,河口可分为3段:①近口段,亦称河口河流段。以径流为主,水流的流向始终向下游,但受潮汐的影响,水位有周期性变化。②河口段,亦称过渡段。潮流和径流都显著作用,是咸淡水交会混合的地方。③口外海滨段,亦称潮流段。以潮流为主,但风浪的作用不可忽视。河口整治一般研究河口段和口外海滨段。近口段按平原航道整治方法进行整治。

河口整治原则

由于河口类型不同,整治的原则亦有差别:①弱混合陆相河口的特点是大量泥沙下排入海,形成河口的显著延伸,例如黄河。弱混合陆相河口整治的原则是减少陆域的泥沙来量,充分利用泥沙资源筑堤淤背,减缓河口延伸的速率。②强混合海相河口的特点是泥沙主要来自口外海滨,潮流愈强带进的泥沙愈多,河岸可冲性大时,致使河床宽、水深浅、主槽摆动不定。强混合海相河口的整治原则是缩窄江道,削弱进潮量,借以稳定河槽,例如钱塘江结合围垦缩窄江道。强混合海相河口有航运要求时,应考虑整治后单宽落潮流量不能减少。③缓混合陆海双相河口的特点是河口段的径流和潮流都有显著作用,在两股强劲动力的作用下,涨落潮流路往往不同而形成汊道,水深不足。缓混合陆海双相河口整治的原则是塞支强干,使沙洲并岸,江道缩窄而趋于稳定。口外海滨段存在的主要问题是拦门沙水深不足。增加水深的主要手段是疏浚,但有时单纯依靠疏浚航道难以维护,需采用整治建筑物导堤等改变水流条件,结合疏浚以维护所需航道水深。④缓混合海相河口的特点是泥沙主要来自口外海滨,以悬沙为主,沉积后使航道水深不足。对缓混合海相河口宜采取适当措施,使河流归顺,力求整治后单宽落潮流量有所增加,以加强落潮冲刷能力,减少海域来沙的淤积。整治的原则是整治与疏浚相结合。当底沙甚少、悬移质含沙量也小时,可以疏浚为主,整治为辅;但当底沙较多、悬移质含沙量较大时,则以整治为主,疏浚为辅。⑤三角洲河口的特点是多岛而分汊,呈扇形向外辐射,潮差小,潮流弱,如中国珠江河口等,汊道口常有拦门沙,妨碍航行,一般都需要整治。三角洲河口整治的原则随水沙条件不同,视口外拦门沙或口内浅滩的性质而采取疏浚或疏浚与整治相结合。⑥三角港河口有一定潮差,潮流较强,是塑造河床的主要动力。三角港河口的整治原则是充分利用潮流的能量,力求使整治后单宽河道的落潮流量有所增加,减少涨潮淤积,加大落潮冲刷。

河口整治方法

河口地区的淤积体部位大致在口门外或在口门内,分别称为拦门沙和沙坎,统称为河口浅滩。因浅滩形态不同,河口浅滩整治方法如下。

(1)改变浅滩水流条件,加大落潮冲刷能力。①对于口内两弯之间的过渡段浅滩,因河宽大,过渡段长,一般采用丁坝、顺坝束窄河床,调整滩势及淤积部位,缩短过渡段,增加航深。②对于口外浅滩,则采用导堤进行整治,如中国的甬江河口整治。③对于岛多汊多的浅滩,应选择航道尺度、流量较大,来沙量较小,同时汊口外水深较大,可避开主风向,涨落潮流流向基本一致,落潮流速大于涨潮流速的汊道作为通航汊道,必要时堵塞一些支汊,以增加主汊的冲刷能力,如中国的珠江河口整治。④对于因河床地貌条件,河槽宽窄相间,宽段泥沙沉积形成的河口浅滩,可采用整治建筑物,束窄河床,以增加落潮冲刷能力,如中国的闽江河口通航段整治(参见闽江河口整治)。⑤对于河床宽阔,浅滩分布较散,可采用堵支汊、巩固主滩主槽、调整水流、冲刷浅区的方法整治,如中国瓯江河口整治。

