瓯江口浅滩促淤堤堤线布置方案研究

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摘要：促淤堤堤线的合理布置，能够实现加强促淤能力、减少工程成本的效果。文章以温州浅滩二期西区促淤堤工程为例，通过充分利用有利位置的掩护作用、避开不利的地形因素，并结合后续工程再次利用，提出了促淤堤堤线布置方案，并通过促淤效果模拟和成本测算，验证了研究方案较好的促淤效果和效益等优越性。

关键词：促淤；堤线布置；地形因素；水文因素；功能拓展

中图分类号：P33文献标识码： A

在滩涂地区建设促淤堤，采用自然淤积的方式抬高滩面高程，可充分整合、利用滩涂资源；转换为建设用地也减少吹填工程量，节约造地成本。在初步确定促淤堤的位置时，如何考虑促淤区的地形特点、相关工程的影响及促淤区的后续发展等问题，缺乏深入的研究，对其展开研究具有较强的实用价值。本文以温州浅滩二期西区促淤堤工程为例，对确定促淤堤线布置方案的相关因素进行分析研究，选择合理的促淤堤堤线布置方案。

1工程概况

本文研究的促淤堤位于浙江省温州市瓯江入海口的浅滩地区。浅滩地区上端依托灵昆岛、呈舌状向下延伸，是瓯江河口区域内发育较为完整、规模最大的滩涂资源。目前，浅滩地区自灵昆岛向东已逐步开发成为建设用地，东部约56km2半开敞区域尚未开发。现南侧有促淤堤实施区域促淤，因东南角有一处深槽，因往复流作用冲刷严重，致使部分区域促淤效果不明显。为更好更快地推进温州浅滩的开发利用，需再新建一条促淤堤以加快区域滩涂的淤积。

图1工程位置图

2堤线布置方案研究

促淤工程应尽可能实现以下目标：①尽可能多地吸纳涨潮浑水；②促淤区内降低水体挟沙力，增加泥沙落淤概率；③尽量减小波浪对促淤区的掀沙作用。[1]因此，在初步确定堤线布置方案时，需经对促淤区地形及水文特点分析，存利去弊，尽可能达到上述促淤目的。

2.1地形影响分析

2.1.1地形特点

近年来，浅滩滩涂总体上是呈淤高和延伸的趋势，近30年内淤高1m～3m左右，平均每年淤积4.3cm；平均每年延伸200m。[2]本文研究区域位于浅滩的中南部，西侧为陆地，北侧有已建海堤，东侧为霓屿岛，东南角有小霓屿山。因地形所致，在霓屿岛和小霓屿山之间冲刷严重。为避免进一步的冲刷和加快区域淤涨，近年在南侧建设南促淤潜堤连接西侧陆地和小霓屿山、东南角建设小霓屿促淤堤连接霓屿岛和小霓屿山。目前涂面平均高程为-6.0m左右,自西北向东南倾斜，但小霓屿山附近仍有最大深达-25.0m的深槽。

2.1.2根据地形特点布置方案

一般情况下，天然水深在平均海平面以下的海区促淤效果明显，天然水深在平均海平面以上的海区促淤会非常缓慢的。[3]本区域东南侧绝大部分面积处于海岸线以下，因此促淤堤建设重点是用于促淤东南部的海域。

现状的小霓屿促淤堤有效阻止了深槽进一步的冲刷，但因小霓屿促淤堤顶高程较低，淤积效果相对较差。若能再建一条较高的促淤堤则能有效减弱往复流的作用、较快实现深槽淤积。但是由于此处滩面高程较低，表层还有较厚的新近淤积浮泥，在高流速的深水地区筑高达25m的促淤堤难度大、成本极高，因此不适合再建促淤堤。促淤区中部南北方向滩面高程差较小，实施的可能性大、建设成本易控制。从功能上来看，可以阻止西部区域的新淤浮泥被深槽潮流冲刷带出，抑制深槽长度的延伸。

综上所述，根据地形特点和附近已建工程分布特征，促淤堤应沿南北向布置在促淤区中部区域。

2.2水文因素影响分析

2.2.1波浪和水沙特点

根据本区域波浪研究结果，瓯江口外诸多岛屿对外海传入的波浪起了很好的阻拦作用。其中北侧入射波浪全部被阻挡；南侧海面开阔、遮蔽少，SW向～ESE向波浪的影响最直接。

瓯江口河槽外形呈喇叭形，上窄下宽，属于强潮、多沙、河口湾型河口。[4]工程水域的泥沙来源主要为瓯江河流来沙、外海海域来沙及区域局部水域的泥沙再搬运。河道及浅滩水域的部分泥沙在波浪作用下起动、悬浮，随潮流运动并在动力环境较弱的水域中落淤，形成泥沙的局部再搬运。

2.2.2根据水文特征布置

本区域的泥沙搬运过程可以认为是波浪掀沙、潮流输沙的过程。因此，促淤堤堤线布置需充分考虑波浪、潮流等的影响。

针对波浪掀沙的过程，可以不用考虑外来泥沙的掀沙程度，但需考虑如何减少波浪对促淤区内掀沙的影响。从波浪作用方向来看，南边在建的东西向促淤潜堤已减弱SW向波浪作用。SE向虽受霓屿岛掩护，但因促淤区内面积较大、风区长度长，风浪影响较大。因此，沿南北向筑堤可减弱SE向波浪的作用，也可以缩短促淤区内风区长度。

