江蘇省徐圩段海堤200年一遇提升建設堤頂高程及防護型式初探

相入興　孫承坪　王江偉　孟瑯環

摘 要：伴隨著社會經濟的發展，對海堤建設的標準也隨著提高。文章針對江蘇省東北部徐圩段海堤200年一遇提升建設進行初步研究分析，以期為本段海堤及鄰近地區海堤提升建設提供有益參考。

關鍵詞：海堤200年一遇提升建設;堤頂高程;防護型式;初探

中圖分類號：U656.31? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0096-03

徐圩新區位于江蘇省東北部連云港市境內，是國務院批準設立的國家東中西區域合作示范區的先導區。徐圩新區東臨黃海，海岸線長37.7km，海堤現狀防潮標準為50年一遇高潮位+10級風浪爬高。

連云港石化產業基地位于連云港市徐圩新區內部，是經國務院審議確定的國家七大石化產業基地之一。基地已建和在建項目總投資已超過一千億元，根據相關規劃，基地總體防洪標準計劃提升至200年一遇高潮位+200年一遇風浪。

1海堤現狀

徐圩段海堤包括原徐圩鹽場海堤及臺南鹽場海堤，海堤堤線走向從西北至東南，海堤范圍為排淡河擋潮閘～燒香河南閘區間海堤及沿線涵閘，海堤樁號為71+285～108+985，屬淤泥侵蝕型海岸，現狀臨海側護面型式主要采用槽型塊。

2 堤線布置

本次只對該段海堤防潮標準提升進行研究，不改變原堤線，徐圩段海堤共分為九段，海堤分段情況詳見表1。

本次將此段海堤分為六個區域，各區域情況見圖1。

（1）I～IV段（A～E，排淡河擋潮閘—港區西端起點）;

（2）V段（E～F港區西端正在吹填區）;

（3）VI段（F～G港區中間段，近期不考慮吹填）;

（4）VII段（G～H港區東端即將吹填區）;

（5）Ⅷ（H～I圓弧過渡段）;

（6）Ⅸ段（埒子口段）。

3 水文資料

3.1風

連云港市位于江蘇省北部，屬東亞季風氣候。常風向為ESE向，出現頻率為11.43%，次常風向為E向，出現頻率10.29%。強風向為偏N向，NNE向平均風速最大，為7.6m/s，其次為N向，為7.4m/s。累年各向最大風速介于18～30m/s之間，其中最大值為30m/s。大于等于7級風的日數每年約63天，基本風壓0.45kPa。

3.2潮汐

（1）潮型。本地區潮汐為正規半日潮，潮差310cm左右，流速漲潮為50～65cm/s，落潮為35～42cm/s。本地區風暴潮大多因臺風過境引起，1971～1981年間對江蘇沿海影響較大的造成1.5m以上增水的臺風有13次，其中2m以上增水的有6次。本地區近海水含沙量高，離岸越遠含沙量越低，冬季含沙量最高（0.3g/L），夏季含沙量低（0.1g/L）。

（2）設計潮位。徐圩新區東臨黃海，沿海潮汐屬非正規半日潮型，一日有兩個高潮和兩個低潮，潮位的變化主要受天體運行規律的支配，有時也受臺風的影響。潮位以徐圩新區南面的燕尾港潮位站資料為設計依據。燕尾港潮位站各種頻率的年最高和年最低潮位的推求方法采用直接頻率分析法，即分別對年、汛期的最高潮位和年最低潮位進行獨立取樣，然后再依次對其多年系列進行頻率分析。頻率曲線線型采用皮爾遜Ⅲ型，其參數多年平均值采用矩法;經驗頻率用期望公式：Pm=m/（n+1）×100%;Cv值用最小二乘法優選適線。

4 堤頂高程計算

因徐圩外圍港區現對E-F（Ⅴ段）段已進行吹填施工，G-H（Ⅶ段）段即將進行吹填，港區外圍防波堤及其余海堤外圍吹填均未施工，本次計算取最不利情況即取港區施工前的天然地形進行徐圩段海堤堤頂高程計算。