(2)改变河槽容积,加大落潮冲刷能力。河槽形态有利于形成复式断面,则利用复式断面,使高水河槽容积大,低水河槽容积小,借以蓄纳涨潮量,增加落潮的冲刷能力。德国威悉河(Weser River)利用此法治理获得成功。

河口调查和整治工程布置

河口调查是河口整治的基础工作,主要包括:①调查风浪、潮汐、海流、泥沙(包括悬沙和底沙)和河道径流等情况及其在不同动力条件下的变化。②进行年内和年际间河口海岸及河床变形分析。③进行水深测量和水文、泥沙测量。

整治工程布置是河口整治的重要环节,根据河口河床演变分析,确定通航航槽及河口整治线的走向和宽度,沿整治线布置单导堤或双导堤、丁坝和格坝等。导堤的高程可根据河口潮波的形态,按落潮最大流速时的潮位确定。当有防沙要求时,则可高于此潮位。导堤一般采用抛石结构,有时采用混凝土块体、半圆形拱圈及沉箱结构,以抗击风浪影响。河口地区水文泥沙条件复杂,大型的整治工程布置需通过河工模型试验确定。

河口利用

(1)河口建闸。河口建闸的作用为:①挡潮御卤,蓄淡灌溉。②抬高河水水位,引水灌溉或供工业生产使用。③抵御暴风高潮,缩短建高堤的堤线。但兴建挡潮闸后,由于潮波变形,下泄径流量和纳潮潮量减少,当有海域来沙时,会出现闸下淤积现象。淤积后河床断面减小,影响航行和防洪除涝。需在河口建港时,挡潮闸的存在是一大障碍。因此,若仅为防风暴潮,且海域来沙和流域来沙甚少时,可建平时敞开、大风暴潮时关闭的河口闸,例如英国泰晤士河河口闸。如果仅为排洪除涝需要而无通航要求时,则宜在口门建闸。一般在河口建闸会产生淤积。减少闸下淤积的措施有:①水力冲淤,一般在等日潮河口以大潮开闸,在日潮不等的河口以低高潮后开闸,低潮位有水位差时开闸最有效。②机械拖淤,使用机船带动双面齿耙、掺气耙或水力耙,开闸泄流时在闸下河段来回搅动或用机船叶轮在水深较浅时加以搅动。③纳潮冲淤,当河流上游允许潮水上溯或有套闸时,可在涨潮高平潮时进含沙量较少的清水,落潮时加强闸下河段的冲刷。

(2)河口围垦。当入海河口两岸滩地宽阔时,可以围海造田,增加农业可耕土地。例如,中国的钱塘江河口、珠江磨刀门河口都围垦了大量土地使用。但有通航要求的河口,围垦土地应与航道整治相结合,围垦以不使通航水道主槽的单宽落潮流量有所减少及影响航道水深为原则。

(3)河口防洪除涝。当河口上游发生洪水而与外海高潮位相遇时,排泄洪水受到阻碍,此时,要慎重考虑主河道或各汊河的泄洪能力,合理安排各汊河的分洪(也包括分沙)比例。若主河道宣泄能力不足,则需另辟分洪道。当大雨大风同时发生时,洪涝灾害也往往同时出现,较好的办法是在各支流建挡潮排涝闸,利用落潮日低潮时排水,涨潮时关闭;在低洼易涝地区,则需另建抽排站,及时排除积水。

河口整治简史

河口整治起源于航运需要。1827~1829年荷兰最先在莱茵河口开挖了一条人工通海航道。中国1906年起整治黄浦江河口,促进了上海市工商贸易的发展。世界各国都因经济发展的需要进行了河口整治,早期较著名的是法国塞纳河河口整治,美国密西西比河河口整治。中华人民共和国成立以来,中国的河口进行了大量的整治工作,如瓯江河口整治、甬江河口整治、珠江河口整治和长江河口整治等。无潮的入湖河口等河口整治问题参见湖口浅滩和支流河口浅滩。

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