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遥望港下游淹没性港汊整治工程可行性研究报告.doc

上传人:胜**** 文档编号:2143492 上传时间:2024-05-20 格式:DOC 页数:65 大小:7.61MB 下载积分:10 金币
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遥望港闸下游淹没性港汊治理工程 可行性研究报告 XXXX 二O年八月 2 项目名称:遥望港闸下游淹没性港汊治理工程可行性研究报告 设计编号:2012GK088 设计阶段:可研 委托单位: 承担单位: 项目负责: 校 核: 审 核: 批 准: 编制时间: 八月三十日 60 目 录 1 综合说明 1 1.1 概述 1 1.2 研究内容与技术路线 3 1.3 研究依据与技术标准 3 2 水文气象 5 2.1 自然地理及水利工程概况 5 2.1.1自然地理条件 5 2.1.2遥望港闸概况 5 2.2 水文气象特征 6 2.2.1气温 6 2.2.2降水 6 2.2.3风 7 2.2.4冰雪 7 2.2.5雾与日照 7 2.2.6地震 7 2.3 近岸海水水文(波浪、潮汐、泥沙)条件 8 2.3.1波浪及设计波浪要素 8 2.3.2潮汐、潮流 8 2.3.3潮位 9 2.3.4泥沙 10 2.4 自然水深条件 10 2.5工程地质条件 11 3 海岸演变 13 3.1 海岸历史演变 13 3.2 海岸近期演变 14 3.3辐射沙脊群演变 15 3.4 海域形势 16 3.5 海岸演变特征 17 3.5.1 水道平面变化 17 3.5.2水道断面变化 19 3.5.3 水道槽型及浅滩的变化 21 3.6 通州区段北区围垦 22 3.7遥望港闸下淹没性港汊治理和遥望港港道整治与修复 24 4 工程任务和规模 25 4.1 社会经济发展状况 25 4.2 工程建设的必要性 26 4.3 工程任务和规模 31 5 施工组织设计 32 5.1 施工条件 32 5.1.1交通条件 32 5.1.2气象水文条件 32 5.1.3水电供应条件 32 5.2 施工布置 32 5.3主体工程施工 33 5.4 施工进度 33 5.5 施工组织 33 5.6 施工管理 33 6工程投资估算 35 6.1 编制依据 35 6.1.1 基本资料 35 6.1.2 定额依据 35 6.1.3 主要材料及工资单价 35 6.2 投资概算 36 1 综合说明 1.1 概述 江苏省南通市通州区位于长江口北岸,西南侧沿江,东北侧临海,分别拥有15km沿江岸线和16.27km沿海岸线。2011年通州财政总收入已达到100.15亿元,地方一般预算收入42.40亿元,是苏中的经济大市(县),该区建筑、轻纺、修造船业在全国均有重要影响。随苏通大桥、沪崇苏大通道的全面建设,通州又将融入上海一小时经济圈,直接受上海经济的辐射带动。沿江临海近沪的区位和资源优势为实现通州市社会经济率先、跨越式发展提供了良好的基础。 2009年6月10日,国务院常务会议原则通过了《江苏沿海地区开发规划》,根据规划要求,加快洋口港区10万吨级以上泊位建设,推进吕四港区建设,做好腰沙、冷家沙建港条件的研究论证,开发建设启海、通海港区、提升沿海港口群在区域发展中的带动能力。由于沿海发展规划上升到国家战略,通州区沿海产业布局相应发生调整。规划将小庙洪水道尾部进行整治,对遥望港港道进行整治和修复,对遥望港闸下游淹没性港汊进行治理。 通州海岸位于江苏岸外辐射沙脊南翼小庙洪水道的尾部,小庙洪水道是辐射沙脊最南面的一条潮汐通道(图1-1),该水道的走向与吕四海堤基本一致,呈NW-SE走向,水道深槽零米线距老海堤3.5~6.0km,水道长约38km,中段宽4.5km,尾部在通州、如东浅滩消失,并同遥望港港道贯通。与辐射沙脊中部其他大型潮汐通道不同的是,小庙洪水道尾部并不与相邻的潮汐通道连通,其北侧的大范围沙脊(腰沙)将水道与北部的网仓洪深槽隔离,该水道是一个相对独立的水、沙系统。小庙洪口门段有两条零米线以上的沙脊,将口门分成北水道、中水道和南水道(图1-2)。水道内有三条-10m以深的深槽,分别位于口门段的南水道、小庙洪中段和海门区段的蛎岈山前缘。三条-10m深槽之间尚未贯通的区段长度仅800m和300m,稍加疏通,小庙洪水道三十余公里海岸均可成为水深10m以上的深水岸线,有开发大型海港的良好前景。 