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奉贤区保滩工程定点观测与分析研究

来源:职称驿站所属分类:旅游论文
发布时间:2012-07-11浏览:42次

  摘要:自2003年起至2010年终,奉贤区海塘管理所对三角洋区间保滩工程进行定点观测。通过中长期定点观测,及时了解奉贤前沿滩势的变化,其数据作为对今后保滩工程的建设参考有着非常重要的作用,也对我们今后合理、充分地开发利用海岸带产生积极的作用。
  关键词:海塘,保滩工程,定点观测,研究
  
  1概述
  据2008年海塘工程调查统计,奉贤区一线海塘全长41.3公里,其中公用岸段22.2公里,专用岸段19.1公里,防御能力达到二百年一遇加12级风组合的标准大堤长8.7公里,防御能力达到百年一遇潮位加11级风组合的标准大堤长27.8公里。为保证海塘工程的设计边界条件,确保海塘工程的安全运行,海塘前沿处于冲刷滩地上建有顺坝、丁坝、护坎等保滩工程,奉贤区保滩工程顺坝28.09公里,丁坝44条1.892公里,护坎0.499公里。
  近年来,杭州湾沿线的滩势总体呈冲刷态势,涨潮流的顶冲点由芦潮港向西迁移至金汇港,奉贤区处于杭州湾微弯岸线的底部,滩势冲刷明显,并逐年恶化滩势冲蚀加剧。因此,2003年开始奉贤区海塘管理部门对具有代表性的三角洋区段的顺坝进行定点观测,及时掌握顺坝前沿滩地的实况和年际变化,直观地了解岸滩冲刷的趋势和程度,也为保滩工程的养护、维修、设计和管理提供依据。
  2定点观测位置
  奉贤区海塘管理部门保滩工程定点观测主要在三角洋区段,共有两个定点观测点,具体位置见图1。
  
  图1三角洋保滩工程观测位置平面图
  
  2.1第一处观测点。第一处观测点位置处于08里程桩号25+815~26+581,全长766m,断面结构为管桩和棱体顺坝组合。此处保滩工程1999年建设,2005年由于管桩内侧小棱体底部泥土流失,造成坝体整体塌陷,2006年对管桩顺坝进行加固,顶高程由3m提升为4m,外坡安装300公斤/只翼形体护面。2008年由于受风浪的冲击,造成护面大面积翼形体移位,部分被冲到坝体的内侧,坝顶干砌块石受损较严重。2009年和2010年对全长500m的管桩顺坝改建,管桩外抛石加固,并将原外坡上的翼形体搬运至管桩外抛石上,对管桩内顺坝进行加固,坝顶高程提升至4.5m并采用灌砌石,外坡安装一吨的扭王体护面。
  
  图2第一处观测点顺坝实景图图3第一处观测点顺坝断面示意图
  
  2.2第二处观测点。第一处观测点位置处于08里程桩号25+515~25+815,全长300m,断面结构为传统灌砌块石。此处顺坝建于2002年,2006年进行维修,坝顶干砌块石改灌砌块石,护脚抛石加固。
  图4第二处观测点顺坝实景图图5第二处观测点顺坝断面示意图
  
  在两个观测点的工程位置各取一断面进行定点观测,顺坝内侧高滩设3测点,工程结构设9测点,滩地测至零米线(两处工程的9号测点均位于抛石上,由于沉降2008年起已无观测数据),每月观测一次,全年共12次。
  3定点观测数据分析
  3.1高滩定点观测分析
  第一处观测点的管桩小棱体高滩2003年平均高程为2.29m,至2004年为2.33m,淤涨缓慢。2005年受两次台风的影响,高滩有所剥蚀,防浪作物尽失,并有多条不规则冲刷沟。自2006年4月改建以后,坝顶的高程由原来的3m提升达到4m,加300kg/只翼形块体护面,种植的防浪作物生机昂然,至2009年平均高程为3.07m,高滩促淤效果明显。2010年观测数据和2009年相对比,该段高滩略有淤涨,逐渐趋于稳定。
  第二处观测点的传统顺坝顶高程为4m,2003年高滩平均高程为3.14m,至2005年为3.46m,高滩淤积0.32m;2006年—2010年高滩促淤减缓但稳中有升,且2005年台风未对高滩和防浪作物造成破坏,达到了保滩促淤效果。
  
  表1管桩顺坝2003年至2010年平均高程数据对比表单位:m
  平均月份高程
  年份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年
  2003年 2.36 2.28 2.30 2.27 2.26 2.28 2.26 2.30 2.30 2.23 2.34 2.32 2.29
  
