极端洪水作用下钱塘江河口过江隧道河段冲刷深度的预测研究论文.pdfVIP

718 第七届全国泥沙基本理论研究学术讨论会论文集 极端洪水作用下钱塘江河口过江隧道 河段冲刷深度的预测研究 史英标1一，曹颖1’2，杨元平1”，鲁海燕1’2 (1．浙江省水利河口研究院，杭州310020； 2．浙江省河12海岸重点实验室，杭州310020) 摘要：钱塘江河口为强冲积性河口，在洪、潮水流共同作用下河床冲淤剧烈．极端洪水作用下河床的冲刷深度是过江隧道 工程的关键问题之一。本文基于河床演变分析、动床数值模拟和动床物理模型、沉积物分析等研究手段，建立了钱塘江河 口钱江通道过江隧道河段洪水冲刷深度的预测模型，分别经钱塘江河口的典型实测地形、水流泥沙及河床冲淤等实测资料 的验证。在此基础上，预测了过江隧道河段在极端洪水作用下河床最大冲刷深度，四种研究方法所得的结果定性、定量基 本合理，进一步表明了预测模型的可靠性。预测的最大冲刷深度可为过江隧道的合理埋设提供科学依据。 关键词：河相关系；动床数模；动床物模；沉积学，极端洪水冲刷深度；钱塘江河口；预测 游2．5km处，为不影响观潮，将原来的桥梁方案 1问题的提出 改为隧道方案。本文采用基于沉积学方法、河床 钱塘江河口为强冲积性河口(图1)，在洪、潮 演变分析方法、动床数学模型和物理模型等4种 水流共同作用下河床冲淤变化剧烈，据多年实测 研究方法，对钱江通道过江隧道段河床最大冲刷 地形资料分析，冲淤幅度最大可达10m以上。 深度进行了综合研究，并预测了极端洪水作用下 目前，在钱塘江河口段在建或拟建的过江隧道 钱江通道附近河段断面最大冲刷深度，探讨了模 (管线)有庆春隧道、钱江通道过江隧道和宁波至 型水沙边界条件的确定，并对各预测方法的成果 康桥的输油管线等。在河床冲淤剧烈的钱塘江 进行了讨论。基于沉积学方法、河床演变分析的 河口段上埋设过江隧道，极端洪水作用下的最大 方法、动床数模及动床物模的预测成果定量、定 冲刷深度预测是关键技术之一，冲刷深度大小直 性基本吻合，综合研究得到的预测成果可为过江 接关系到工程运营安全和建设投资大小。 隧道的合理埋设提供科学依据。 2基于河床演变分析的预测方法 2．1 钱江通道过江隧道河段河床演变特性 (1)过江隧道工程河段(老盐仓至大缺口)年 内具有明显的洪冲潮也冲，在枯水弱潮期发生淤 积的特点。钱塘江流域4—7月的洪汛期径流 大，本河段普遍冲刷，容积扩大，一般梅汛期洪峰 流量越大，或洪水总量越大，则冲刷幅度越大。 图I钱塘江河口形势图 8～11月因径流减少，潮汐增大，潮流对本河段的 在极端洪水作用下，河床冲刷深度包括工程 冲刷作用导致河床容积也较大。11月至次年3 引起的局部冲刷和河流自然冲刷两种类型，近十 月径流少，潮汐弱，河床处于淤积状态。1990～ 年来，对工程引起的局部冲刷和普遍冲刷均有大 2005年，该河段多年平均高潮位下容积的统计结 量的研究…【2J。但对第二类冲刷问题国内外研 果表明：4月份河段平均容积为2．14×108m3，经 究不多，尤其在洪、潮水流共同作用下的强潮河 洪水冲刷后至7月底，容积扩大至