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南三公路跨河桥附近黄圃水道河床演变分析

2023-11-22陈立坚中山市水务工程建设管理中心

珠江水运 2023年21期
关键词:水道河床河段

◎ 陈立坚 中山市水务工程建设管理中心

1.河段概况

中山市水系可以划分为平原河网和低山丘陵河网两个部分。区域内平原广阔,河流水系主要受平原区河网的影响。平原地区河网深受南海海洋潮汐的影响,具有典型河口区特色,属于双向流,而处于五桂山区的溪流则为单向流。

黄圃水道属西江水系,西接鸡鸦水道,东至三星尾入洪奇沥,流长11.5km,河面宽100~150m,低潮时水深1~1.5m,可通航50~80吨位船舶。受潮汐影响,属双向流河道,是黄圃、南头农田的排灌河,汛期最大流量1142m3/s。

跨河桥处黄圃水道水面宽约100m,河床高程为-4.5~-6.4m,河床横断面基本上呈偏“U”型,深槽偏左,根据现场踏勘与调查,河流两岸受堤岸约束,未发现有明显的水流动力冲刷形迹。工程所在左岸有临河护岸,临河护岸与大堤间为滩地,滩地宽约100~115m;右岸为马新围大堤,为梯形断面形式。

2.历史演变

20世纪80年代中后期以来,由于珠江三角洲地区的经济高速发展,对河沙的需求量不断增长,河沙质量较好的水道上段开采量最大,造成水道之间和水道上下段变化的不平衡,河床发生较大变化;此外,大量的桥梁、码头等涉水建筑物的修建,航道的整治开挖,以及其他人为占用河道工程,河床形态向窄深型发展,浅海区滩槽也随之出现冲淤变化缓慢或加深的状态,河道普遍呈现加深下切的态势。

3.近期演变

为了解南三公路跨河桥附近黄埔水道地形的近期冲淤变化情况,收集了黄圃水道1999年、2016年和2022年上下游约2000m的地形数据。共剖分9个比较分析断面,断面之间距离约为250~300m,跨河桥位于H3断面和H4断面之间,如图2所示。

图2 特征断面布置图

图3 附近河段深泓高程沿程变化图

3.1 河宽变化

表1 典型断面不同年份地形统计对比表

表2 各年河宽统计表(各年与1999年对比) 单位:m

表3 平均高程变化表(各年与1999年对比) 单位:m

比较1999年,2016年和2022年各断面在水位1.74m时的河宽变化。其中,H5断面变化最大,其余变化幅度均小于10m,河宽变化有增有减,总体变化为增。工程位于H3和H4之间,2016年及2022年河宽相较于1999年增加4.5~7.0m,但2022年河宽较2016年变化并不大,变化幅度小于3m。

3.2 平均高程变化

各断面的平均高程呈逐年降低的趋势,说明此河段河流以河流冲刷为主。其中距离建设项目最近的H3断面下降幅度最大,1999~2016年下降了1.6m,但2016~2022年又表现为淤积,但变化幅度不大,变化幅度小于1m。而其他断面下降幅度不大,下降范围为0.2~1.5m。

3.3 深泓高程变化

各断面的深泓高程呈逐年降低的趋势。距离建设项目最近H3断面深泓高程下降趋势较为明显,1999~2022年下降了3.0m;其他断面下降幅度不大,范围为0.1~1.3m。

3.4 宽深比变化

1999~2016年各断面的宽深比呈逐年减小的趋势,说明了此段河道冲刷有所加剧,但2016年~2022年各断面的宽深比基本一致,说明2016~2022年河段整体稳定,局部表现为冲刷。其中断面H5的宽深比最大,其范围为1.4~1.9;离桥址最近的断面H3宽深比较小,且变化幅度也较小。

3.5 横断面变化

选取典型断面中的4 个断面(3#~6#)的演变趋势进行具体分析,图4给出了四个断面的断面地形变化图。

图4 断面地形变化图

由图4可知,工程所在河段深泓略有降低,有所下切,总体向窄深方向发展;但近年来冲刷下切明显减缓,部分断面呈现淤高趋势。

3.6 河段冲淤变化

1 9 9 9 ~2 0 2 2 年,各断面基本表现为冲刷,工程河段呈明显的冲刷趋势,但各个时期的冲刷强度有所不同,河段的冲刷主要发生在19 9 9 ~2016 年间,期间河段年平均冲刷强度为0.05m/a,最大下切1.5m,这一时期除了河道自然冲刷作用外,还受到航道整治工程、人工清淤的共同影响,在自然演变及人类活动共同影响下使得主槽刷深扩宽。2016年后,由于黄圃水道被规划为禁止采砂区,无采砂活动,且近几年来黄圃水道仅进行航道的日常管养,未有较大的航道整治工程,黄圃水道的冲淤主要受到自然演变影响呈现为轻微冲刷趋势,期间河段年平均冲刷强度为0.02m/a,最大下切1.5m。

表4 深泓高程变化表(各年与1999年对比) 单位:m

表5 断面宽深比表

表7 工程附近河道河槽容积及冲淤变化统计表

4.河道演变趋势分析

通过以上河床演变分析可知,该河段多年来处于稳定状态,受两岸堤围的控制,该河段的平面形态基本无太大变化。近期黄圃水道的冲淤主要受到自然演变影响呈现为轻微冲刷趋势。

5.结论

桥址附近河段的河床演变分析表明:受两岸堤围的控制,虽然弯段呈现凹岸冲刷、凸岸淤长的特点,但是在两岸堤围的约束下,河道岸线将维持现有状态。根据采砂控制规划,珠江三角洲将全面禁采,因此黄圃水道进入挖沙作用后的自动调整阶段,预计未来该河道河势将长期维持现状,现状的河道格局不会发生大的改变,河床演变仍长时间呈现为轻微冲刷趋势,仅是河道局部表现较为明显的冲刷或者淤积。

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