江苏人多地少,环境压力大,经济发展与资源环境的矛盾比较突出。江苏未来经济发展的生产力布局特别是增量布局由沿江地区向资源、环境相对优越的沿海地区转移,已成为拓展发展空间、增强经济发展后劲的必然选择。小庙洪水道水深条件优越、深槽稳定,又具有丰富的浅滩土地资源。经二十多年研究,小庙洪水道海港开发已进入实质性阶段。位于小庙洪水道口门段的大唐吕四港电厂工程已于2003年开工,现已完成3km2厂区浅滩围填,两个3.5万吨级专用煤码头正在建设。以大唐吕四港电厂建设为契机,2004年启东市又经物理模型试验论证,确定了吕四港电厂东侧3×2.5km的围填方案,该围填工程正付诸实施。拥有17.73km海岸线,位于小庙洪南岸尾部的海门市也在物理模型试验论证基础上于2006年结合东灶国家中心渔港的建设,提出28.3km2的高滩围填规划(图1-2),并在所完成的海门区段建港条件研究中,提出利用蛎岈山前缘深槽建设3.5万吨级海港码头的规划设想(图1-3),目前正配合东灶中心渔港的建设逐步推进海门区段边滩围填。在小庙洪南岸的尾部与口门段已建或已有围填规划的情势下,启东市又于2007年提出在小庙洪中段17km岸线进行边滩整体围填的规划设想(图1-2),并进行了相应的物理模型试验研究。随小庙洪水道的规模开发,小庙洪尾端通州区段开发的外部环境正日渐成熟。 位于小庙洪水道尾端的通州区段潮滩宽阔,滩面高程较高,自然状况下浅滩呈淤长动态,具有便利的匡围条件。为进一步缓解土地资源对通州社会经济发展的制约,将通州沿江临海近沪的地域优势转化为产业优势,南通市通州区滨海新区管理委员会委托我院对小庙洪水道尾部整治及腰沙开发利用和北区围垦区域吹填的方案予以论证,通过土地资源与海港资源开发相结合的途径提升沿海开发的层次。 本报告中,我院结合区域及通州社会经济发展,分析了通州区段海港开发的必要性;通过海岸稳定性、海洋动力泥沙环境和自然水深条件的分析,论证了构建通州出海通道可能性;并结合小庙洪水道开发利用的设想,根据《通州市沿海滩涂围垦工程可行性研究报告》和工程区域地形对通州区遥望港港道整治与修复和小庙洪水道尾部整治进行可行性研究。 1.2 研究内容与技术路线 (1)通过工程区域自然条件的综合分析,论证工程建设的可行性。 (2)分析通州区段海岸的历史演变、近期演变,结合小庙洪水道演变特征,从确保小庙洪水道稳定的角度,论证工程建设对小庙洪水道潮流动力和冲淤动态的影响。 (3)从江苏沿海先期开发方案、长江三角洲经济发展和通州市社会经济发展的角度,分析工程建设的必要性。 (4)结合小庙洪水道开发利用的设想,根据《通州市沿海滩涂围垦工程可行性研究报告》对北区围垦区域的吹填方案,依据工程区域地形,提出初步挺进腰沙方案。 1.3 研究依据与技术标准 1、规范和技术标准 (1)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000); (2)《防洪标准》(GB50201-94); (3)《疏浚工程技术规范》(JTJ319-99) (4)《堤防工程设计规范》(GB50286-98); (5)《海港水文规范》(JTT213-98); (6)《防波堤设计与施工规范》(JT298-98); (7)《海港总平面设计规范》(JTJ211-99); (8)《港口工程桩基规范》(JTJ254-98); (9)《港口工程地基规范》(JTJ250-98); (10)《港口工程荷载规范》(JTJ215-98); 2、相关资料 (1)《江苏沿海地区发展规划》(2009、7) (2)《南通港吕四港区通州区段建港条件研究》(南京水利科学研究院,2007.6); (3)《通州市海洋滩涂围垦工程可行性研究报告》(南通市水利勘测设计研究院有限公司,2006.10); (4)《沿海滩涂资源的评价及合理开发利用研究》(《沿海滩涂资源的评价及合理开发利用研究》项目组,2008.2) 本报告除特殊说明外,高程均为国家85基准。本报告中涉及到的各高程系统之间换算关系如下图所示。 19cm 320.4cm 301.4cm 85国家高程 废黄河基面 理论深度基准面 2 水文气象 2.1 自然地理及水利工程概况 2.1.1自然地理条件 本项目位于通州市滨海工业园区东侧黄海滩地,小庙洪水道的尾端,及小庙洪水道北侧的辐射沙脊腰沙。 黄海辐射沙脊群区域,位于南黄海江苏岸外。