河口治理


河口治理

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河口治理【河口治理】河口治理,是指根据需要,採用多种措施改造河流入海段的工程 。
基本介绍中文名:河口治理
外文名:estuary improvement
作用:满足排洪和航运的要求
历史背景:1843年法国塞纳河口整治
内容简介河口治理,是指根据排洪、航运、灌溉、围垦等需要,採用整治、疏浚和其他措施改造河流入海段的工程 。河口的沖淤演变是水流、泥沙与河床相互作用的结果 。潮汐河口在径流、潮流共同作用下,形成周期性的往复水流;海水与河水相遇后,又发生盐水与淡水面种不同密度水体的混合,使河口水流流场更为複杂 。河口泥沙有不同来源,可以由上游径流或口外沿岸流挟带而来,泥沙的粒径与浓度也不同,河口的河床演变常常複杂多变 。因此河口河床的自然演变往往不能符合人类开发利用河口的要求,如河口淤积将影响排洪或航运,需要进行治理,扩大过水断面,加深河槽,才能满足排洪和航运的要求 。资料背景法国塞纳河口1843年就已开始整治,因受科学技术水平和实际经验的限制,未取得预期效果 。以后,在英国默西河口改用疏浚措施,取得了所需水深 。随着海轮吃水深度增加,单靠疏浚难以满足航行要求 。20世纪以来,河口治理大多採取整治、疏浚相结合的方法,如中国对黄浦江、海河、辽河和黄河等河口的治理,都取得了效果 。但工程布置和实施主要依靠经验 。从30年代开始採用河口水力模型试验进行研究,试验技术不断发展,对河口治理效果显着,世界上一些大河口航道水深逐步获得了较大幅度的增长 。遵循原则河口治理应按照“综合开发、综合治理”的原则,遵循河口河床演变的规律,因势利导,稳定和发展有利河势,通常採用疏浚或整治措施,或两者结合的措施 。整治工程在河口段,通过布设整治建筑物改变水流流场、控制水沙分配、调整河床沖淤部位等的人工改造天然河槽的工程 。潮汐河口的河床容积向下游递增,河宽也相应地加大 。不同类型河口有不同的放宽率 。河口整治的规划线与放宽率有关 。强潮河口潮量沿途变化率大,河宽的放宽率应较大;而对于弱潮河口,其放宽率可小些 。径流与潮流相互作用下形成的涨潮流和落潮流,流路往往不一致,各自塑造自身河槽,使河床水流分散、水深变浅 。有时,河槽的迁移形成碍航的浅滩 。其整治的原则是因地制宜,採取工程措施使涨、落潮流路归于一槽,集中水流,增大水深 。对于河口碍航的拦门沙浅段,其整治原则也是集中水流,改变水沙条件以取得较大的水深 。整治多口门的弱潮河口,应控制各汊道的水沙分配,维护通航用的汊道的水深 。常用的整治建筑物有导堤、丁坝、顺坝、潜坝等型式 。堤坝布置导堤布置在河口拦门沙航道的一侧或两侧,用以集中与规顺水流,增大水流输沙能力,刷深航槽,并能防止外海漂沙进入河口 。导堤可用单道、双道、甚至多道 。如中国黄浦江吴淞口採用了双道导堤 。导堤的布置与潮流、沿岸流、风向、泥沙来源和方向有关(图1 导堤的布设示意图) 。对于先汇入泻湖,再经泻湖口入海的间接河口(也称第二河口),径流和潮流挟沙都经泻湖口进出,故泻湖口内外都可能出现拦门沙,整治时口内外都需要布置导堤(图2泻湖口整治示意图) 。丁坝布置与岸线大致垂直,用以束窄河床,挑引和集中水流,刷深航槽,拦截泥沙使之淤积于坝两侧 。顺坝布置与岸线或水流大致平行,用以引导与规顺水流,沖刷航槽 。顺坝也常和丁坝共同使用 。潜坝是坝顶低于潮位的整治建筑物,布置在河口段涨落潮河槽明显分离的河床,对其中某一河槽採用潜坝滞流,使涨落潮流路趋于一致 。整治建筑物的结构形式和所使用的材料与海岸防护建筑物大致相同 。河口疏浚工程在河口地区用机具直接挖除水下土石方的工程 。用于开闢、维持航道,取得所需水深,或为泄洪排涝扩大河槽过水能力 。河口拦门沙水域泥沙淤积严重,是主要碍航浅段 。对河口拦门沙航道进行整治后,水深的维持和进一步增加仍要依靠疏浚工程 。在疏浚分汊河口的入海航道时,以选择其中涨落潮流路一致、疏浚量小、平面位置稳定、落潮流为主的汊道为宜(见海上疏浚) 。清淤处理为挡潮排涝、御卤蓄淡,改善工、农业和人民生活用水,需在沿海一些中、小河口潮区界内修建水闸 。由于建闸改变了河口水沙条件,闸上、下河槽都可能发生泥沙淤积,闸下游淤积的主要原因是筑闸后径流量、潮流量都减小,潮波发生变形,有时异重流和风壅水也发生一定影响 。而淤泥质海岸沙源丰富,则是闸下普遍发生淤积的重要原因 。河流挟沙较多时,闸上游河段也将发生淤积 。筑闸后发生的淤积直接影响航运,影响河道的泄洪排涝,还影响生态环境,规划设计筑闸时必须审慎 。清淤措施清除闸下淤积的主要措施有:内水沖淤、机械拖淤和纳潮沖淤3种 。上游有调蓄水源时,採用内水沖淤,即在大潮落潮时开闸放水,顶住下一次涨潮的浑水,儘量利用水头差以增加瞬时流速,加强沖淤效果 。机械拖淤是採用机船带动泥耙,鬆动淤土,或用机船的叶轮直接搅动河床泥面,使淤积泥沙悬浮水中 。在闭闸情况下,可使离闸1~2公里处的河床泥沙悬扬后随落潮流下泄;若用开闸放水来配合拖淤,则可把悬浮泥沙挟带更远 。纳潮沖淤是在河口建上、下两个闸,涨潮时开下闸蓄纳含沙量小的潮水,平潮时关闸,待落潮后闸内外出现水位差时,再开闸泄流沖淤 。但是採取这一措施,两闸间仍有淤积;而且需多建一闸,造价甚高,管理费用也大 。短期蓄水灌溉的闸,平时可敞开,任潮流进出,减少闸下淤积 。