  2004年 2.37 2.43 2.42 2.40 2.39 2.37 2.24 2.14 2.23 2.27 2.30 2.35 2.33
  2005年 2.28 2.32 2.34 2.40 2.33 2.31 2.27 2.14 2.15 2.16 2.15 2.15 2.25
  
  2006年 2.29 2.29 2.30 2.28 2.05 2.38 2.40 2.44 2.42 2.56 2.64 2.73 2.40
  2007年 2.68 2.68 2.74 2.77 2.77 2.84 2.84 2.84 2.85 2.86 2.87 2.87 2.80
  2008年 3.05 2.92 2.91 3.10 2.97 2.97 2.91 2.84 2.91 3.04 3.05 3.06 2.98
  2009年 2.95 3.05 3.04 3.06 2.94 3.03  3.17 3.12 3.15 3.12 3.22 3.07
  2010年 3.25 3.20 3.20 3.20 3.19 3.26 3.23 3.21 3.26 3.30 3.39 3.41 3.26
  
  
  图6管桩顺坝高程数据对比图
  
  
  表2传统顺坝2003年至2010年平均高程数据对比表单位:m
  平均月份
  高程
  年份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 全年
  2003年 3.24 3.14 3.05 3.05 3.06 3.15 3.12 3.16 3.22 3.13 3.13 3.23 3.14
  2004年 3.36 3.29 3.30 3.33 3.36 3.36 3.38 3.36 3.37 3.30 3.27 3.32 3.33
  2005年 3.40 3.46 3.44 3.48 3.47 3.48 3.44 3.51 3.50 3.45 3.45 3.46 3.46
  
  2006年 3.14 3.14 3.13 3.52 3.36 3.41 3.40 3.42 3.43 3.43 3.46 3.49 3.36
  2007年 3.42 3.46 3.49 3.47 3.45 3.36 3.41 3.46 3.43 3.43 3.48 3.51 3.45
  2008年 3.50 3.50 3.49 3.47 3.51 3.50 3.50 3.46 3.48 3.50 3.49 3.51 3.49
  2009年 3.55 3.56 3.57 3.59 3.54 3.61 3.60 3.59 3.54 3.52 3.51 3.53 3.56
  2010年 3.61 3.56 3.59 3.60 3.56 3.57 3.60 3.60 3.60 3.65 3.65 3.65 3.60
  
  
  
  图7传统顺坝高程数据对比图
  
  表3管桩顺坝与传统顺坝平均高程数据对比表单位:m
  地段名 03年 04年 05年 06年 07年 08年 09年 10年
  管桩顺坝 2.29 2.33 2.25 2.40 2.80 2.98 3.07 3.26
  传统顺坝 3.14 3.33 3.46 3.36 3.45 3.49 3.56 3.60
  注:年平均高程为一年内观测高程相加后除以观测总次数
  3.2定点观测分析
  3.2.1管桩小棱体顺坝。由于管桩小棱体顺坝近滩失损严重且05年遭受两次台风的袭击,造成坝面块石抽损、高滩和坝体底部泥土流失,坝体整体塌陷。2006年对管顺桩坝改建,顶高程由3m提升为4m,外坡加300kg/只翼形体护面。由于受风浪的冲击,造成护面大面积翼形体移位,部分被冲到坝体的内侧;坝顶干砌块石受损较严重。2009年和2010年实施了维修,对全长500m的管桩顺坝改建,管桩外侧抛石加固,并将原外坡上的翼形体搬运至管桩外抛石上,对管桩内顺坝进行加固,坝顶高程提升至4.5m并采用灌砌石,外坡安装一吨的扭王体护面。从今年观测数据来看顺坝已基本稳定,损坏率为零。管桩顺坝99年竣工时护脚抛石内侧高程为2.50m,外侧为2.20m;2003年测得数据为内侧2.25m,外侧为0.84m;至2007年内侧为1m,外侧已在-0.23m;与99年对比抛石下沉近2m。2010年抛石观测数据和2009年对比无较大变化,已趋于稳定。
  3.2.2传统顺坝。2003年坝顶干砌石损坏率占6%;外坡顶500kg/只块体移位26只;2004年按设计断面予以修复。2005年坝顶干砌石损坏率占8%,近80m2的外坡护面块体凹陷;2006年予以维修,坝顶干砌块石改灌砌块石,护脚抛石加固。2010年观测数据和2009年对比除近80m2的外坡护面块体凹陷外,增加内坡干砌石损坏80m2,其余无较大变化。
  3.2.3低滩定点观测分析。2003年管桩顺坝抛石外口至0m线平均距离为106m,近滩高程为0.43m,至2005年近滩高程已冲刷至-0.05m,到2006年近滩高程为-0.31m。传统顺坝滩地变化情况和管桩顺坝一样,2003年至0m线平均距离为108m,近滩高程为0.35m;至2005年近滩高程已冲刷至-0.34m;2006年抛石外侧滩地高程已为-0.64m。该区域段从(2006——2010)年近滩观测数据来看,变化不大,趋势平稳。
  表4历年抛石外侧至0m线平均距离单位:m
  地段名 03年 04年 05年 06年 07年 08年 09年 10年 备注
  管桩顺坝 106 85 / / / / / / 05年数据为5月前
  传统顺坝 108 92 / / / / / / 
  