4.1海堤防護型式擬定

根據本地區及鄰近地區海堤及港口工程建設經驗，本次海堤防護型式擬定采用三種方案進行比選。

本次選取Ⅳ段海堤為典型段海堤進行分析，海堤臨海測采用斜坡式結構，此段海堤斷面三種護面結構型式分別為0.55m厚柵欄板護面、0.96m厚四腳空心塊護面以及0.95m厚灌砌塊石護面。

4.2計算方法

4.2.1計算公式

（1）擋浪墻頂高程。擋浪墻頂高程按下式計算：

Zp=Hp + RF +A

（2）波浪爬高。在風直接作用下，單一坡度的斜坡式海堤正向不規則波的爬高按下式計算：

（3）越浪量計算。越浪量按下式計算：

4.2.2 計算結果

經計算，天然地形條件下徐圩段海堤200年一遇潮位+200年一遇風浪各堤段建議擋浪墻頂高程成果詳見表2。

4.2.3物模分析成果

受委托，南京水利科學研究院對徐圩段海堤200年一遇提升建設進行了斷面物模試驗研究，試驗成果與計算結果基本相同。

4.3綜合分析

目前徐圩港區僅在進行E-F段的吹填施工，G-H段即將吹填，兩段吹填工程完成后，堤前將形成陸域，防波堤及中間港區（F-G段）吹填近期沒有實施計劃。為了保護堤后產業區的安全，本次海堤高程設計僅考慮E-F段和G-H段堤前吹填施工后工況，不考慮防波堤及中間港區建成后情況。

E-F段和G-H段吹填完成后，規劃地面高程4.2m，在200年一遇高潮位時堤前為陸域，海堤失去防潮擋浪作用，現狀堤頂高程滿足要求。A-E段和F-G段海堤主風向均為NNE風向組，I-J段海堤主風向為E風向組，風浪不受E-F段和G-H段吹填工程影響，海堤高程計算高程結果為天然地形下計算結果。

4.4海堤防護型式比較

臨海側護面結構對海堤安全、風浪爬高、越浪量等影響較大。為進一步確定海堤堤頂高程，本次對混凝土柵欄板護面、混凝土四腳空心塊護面及灌砌塊石護面三種方案的投資及其優缺點進行比較。根據類似工程的設計和管理運用經驗，三種方案優、缺點見表3。

從表3可知，方案一鋼筋混凝土柵欄板護面方案投資最小，且外形美觀，消浪效果好，具有較強的抗風浪能力，因此本次擬推薦方案一：鋼筋混凝土柵欄板護面方案。

5 結論及建議

5.1推薦堤頂高程

根據上述堤頂高程計算成果和防護型式方案比選，本次擬推薦柵欄板作為臨海側護面，擬定擋浪墻頂高程見表4。

5.2建議

（1）根據上述堤頂高程計算成果Ⅰ～Ⅳ（A-E）擋浪墻墻頂高程7.7m。

（2）Ⅴ和Ⅶ段（E-F、G-H）位于徐圩港區規劃區域，其中第Ⅴ段臨海側港區已吹填，Ⅶ段即將進行吹填。根據港區分期實施規劃，港區規劃地面高程4.2m，高于200年一遇設計高潮位，現狀堤頂高程已滿足防潮標準，建議這兩段擋浪墻頂高程保持為原高程。

（3）Ⅵ段（E-F、G-H）位于徐圩港區規劃區域中段，近期沒有吹填計劃，為了保障海堤內側企業安全，建議擋浪墻頂加高至7.3m。

（4）根據上述堤頂高程計算成果，Ⅷ和Ⅸ段現狀堤頂高程滿足200年一遇潮位+200年一遇風浪的防潮標準，建議維持現狀。

參考文獻：

[1]徐圩段海堤200年一遇波浪穩定性斷面物模試驗研究[R].南京水利科學研究院.2018（08）.

[2]連云港市徐圩段海堤100年一遇達標工程波浪數模和斷面物模試驗研究[R].南京水利科學研究院.2013（01）.

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[4]連云港港30萬噸級航道一期工程波浪要素推算報告[R].南京水利科學研究院，2009（06）.

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