长江口崇明北沿泓槽防冲促淤实施方案及效果（康晓华,欧阳礼捷）

但是，在黄瓜沙、二沙、三沙外侧存在一条涨潮副槽及无名潜沙，由于涨落潮动力影响及工程实施推进，无名沙脊及岸滩发生变化，对今后促淤及围垦工程不利，为此笔者等深入研究了工程区域水动力及泥沙条件，分析了各沙脊、泓槽冲淤变化情况，提出了实施黄瓜二沙与无名沙夹泓防冲应急工程。经实际水下地形测量，评价实施效果，情况良好，达到了预期目的。

1 黄瓜沙及夹泓河势演变分析

黄瓜沙的形成与发展是长江口北支逐步淤积萎缩形成的产物。50～70年代初，分布在江中的小沙包在新隆沙与崇明岛围垦并岸后迅速淤涨，至1978年开始逐步围垦，高滩迅速淤涨扩大，并向下延伸。1982年高滩面积13km2，1989年增大到19km2，平均每年扩大0.85km2。黄瓜沙夹泓内淤积明显，水深变浅，断面束窄，0m河槽容积逐渐减小。目前，黄瓜沙群由黄瓜一沙～五沙组成，黄瓜沙夹泓由于黄瓜沙迅速扩张而缩小。

黄瓜沙夹泓上口、下口黄瓜二沙尾端封堵后，根据2003年～2005年地形资料，无名沙沙体北侧淤积，南侧略有冲刷，沙尾向东延伸；黄瓜三沙沙体向四周延伸；黄瓜四沙沙体南北略有淤积，尾端上部淤积、下部冲刷，夹泓上段有不同程度的淤积。

2 泓槽防冲促淤方案研究

2.1总体方案

根据河势发展趋势，黄瓜二沙与无名沙夹泓防冲应急工程的主要目标是尽量保持原有北支下口的涨潮副槽和沙脊线以南的主槽上溯的涨潮流，为工程促淤提供充足的沙源，同时截断落潮槽槽沟，为泥沙落淤创造条件。

为使淤积效果最大化，尽量减少对后期项目负面影响，避开泓槽深槽，并巩固已有无名沙沙脊，拟定3个平面布置方案。方案一：坝体轴线基本垂直于黄瓜二沙与无名沙间潮流走向、黄瓜二沙沙脊、无名沙沙脊；方案二：缓流坝坝体轴线基本垂直于黄瓜二沙与无名沙间潮流走向，并在无名沙上顺延；方案三：坝体整体移至无名沙东端，其余同方案1。由于坝址处滩地高程较低（约-2.0m），为减少工程投资、增加坝体稳定、充分利用促淤泥沙资源，总体实施采用二阶段实施方案，即一阶段采用低矮缓流坝（坝顶高2.0m）进行促淤，待下游滩地淤积至一定高程时，再择机实施二阶段促淤工程，加高缓流坝。

2.2方案比选

根据水流数值模拟计算，3个方案对无名沙以外区域的水动力场影响均不大，但缓流坝封堵黄瓜二沙与无名沙之间的涨落潮潮沟，基本截断该沟槽内水流，在无名沙内的泓槽内邻近坝体上下游区域涨落潮流速明显减小，有利于上下游滩槽迅速淤涨。另外水流数值模拟计算结果显示，工程建成后坝头处无名沙滩地涨落潮流速增幅约10％～30％，这将造成坝头的冲刷失稳，因此在坝头设置一定长度的坝体，组合形成“T”型坝。

另外，水流数值模拟计算显示方案一、方案三坝体与等高线垂直布置对无名沙岸滩较为有利。工程规模上方案三坝体长度较方案一长，故综合考虑工程投资、促淤效果、对无名沙沙脊影响等因素，推荐方案一。

3 防冲促淤结构方案

3.1一阶段方案

（1）坝顶高程确定

从消浪效果看，坝顶高程高，围区内风浪较小，利于泥沙落淤，可避免大风浪将坝内淤积的泥沙掀走。但坝顶高程也不宜太高，否则涨潮优势流被阻，不利于泥沙进入。根据崇明北沿一期圈围工程促淤效果，预计坝体实施后坝下游侧滩地可淤高至0.0m左右，故坝顶高程应高于此。同时，坝顶高程也不宜过低，否则，对沟槽内水流影响较小，不利于泥沙淤积。

综合考虑促淤效果、地形地貌、泥沙特点、工程投资、坝体稳定、水流影响、无名沙头部冲刷等因素，确定一阶段坝顶高程为2.0m。

（2）断面结构方案

一阶段缓流坝采用抛石堤芯结构，采用大块石护坡，坡比1：2，坝体两侧均采用15m宽护底。考虑施工、稳定、交通等因素，一阶段坝顶宽度取4.0m。

3.2二阶段方案

1．坝顶高程确定

为进一步提高淤积效果，加速泥沙落淤，二阶段考虑阻断黄瓜二沙与无名沙之间的涨潮沟，上游由落潮流夹带泥沙落淤，下游由涨潮流夹带泥沙落淤。

考虑今后交通功能，有利于交通设施利用中低潮位通行，二阶段坝顶高程根据工程地点附近三条港水文站平均最高潮位确定。三条港站平均最高潮位为5.20m，平均高潮位为3.82m；汛期1%保证率水位为4.82m。考虑安全加高，综合确定二阶段坝顶高程为5.5m，一般时间段不受潮水影响，可满足坝顶施工车辆交通要求及促淤要求。

2．断面结构方案

二阶段促淤坝考虑在原缓流坝的下游内侧加高加固。采用充泥管袋堤芯结构，护坡采用灌砌块石，坡比1：3，坝体两侧均采用10m宽堤脚护底。考虑施工车辆双车道通行要求，二阶段坝顶宽度取7.0m。

4 泓槽防冲促淤效果

一阶段工程于2006年2月开工建设，2006年7月完工；二阶段工程于2008年4月开工，2008年11月完工。

一阶段坝体实施前（2005年9月）地形测量资料表明滩地高程-2.2m～-1.7m，坝体建成后12个月（2007年7月），滩地淤高至0.2m～0.9m，坝体东侧、西侧平均淤积厚度分别为2.6m、2.3m。二阶段坝体建成后4个月（2009年3月），滩地淤积至2.3m～3.2m，坝体东侧、西侧平均淤积厚度分别为2.5m、2.0m。

5 结语

根据研究确定的分阶段实施方案，工程运行3年后坝体东侧、西侧平均淤积厚度分别为5.1m、4.3m，坝体两侧滩地淤积明显，坝体两侧淤积土方约600万m3，促淤效果十分理想，同时对无名沙的岸滩也起到重要保护作用，对崇明北沿滩涂促淤具有十分重要的意义。建议加强对工程周边水域，特别是下游水域的水沙变化及岸滩变化的观测，以便为后期工程提供决策依据。

工程实施后形成了一条从黄瓜二沙通往无名沙的交通堤，对后期圈围工程施工人员交通、施工车辆通行、材料组织运输、机械设备进场等较为有利，大大降低后期圈围工程实施难度、施工风险，为后期圈围工程打下扎实的基础，为后期长江口北支中缩窄围堤实施创造便利的交通条件。

参考文献

[1] GB50201-94《防洪标准》

[2] GB50286-98《堤防工程设计规范》

[3] SL435-2008《海堤工程设计规范》

[4] JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》

[5] CJJ50-92《城市防洪工程设计规范》

[6]《海岸工程》.北京：海洋出版社，2002

作者简介

康晓华，男，工程师，1977年生，从事水工结构的设计和研究工作。