  表5历年抛石外侧滩地年平均高程单位:m
  地段名 03年 04年 05年 06年 07年 08年 09年 10年
  管桩顺坝 0.43 0.39 -0.05 -0.31 -0.34 -0.28 -0.30 -0.38
  传统顺坝 0.35 0.26 -0.34 -0.64 -0.71 -0.63 -0.84 -0.76
  4工程结构设计建议与管理要求
  4.1工程结构
  4.1.1顺坝护脚。由于近滩冲刷严重,导致护脚抛石下沉、从而造成坝体坡面下滑、坍塌和高滩泥土流失。建议护脚做好反滤的同时,护脚抛石宽度应加大到12—16m,厚度由外向内阶梯型加厚(从外侧的0.9m厚度逐部加厚到内侧的1.5m厚度);个别近滩冲刷严重的地方,可铺设软体排。
  4.1.2顺坝坝顶。顺坝坝顶容易被潮水打坏,通过奉贤段内不同结构坝顶损坏程度的观测分析,坝顶做成弧形、宽度在1.5m、表面灌砌石厚度在0.35—0.4m,不易被潮水打坏。坝顶高程的高或低对坝内促淤和保护已有的高滩起着关键作用,从观测数据和奉贤段内潮位资料分析,坝顶高程在4—4.5m较为合理,其保滩促淤效果明显。
  4.1.3顺坝外坡。外坡比在1:2.5和1:3比较适宜,表面块石整平厚度0.35—0.4m,并用1吨以上的块体护面。这样块体不易被受潮水冲击而移位,可更好的保护砌石不被潮水打乱、抽出。
  4.1.4顺坝内坡和内侧护脚。内坡比在1:1.5比较适宜,表面干砌块石砌筑厚度在0.35—0.4m。内侧护脚做好反滤层的同时,抛2m宽、0.6m厚的块石整平。可保证顺坝内侧海水正常流出,减少由于水流问题在高滩形成排水沟而造成顺坝底部掏空,引起坝体下沉、坍塌。
  4.2高滩
  上世纪70年代以前为淤涨时期,而至上世纪80年代中期开始,岸段全面转为侵蚀,由于采取了保滩护岸工程,侵蚀量总体上较小。
  4.2.1及时进行滩面保护分析,随着滩面的下降,其受波浪侵蚀的历时增加、波高增大,滩面下切速度加快,进而发生突变现象,影响海堤抗御风、潮的标准突然降低,损坏加剧。
  4.2.2对堤前高滩及早采取种植防浪作物(盐蒿、互花米草、高杆抗盐植物)等生物工程措施进行保护,尽量延缓滩面下切速度,对确保海堤安全至关重要。
  4.3工程管理
  4.3.1工程治理方案应经科学论证和必要的试验验证要加强对海岸动态变化、动力条件(风力、潮位、波浪)观测,对一些地理位置特殊的地段,还需通过模型试验对工程方案进行验证。
  4.3.2工程建成以后,对不同海况对工程的影响要做及时检查和详细记录,为不断完善防护工程结构型式和及时采取保滩工程措施提供依据。
  4.3.3切实加强维护和管理工作要充实专业管理维护队伍,定期对工程进行检查,在天气异常情况下,应每天24h有人巡视,以及时发现工程损坏和险情。要备好修复物资,对工程损坏及时予以修复,以避免造成更大的损坏。
  5结论
  根据《杭州湾北岸奉贤段滩涂资源调查与分析》所得出的结论:奉贤滩涂状况总体上以冲蚀为主的态势并未变化,并有加剧的趋势并逐年在恶化,属东西较稳定、中部蚀的现象。因而,每年对奉贤岸滩的定点观测非常必要,能及时了解滩势的变化,其数据作为对今后保滩工程的建设参考,有一定的作用。
  
  参考文献:
  [1]上海市海塘调查资料(2008•奉贤),上海市水务局,2008.5.
  [2]陈凯、胡天英,《杭州湾北岸奉贤段滩涂资源调查与分析》,上海市科委科学技术成果,2007.1

《奉贤区保滩工程定点观测与分析研究》

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