以弶港为中心,呈扇形展开,它是我国最大的浅海潮流沙脊群,南北范围介于32000'N-33048'N,长达199.6km,东西范围介于120040'E-120010'E,宽达140km,由70多条沙脊与其间的潮流通道组成(图2-1)。它介于海陆交互作用带,位于高程0m至-25m之间,全部面积22470km2,其中3782km2出露于水面之上。腰沙作为辐射沙脊群中主干沙脊,面积43.3万亩。 本地区由长江口的沙洲淤涨连并而成,属长江三角洲冲击平原,沿海滩涂也是长江泥沙淤积而成。 腰沙 小庙洪水道 2.1.2遥望港闸概况 1、工程规模 遥望港闸位于通州市北兴桥镇遥望港入海口,是南通地区重要的排涝挡潮闸之一,具有挡潮、排涝和通航等多种功能,属中型水闸。该闸于1973年12月动工兴建,次年7月竣工并投入使用。 遥望港闸总宽28.8m,分三孔,每孔净宽8m。均为"U"型钢筋砼结构,总净宽24m,边、缝墩宽均为0.8m;建筑物全长134m,闸底板分三块,底板厚1.2m,底板顶高程-1.69m;该闸中孔为通航孔,无胸墙,边孔设胸墙,底高程2.71m,顶高程6.21m,原为拱式钢丝网面板结构,91年改建为变截面钢筋砼板式结构;原闸门为钢筋砼波形板结构,84年更换为平面滑动支承钢闸门;启闭机系“土法”自制的油压启闭机,为非标产品;闸下游侧建有汽-10“T”型梁公路桥一座,桥面净宽6.0m,桥面高程7.56m。本闸配100KVA变压器一台及380V输电线路和配电间。 工程效益:(1)设计效益:遥望港闸排涝面积267km2,设计排涝流量260m3/s;(2)实际效益:历史最大排涝流量254m3/s。 2008年按江苏省海堤达标要求进行了除险加固改造。 2.2 水文气象特征 2.2.1气温 该地区多年平均气温14.9℃,最高月平均气温是7月的27.5℃,最低月平均气温是1月的2.1℃;极端最高气温39℃(1960年8月7日),极端最低气温-10.9℃(1977年1月31日)。 2.2.2降水 该地区属亚热带湿润季风气候区,受海洋调节及季风环流的影响,具有四季分明,降水充沛、时空分配不均的特点。本区多年平均降水量为1065.6mm(青龙港站,下同),最大年降水量1502.1mm (1987年),最小年降水量673.0mm (1978年)。因梅雨和台风的影响,全年约64.3%的降水量集中在5~9月份。6~7月间梅雨和6~9月间的台风雨常造成本地区的严重涝灾。全年平均降水日数为122.7天。月降雨日数最多是5月份,平均12.8天,最少在12月份,平均7.4天。 虽然年均降水量比较丰富,但时空分布不均,年内、年际变化较大,年际间最大最小降水量之比达2倍,年际间既有集中暴雨和连绵、阴雨,又有连续干旱、旱涝急转,再加潮位的变化,极易造成灾害。 2.2.3风 春夏多东南风,冬季多东北风和西北风,历年平均风速3.4m/s,年最大风速26.3m/s(NE,1960年7月7日),瞬时最大风速30.4m/s(SW,1975年7月14日)。常风向E、ESE频率为15%,次风向NE,ENE频率为12%。 1949年至1997年影响本地区的台风共111次,平均每年2.27次,台风风力一般为6~8级,最大为12级,年均大于7级风的天为23.5天。由强大风力引起的波浪、海流对海岸发生强烈冲刷。故决定本区海岸发育的主要动力因素受台风和季风所控制。台风暴雨是本区主要灾害性气候。 2.2.4冰雪 本地区终年不冻,陆域最大冻土厚20cm,年平均降雪6天,多集中于1~2月间,最大积雪厚度17cm。 2.2.5雾与日照 多年平均雾日天数为30.9天,年最多雾日数60天,最少雾日数5天,大雾平均为5.7天,年平均日照数为2166.3小时,日照百分率49%。 2.2.6地震 据江苏省地震年表统计,1505~1949年南通地区共发生地震16次,一般强度在5级以下;1984年5月21日南黄海洋面曾发生过6.2级地震,建筑物摆动明显。 根据2002年1月1日开始执行的《建筑抗震设计规范》(GB5001-2001)的精神,通州、海门和启东三市建筑抗震按60设防(参见江苏省建设厅苏建抗[2001]396号文)。 2.3 近岸海水水文(波浪、潮汐、泥沙)条件 2.3.1波浪及设计波浪要素 苏北近海由于沙洲分布,海岸走向、地貌形态不同,浪分布变化规律差异明显。波向变化差异甚微,海区全年盛行偏北向浪,辐射沙洲南部偏北向浪频率为63%。