针对潮流输沙的过程，涨、落潮时潮流水体大致沿滩脊方向（东西向）上溯或向下流动。根据相关资料，在枯水期滩面总趋势是处于淤积状态。可以推测，枯水期潮位、波浪不高，南侧在建促淤潜堤有效发挥促淤作用，涨潮含沙量大于落潮含沙量，滩面淤积。因此，沿垂直于潮流流向的方向（近南北向）筑堤是可有效实现淤积作用的。

3堤线布置优化方向研究

由前文可知，前期已建有促淤堤为本海域实施促淤，本次拟建促淤堤仅为加快促淤速度建设代价太大。因此，堤线布置可考虑与规划道路结合的方向优化，以拓宽促淤堤的使用功能。

根据远期规划，促淤区为建设用地。因此，促淤堤远期在建设用地开发期间还可用作吹填围堰，还可考虑做道路路基。结合规划道路、按照道路路基标准实施的，将促淤堤、造地吹填围堰和后续的市政道路三线合一，极大地减少了重复建设，节约了投资。结合规划，在考虑促淤堤堤线沿南、北向布置的前提下，可考虑与区域中部的规划跨海二路一致。按此布置，形成促淤堤长度较短，约6km，堤线较短，有效控制筑堤成本；同时，该区域滩面高程相对较高，也在一定程度上节约了工程造价。后续造地建设，拟建促淤堤还可以用加高做吹填围堰使用，节约后期建设费用。


图2堤线平面布置图

根据建设用地开发进程，西区将作为“空港科技服务区”先行开发。目前，浅滩一期造地工程已逐步实施完成，本促淤堤为整体开发空港科技服务区提供了基础，有利于区域的后续开发和发展。另一方面，跨海二路是瓯江口新区三条快速连接至外部地区的南北向综合通道之一，通过大小门岛―海港中心区―瓯飞滩的环状交通走廊，实现温州港区的海陆联系。

4效果分析预测

4.1促淤效果分析

对上述堤线布置方案进行了数值模拟研究，结果表明：在本工程实施后4～5年左右接近冲淤平衡状态。其中南促淤堤外侧水域略有冲刷，冲刷幅度在0.2～0.4m；本工程促淤区普遍淤积，西侧淤积幅度在0.1m～1.2m，东侧淤积幅度在0.1m～0.9m。

（图中“-”表示冲刷，“+”表示淤积）

图3冲淤平衡时的冲淤变化量

4.2促淤效益分析

从海域开发方向对促淤堤方案进行综合技术经济效益分析，促淤的效益主要反映在减少后期投资和降低工程费用两方面。

促淤堤兼作吹填围堰和路基，减少筑堤材料工程量；促淤堤实施后，加快了涂面淤涨，在4～5年左右平均淤积厚度为0.55m，可以减少造地回填工程量。具体详见下表：

表1 促淤堤综合效益估算表

项目 建设内容增减项 节约费用（亿元）

围堤 促淤堤建成后4～5年左右接近冲淤平衡状态，故应考虑5年内资本金的投资利用，投资收益年收益率按年基准收益率8%考虑。 -2.8

因促淤堤长期搁置，地基土得到固结，土体强度增大，围堤加高时可有效缩短断面尺度，减少达500万方砂石料。 +3.6

吹填 按平均淤积0.5m计，节约吹填量2800万方。 +4.2

路基基础 按道路范围内筑堤材料及必要的路基镇脚计，减少200万方砂石料，1000万m塑料排水板等。 +2.4

费用合计 +7.4

注：“+”为节约费用，“-”为额外增加的费用。

由上表可知，因提前投资致使资本金受到冻结，不能及时产出效益，但后期在围海造地和道路建设阶段，因促淤堤自身和促淤带来的效益更大，总体上还是收益的。

此外，还降低了后期在围海造地和道路建设阶段施工过程中的工程风险。就围堤结构而言，围堤分阶段加高，加长地基土体固结时间，有利于保证堤身的整体稳定；同时，在促淤区中部筑堤和促淤后，使围区面积减小、围区高程抬高，库容大大减小，在后期围海造地期间，围区龙口合拢压力大大减小，降低工程风险。

5结论

在模型验证促淤堤促淤效果前，需初步确定促淤堤的位置。筑堤位置和堤线布置方向主要依据地形、水文等自然条件选择，并综合考虑使用功能进行局部调整。拓宽促淤堤使用功能的思路对加快促淤效果，为后期项目的投资和实施创造了有利条件。

参考文献：

[1] 黄哲浩.温州半岛浅滩二期围涂工程促淤方案初步研究[J]. 黑龙江水专学报,2009,2:48-50.

[2]崔冬,刘新成,俞相成.潮汐河口大型中低滩促淤工程内部布局研究[J].水利水运工程学报,2012,2:27-33.

[3] 李孟国.温州浅滩围涂促淤工程泥沙数值模拟研究[J].泥沙研究, 2005,5:5-12.

[4]徐群,张继昌,王俊,等.瓯江河口浅滩促淤估算分析[J]. 海洋工程, 2005,3:39-44.