主浪向东北偏东,频率8%。强浪向为北向。 波浪的季节性变化主要受季风影响,波型为混合浪。春季多为东风,多为东向浪,频率为22%,主浪向为东向,频率为21%,强浪为西北偏北和西北偏西。夏季受台风影响,主流向为东南,其频率为16%,强浪向为东南和西北。秋季,偏北大风已相当活跃,整个海区多为偏北向,偏北浪向频率为78%,主浪向为东北,频率为20%,强浪向为北向。冬季盛行偏北风,偏北浪向频率81%,主浪向主西北,频率24%。强浪为西北向。 对海域风浪影响较大的风向主要有NE、ESE向。NE、ESE方向平均风速3-4m/s,NE、ESE方向最大风速18m/s。 2.3.2潮汐、潮流 拟建工程处于黄海之滨,除黄海外,长江是工程区附近的最大地表水体。沿海的潮汐作用强烈,近岸口由于受大陆径流等影响,多属非正规半日潮,外海涨落潮历时几乎相等,至近岸浅水地区,受地形影响多系往复性潮流,由于受曲折海岸及河口地形影响,一般湾顶潮差大于湾口。 沿海的波浪,夏季多为东南向波浪,平均波高0.2~1.2m,最大波高5m左右,近岸处波高一般为0.1~0.8m,最大波高多在2.5~3.5m之间。 沿海海流,在外海及海州湾一带属反时针的旋转流,在灌河、射阳河等较大河流出海口附近往往形成一股沿岸流;在斗龙港到大洋港一带幅射状沙洲分布地段内形成复流,涨潮流流向自东南向西北,这种流向与水下地貌相适应,东沙及其附近深槽在平面分布上和发展趋势上完全与潮流方向一致。潮流流速一般在0.1~2.0m/s,且涨潮流速大于落潮流速。涨潮含砂量大于落潮含砂量,因而容易引起岸边及闸下河道的落淤。近岸处的潮流流速一般为0.1~0.4m/s,也有超过1.0m/s的。 2.3.3潮位 平均潮差由南而北递增,其中吕四为3.82m、遥望港闸为4.35m、小洋口4.41m;平均大潮流速为1.28~1.50m/s。根据《江苏省大比例尺海洋功能区划报告》,新港~小洋口~北坎附近是我省沿海岸线潮流最强的区域,小洋口一带海域为本海区潮差最大区,平均潮差可达3.9m以上,长沙港以北达6.45m。小洋口外最大潮差可达9.28m,最大流速可达2.55m/s,而吕四港最大潮差为6.87m,其它地段最大潮差在6.02m~6.87m之间。小洋口站、吕四站、遥望港闸特征潮位见表2-1。 表2-1 南通市沿海潮位站特征潮位统计表 特征值 小洋口站 吕四站 遥望港闸 历史最高潮位(m) 6.58(1981.9.1) 4.48 5.16(1997.8.19) 历史最低潮位(m) -1.23(1958.10.23) -3.57 平均高潮位(m) 2.89 1.93 2.19 平均低潮位(m) 0.67 -1.87 0.9 最大潮差(m) 6.39 6.87 最小潮差(m) 1.96 0.32 平均潮差(m) 4.41 3.82 4.35 50年一遇设计高潮位(m) 6.63 4.90 5.36 拟建工程位于遥望港闸附近,采用遥望港闸的潮位资料。 2.3.4泥沙 小庙洪水道内含沙量因潮汐和季节变化而异。大、中潮含沙量大于小潮,冬季含沙量大于夏季。如1981年夏季测量大潮平均含沙量为0.16~0.36kg/m3,中潮0.09~0.35kg/m3,小潮0.08~0.15kg/m3。1988年冬季测量大、中潮含沙量0.56~0.73kg/m3,小潮0.08~0.16kg/m3。全年大、中、小潮平均含沙量为0.26kg/m3,悬沙中值粒径0.007mm。 断面输沙量计算表明,小庙洪深泓内泥沙向西输送,浅滩水域泥沙向东输送。从季节变化看,夏季泥沙自外海带入吕四近海,冬季泥沙自吕四近海带向外海。但从全年总的沙量平衡计算,每年大约有773万吨泥沙进入吕四近海,这部分泥沙主要淤积在蛎岈山西侧浅滩,是小庙洪尾部浅滩淤长的主要泥沙来源。 2.4 自然水深条件 本节高程为理论基面。 小庙洪水道内有三条-10m以深的深槽,分别位于蛎岈山北侧、小庙洪中段主槽和南水道深槽。三条深槽之间分别有300m和800m区段-10m线尚未贯通。据2006年3月实测,自南水道深槽至外海的航道沿程最浅点-8.4m。 蛎岈山西侧的小庙洪水道尾部有一条-5m深槽向通州区段延伸。该深槽长4km,宽300m,向西与通州规划北区围垦前沿线之间的距离4.8km,向东与蛎岈山前缘深槽之间水深不足-5m的浅段长约4km,浅段最浅深度-4.1m。由吕四海洋站长期实测潮位资料统计分析,通州海域乘潮2小时保证率90%和60%的乘潮水位分别为4.26km和4.78km(表2-2)。利用濒临通州区段的-5m深槽实施港口开发,按规范要求的乘潮保证率,设计船型与兼顾船型的乘潮通航水深可分别为8.36m和8.88m。 表2-2 小庙洪水道乘潮水位(m) 保证率 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 历时 1h 5.8 5.54 5.37 5.23 5.09 4.95 4.95 4.58 4.36 2h 5.57 5.34 5.19 5.06 4.93 4.78 4.62 4.45 4.26 3h 5.24 5.05 4.91 4.79 4.67 4.55 4.41 4.26 4.09 4h 4.8 4.65 4.52 4.42 4.33 4.23 4.12 4 3.87 5h 4.29 4.17 4.08 4 3.92 3.85 3.76 3.68 3.57 6h 3.78 3.69 3.62 3.54 3.49 3.44 3.36 3.28 3.19 2.5工程地质条件 本工程地质土性共分为4层及2个透镜体,其中层1可分为二个亚层,层2可分为三个亚层,均为海陆交互相地层。土层描述如下: 层1-T粉土与粉砂夹淤泥质粉质粘土(Q4mc):粉土、粉砂青灰色,淤泥质粉质粘土黄褐色,北侧东西向堤线表层40cm含较多“大米草”植根,低滩区表层含螺、贝等及其孔洞。具水平层理构造。层厚为0.0m~1.2m,层底标高为-2.30m~0.12m。该层仅在场地的少数位置分布,如K7、K14、K15、ZK11、ZK12孔处。 层1-1淤泥质粉质粘土夹粉土(Q4mc):黄褐色,夹层青灰色,局部夹层较多,近互层。具水平层理构造。层厚为0.0m~2.1m,层底标高为-2.59m~1.27m。该层分布在部分堤线场地,主要为南北向堤线场地及东西向堤线的局部,如K2~K5、K14~K17、ZK9~ZK10、ZK12、CK13、ZK14、CK15孔处。 层1-2粉土与粉砂夹淤泥质粉质粘土(Q4mc):青灰色,夹层黄褐色,局部夹层稍多,低滩区表层含螺、贝等及其孔洞。具水平层理构造。层厚为0.0m~4.7m,层底标高为-4.60m~-0.10m。该层分布在大部分堤线场地,仅少数孔处缺失,如K14~K15、ZK12孔处。 层2-1粉砂与粉土互层(Q4mc):青灰色,局部粉土含量较少,夹微薄层灰褐色粉质粘土。具水平层理构造。层厚为0.7m~5.5m,层底标高为-7.98m~-3.18m。该层分布在大部分堤线场地,仅少数孔处缺失,如K14、ZK9~ZK11孔处。 层2-T粉砂与粉土夹淤泥质粉质粘土(Q4mc):青灰色,夹层灰褐色,局部夹层较多,为淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂。具水平层理构造。层厚为0.0m~1.6m,层底标高为-10.89m~-2.75m。该层分布于部分堤线场地,如K6~K9、K11~K14、CK13、ZK14、CK15孔处。 层2-2粉砂夹粉土(Q4mc):青灰色,局部为互层、粉土夹粉砂、粉砂,夹微薄层灰褐色粉质粘土。具水平层理构造。层厚为0.0m~9.3m,层底标高为-14.12m~-11.27m。该层分布在大部分堤线场地,仅少数孔处缺失,如K14~K17、ZK12、CK13、ZK14、CK15孔处。 层2-3粉土(Q4mc):青灰色,夹薄层灰褐色粉质粘土。具水平层理构造。层厚为0.0m~2.1m,层底标高为-8.18m~-7.85m。该层仅在场地的少数位置分布,如K4、K5、K15~K16、ZK12孔处。 层3淤泥质粉质粘土夹粉土(Q4mc):灰褐色,夹层青灰色,局部夹层较少。具水平层理构造。层厚为1.9m~13.2m,层底标高为-21.05m~-16.02m。该层在整个场地都有分布。 层4粉砂与粉土夹粉质粘土(Q4mc):青灰色,夹层灰褐色,局部夹层较多。具水平层理构造。未钻穿。该层仅在场地局部位置有所揭露,如K7、K11、ZK10、ZK12孔处。 3 海岸演变 本章高程系统除特殊说明外为理论基面。 3.1 海岸历史演变 据史书记载,江苏兴建海堤始于南北朝,最早出现在海州地区(今连云港)。到了隋朝,海堤兴筑主要还是局限在现在的东海、灌云的临海地区,堤的标准较低,主要是保护临海的城镇不受海潮的侵袭。 唐大历年间(776~779年),淮南节度使李承在盐城地区组织民工修筑捍堤堰。该堤北起阜宁沟墩,南抵海陵(今东台县北对庄镇附近),为土堤,长70多km。李堤的堤基选线在沿岸较高的沙堤-东冈上,堤基北比东周围高,御潮能力强。从李承兴建到范仲淹改建的200多年中,该堤变动较小,为古代里下河地区的防洪屏障。 北宋天圣元年(1023年),范仲淹出任西溪盐官时,目睹因海堰久废不治而海潮泛滥、淹没田庐、毁坏田灶、饿殍遍野、民不聊生的惨状,提出兴修捍海堰。得准后,范于1024年起召集通、泰、楚、海四州兵夫4万多人修筑。北堤大致沿李堤位置修建,北起阜宁以北的丰赐墩,向南延伸到南通县的余西,长达150多km,于宋天圣五年(1027年)竣工。不论在技术上还是工程质量上,范公堤在当时堪称一流,其堤底宽3丈,高1.5丈,垒石坡护,成为沿串场河各盐场的挡潮屏障,受海潮侵蚀的盐碱地后来都变成良田,盐城、兴化、海陵等地人民得以定居,农事课盐两受益。 其后,范公堤又屡加修缮。据载,宋至和年间(1054~1056年)海门知县沈起召人筑堤35km,西接范公堤,东至吕泗,后人称这段海堤为沈公堤。到元初,兴化县令詹士龙请准发9郡民夫,兴工16个月,自吕泗至庙湾(即阜宁)筑堤,其功绩可与范仲淹相比。明永乐十九年(1421年)平江伯陈渲召淮扬40万民夫续修。到明万历十五年(1587年),巡抚都御史杨一魁委盐城县令曹大成全面修治,并沿堤筑墩43座,建闸洞11座。明万历四十三年巡盐御史谢正蒙修筑范公堤,南至吕泗场,北迄庙湾场,总长400余km。此时江苏省古海堤线基本定型。这条海堤一般统称为范公堤,是江苏省历史上规模最大的海堤工程,也是江苏海岸线位置的人工标志。 在南通市辖区范围内的范公堤南段的栟茶至吕泗一线的岸外滩涂增长缓慢。至清代中叶,角斜、栟茶一线距海仅5km左右,加之受东北风强烈影响下的海浪、潮水冲击,海堤损坏最重,因而是历史上重点修复地区。范公堤的北段,由于黄河夺淮入海的数百年,带来大量泥沙入海,海岸向东延伸很快。中华人民共和国成立初,兴建北起赣榆县海岸、南至启东县海岸、纵贯全省的海岸防护工程,通常称老海堤。这是自范公堤建之后,在范公堤以东建设的抗御海潮的大工程。 3.2 海岸近期演变 南通海岸位居江苏海岸的南部,紧临长江口,南通海岸线自北向南按侵蚀和淤积状况分为三段:新港闸~东灶港岸段、东灶港~蒿枝港岸段、蒿枝港~连兴港岸段(见图3-1)。 新港闸~东灶港岸段为堆积性粉砂淤泥质海岸,岸线长123.7km,潮间带5~13km,各段淤涨幅度不等。1954~1980年间新港闸附近平均高潮位外移1600m,淤涨率为61m/a;环港断面1980~1984年间平均淤涨率为65m/a;遥望港至北坎尖岸滩特点是滩面比降平缓外伸,无明显陡降或冲蚀陡坎,年淤进速度约为20~30m/a;遥望港至东灶港段年淤进速度约为6.5m/a,1980~1988年年淤积厚度0.13cm/a,1988~1997年年淤积厚度0.08cm/a(工程区域位于该岸段)。 东灶港~蒿枝港岸段为严重侵蚀岸段。岸线长30km,潮间带宽3km,坡度2.68‰。按地形资料对比,1916~1969年的53年中,高滩平均后退1000m,年平均20m。1955~1969年全线冲刷后退,蚀退幅度140~150m。1969年后大洋港、茅家港等岸段由于加固海堤阻止了后退,其余地段继续侵蚀冲刷,至1980年又蚀退了250~300m,整个岸段以大洋港两侧侵蚀最为严重,1955~1980年蚀退最宽处达600m,平均每年24m。海滩下蚀严重,目前堤内高于堤外3m。大规模的侵蚀坍塌,使得沿岸大片农田遭到破坏,村庄被迫内迁。 蒿枝港~连兴港为基本稳定岸段。潮间带宽3.5~5.5km,坡度1.1~1.2‰。1960年前冲刷侵蚀较强,岸线局部后退。70年代,开始种植大米草,固沙保滩,堤外滩面迅速淤涨,每年淤高约10cm。据兴垦农场断面实测资料,在1980年10月至1983年4月间,平均高潮位线每年外移约50m。总体上,该段岸线基本稳定略有淤涨。 3.3辐射沙脊群演变 辐射沙脊群区潮流作用强,涨潮时潮流聚,平均流速1.2-1.3m/s,落潮时段潮流辐散,流速急,平均流速1.4-1.8m/s。持续上升的海平面使潮流动力与潮流系统加强,形成全球最具代表性的辐合-散射潮流系统海域,沙脊群的基本轮廓与潮流场相符。强大的潮流是维持潮流水深的天然动力。辐射沙脊群掩护着其后侧的海岸,自射阳河口至小庙泓段发育了广阔的潮滩。沙脊群外侧受波浪的冲刷,泥沙向岸输运,至潮滩处才能停积使潮滩不断地淤涨,而沙脊群范围以外的南北两段平原海岸,却受浪流冲刷后退。 辐射沙脊群由细砂与粉砂组成,是在地质历史的新近时期-约3万年前,古长江口自弶港入海时堆积的细沙物质,当时海平面位于现今-20m。在近10000年来的全新世海面上升过程中,尤其以6000年及1000年两个明显的海侵冲刷期,由潮流冲刷改造古长江口泥沙形成长条形沙脊。历史时期,黄河夺淮入黄海后,向辐射沙脊群补充供给了淤泥物质。所以辐射沙脊群是以晚更新世末期的古长江三角洲体为基础而于全新世(近10000年)海侵过程中成型的。 3.4 海域形势 吕四港区通州区段濒临小庙洪尾部深槽。小庙洪水道是辐射沙洲最南面的一条潮汐通道,其发育历史可追溯到晚更新世,当时为古长江在陆架上的延伸;在全新世早期的海侵、海退中,仍为长江支流的水下泄流汊道,以后随长江口南移,潮流作用逐渐取代径流,在潮流冲蚀下,水道进一步发展为潮汐深槽。目前水道走向基本与吕四海堤走向一致,呈NNW—SE走向,深槽零米线距海堤3.5~6.0km。水道长约38km,口门宽15km,水道中段宽4.5km,尾部在如东浅滩消失。在辐射沙洲中,小庙洪水道为相对独立的水、沙系统,其尾部并不与相邻的潮汐水道相连通,并且腰沙将水道与北部的网仓洪深槽隔离,涨落潮过程中越过腰沙滩脊自由交换的潮量很少。小庙洪口门段有两条零米线以上的沙洲,将口门分成北、中、南三条水道。小庙洪水道内有三处-10m以深的深槽,分别位于小庙洪南水道、水道中段和海门区段的蛎岈山北侧前缘(图1-2)。 小庙洪水道受东海前进波单一的潮波系统控制,与相邻潮汐通道的水沙交换少,水道及岸滩动态主要受内部各支汊消长的影响。据小庙洪水道形成演变和稳定性研究,小庙洪水道深槽存在向南侧陆岸逼近、深泓逐渐加深的宏观动态,在此过程中,因蛎岈山礁盘对水道深槽南逼的顶托,不仅蛎岈山前缘始终存在水深较大的深槽,而且对小庙洪水道尾部滩槽格局和动态有较好控制作用。通州区段处于小庙洪水道尾部,水道地形及动力条件单一,海港开发具有较为稳定的海域地形基础。 3.5 海岸演变特征 3.5.1 水道平面变化 对所收集到的1968年、1979年、1989年、1993年、2000年和2003年的地形资料进行对比分析,从0m、-5m、-10m等深线的比较中得出小庙洪水道平面形态变化的认识。 0m线的变化:从图3-2看出,自1968年至1993年的二十五年间,小庙洪水道平面形态和位置基本没有大的变化,但总体上有南移趋势。在水道北侧,六十年代存在的伸向腰沙长7km的深槽到七十年代后已消失,零米线向南推移约1km。但从1993年的资料看,这条线的变动已不很大。在小庙洪的尾部,六十年代时具有两汊,经过二十多年的变化,北汊逐渐消失,南汊有发展之势。在小庙洪口门段,零米线以上的沙洲变化较大。1992~2003年间(图3-3)小庙洪南岸0m线及港汊的位置与形态变化不大,尤其口门段和尾部0m线的变化较小。 -5m等深线的变化:在1968~1993年间(图3-4)小庙洪水道南侧的-5m线基本上没有变化,而北侧-5m线显著南移。1968年的北水道-5m深槽至1979年萎缩了10km,至1989年又萎缩了1km,宽度也逐渐变窄,到1993年这条原通向外海的深槽由于不断淤积已变成一条封闭的水道,水深大于5m的面积还在继续缩小。同时,口门段环绕横沙的-5m线在六七十年代还是一条封闭的线,与口门外-5m线之间有一浅槽相隔,从大湾洪进入的潮量有一部分由此经北水道和中水道进入小庙洪。但到1989年时,横沙与乌龙沙-5m线相连,使由大湾洪进入北水道和中水道的潮量有所减少,这部分水体转由南水道进出小庙洪,导致横沙东南侧-5m线冲刷后退,从1968年到1989年,平均每年北移136 m。1993年,虽然横沙与乌龙沙相连的-5m线又被冲刷出一条宽400m,深6 m的浅槽,但过水断面增加并不大,此时横沙东南侧-5m线与1989年相差不大。由1993~2003年的变化看(图3-5):小庙洪南侧尤其口门段和尾部-5m线基本稳定,横沙及南水道南、北汊头部-5m以浅的部分有东移趋势,横沙与乌龙沙之间仍处于动荡之中,北水道-5m以深的深槽已完全消失。 -10m等深线变化:从图3-6看出,六十年代-10 m深槽在南、北水道内均有出现,且北水道深槽长达10km,而南水道-10m线只在中段呈条状分布,口门附近只是不连续的深槽,反映六十年代时,有很大一部分水体是从北水道进出小庙洪的。至1979年,北水道-10m以深的深槽已严重淤积,长度只有4km,深槽位置南移600m。同时,南水道中段-10m深槽范围扩大,口门处-10m线基本上连成一片。至1989年,北、中水道-10m深槽全部消失,南水道-10m深槽贯通,并在头部分为南、北两汊。至1993年南水道-10m深槽进一步稳定发展,北汊的头部冲淤动荡,南汊则持续发展。从图中还看出,小庙洪口外大湾洪头部轴线方向自六十年代以来有逐渐南转之势,这一趋势对南水道发展是有利的。图3-7显示,近十年来,小庙洪中段-10m深槽和南水道-10m深槽的位置稳定,深槽的范围沿东西向扩展,南水道头部进一步发展,南、北汊深槽分流口相应东移,南汊-10m深槽向东扩展过程中,深槽宽度也在不断扩大。 水道平面形态变化显示近四十年来,小庙洪水道一直存在着北淤南冲的演变趋势,口门段的北水道深槽不断萎缩直至消失,南水道充分发展;自八十年代南水道头部分成南北两汊以来,南汊始终处于发展的过程。相对于口门各水道的动态,处于小庙洪水道尾部的通州区段则不受口门段三条水道此消彼长变化影响。在蛎岈山礁盘的控制下,蛎岈山岸段水道平面形态基本未变,0m、-5m、-10m线近四十年间均较为稳定。图3-8也进一步反映,蛎岈山西侧濒临通州区段的小庙洪尾部-5m深槽近十年来仍在持续扩展。 3.5.2水道断面变化 为进一步认识小庙洪水道的动态特征,在小庙洪水道内选择了蒿枝港、茅家港、大洋港和小庙洪尾部四条断面进行分析(断面位置见图1-2),断面的方向均为南北向。 蒿枝港断面位于蒿枝港闸西侧1km。从图3-9看出,在小庙洪水道口门处,南水道深而窄,北水道和中水道宽而浅。水道的断面位置变化不大,但南水道自六十年代以来主要处于冲刷过程,1979年以后,北水道和中水道总的发展趋势是冲淤交替,以淤为主。1993~2000年间的变化显示(图3-10),近十年来,南水道仍处于冲刷过程,最大水深有所增加,并且深槽有南逼趋势,但南侧-5m~-15m之间水下岸坡的形态变化并不大,中水道有所拓宽,但水深减小。而北水道在2000年时已完全萎缩。 茅家港断面位于茅家港闸东侧1.5km,处在南、中水道分流口附近。从图3-11看出,六十年代时此区域的中水道还是一条较宽深的水道,最大水深近6m,后来逐渐淤积,1989年以后,此水道已不复存在。同时南水道冲刷加深,1968~1979年间刷深速度最快,平均每年刷深0.5m。1979~1993年间,冲刷速率渐缓,但有展宽趋势,断面形态已没有大的变化。从1993~2003年的变化来看(图3-12)水道的断面形态基本稳定,但水深有减小趋势,反映该断面附近的深槽经过1968~1979年强烈冲刷和1979~1993年冲刷减缓两个阶段后,已处于略有淤积的发展过程。 大洋港断面在大洋港闸东侧0.8km,位于小庙洪中段深槽区域。1968~1993年的断面变化显示(图3-13),六十年代时,这里还存在明显的南北两条深槽,随后北侧深槽逐年淤浅,南侧深槽冲刷加深。1979年以后,断面面积和深槽位置均没有大的变化。1993~2003年间深槽有所淤浅,位置南移,但最大水深仍保持在-17 m以上(图3-14)。 小庙洪尾部断面位于蛎岈山西侧10km,即小庙洪尾部通州岸外-5m深槽处。1968~1989年间,该处的水道位置没有变化,但北部深槽明显淤浅并消失,南部深槽有冲刷之势,深槽展宽并略有南偏,最深点水深也逐年增大(图3-15)。 在小庙洪整体稳定的情况下,不同部位的断面变化进一步反映了水道内部北淤南冲、深槽南移的动态变化。其中口门蒿枝港岸段濒临的南水道南汊深槽一直处于冲刷发展过程,深槽向外海延伸,水深加大,南侧水下岸坡基本保持稳定。小庙洪中段及向西延伸的蛎岈山岸段深槽宽长,槽型单一,深槽有进一步贴岸的趋势。蛎岈山西侧的小庙洪尾部深槽略呈南偏且冲刷的动态。 3.5.3 水道槽型及浅滩的变化 小庙洪水道属淹没性潮汐通道,只有在低潮时才能见到明显的槽形。为研究小庙洪水道深槽形态及浅滩的动态变化,收集了1994~2002年四个时期低潮位时的卫星遥感资料进行对比分析。卫星成像时,吕四海洋站的潮位见表3-1。 表3-1 卫星成像时间及小庙洪海域潮位 成 像 时 间 吕 四 海 域 潮 位 1994.3.2 -2.40m 1995.
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