1、工程 可行性研究阶段围海工程规划设计大纲主编单位:主编单位总工程师: 参编单位:主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员:勘测设计研究院年一月1 综合说明 (4)2 设计依据文件和规范(4)3 基本资料(4)4 围海工程总体规划(7)5 水利计算及河工模型试验 (13)6 环境影响评价 (17)111引言 围海工程位于 ,工程开发目标为 ,计划围海总面积 hm,工程主要建筑物有:海堤,总长 km;排水闸 座,总净宽 m;船闸 座。工程静态总投资 万元,动态总投资 万元。工程计划于 年开工 年完成。提示:围海工程可分片分期完成。2设计依据文件和规范2.1设计依据文件(2)围海工程所在河口综合
2、利用规划报告 工程所在河口综合利用规划报告审批文件 提示:围海工程可分片分期完成。(或河口治导线规划);工程可行性研究设计任务书(或委托书);(4)有关协议文件和会议纪要。2.2主要设计规范(1)DL 5020-93 (2)GB 50201-94 (3)SDJ 214-83 (4)SDJ 302-88 (5)SDJ 14-78 (6)1987 (7)SL 51-93 (8)水利水电工程可行性研究报告编制规程 防洪标准;水利水电工程水文计算规范(试行);水利水电工程环境影响评价规范(试行);水利水电工程地质勘察规范(试行);港口工程技术规范; 堤防工程技术规范; 地方性的技术规定。提示:(1)地
3、方性的技术规定如:1)浙江省海塘工程技术规定第一册(试行)1989.7;2)浙江省海塘工程技术规定第二册(试行)1989.7;3)广西壮族自治区海堤工程加固整治与滩涂开发规划暂行技术规定 (试用稿)1991.8;4)广东省防洪(潮)标准和治涝标准1995.3。(2)可参考的在编、修标准如:围海工程技术规范(征求意见稿)1995.11 o3基本资料3.1 气象资料工程附近气象站基本情况,降雨量、蒸发量、气温、湿度和日照时数的年特征值,热带风暴情况、风暴潮及增水资料、最大风速、风向、风速玫瑰图等。提示:必要时应收集历史天气图和地面天气图。3.2 水废资料:收集河口测站的多年平均径流量及年内分配,暴
4、雨和洪水特性、洪峰、洪量、中枯水流 量的特征值以及相应水(潮)位的特征值。提示:数学模型计算范围的选择,除了要有较近期实测地形资料外,还要考虑水文资 料条件与水文特性的稳定要求。数学模型上、下边界资料的收集,需要代表不同洪 潮组合连续8天逐时实测潮位或流量资料,即要包括大、中、小潮过程,便于按不 同需要选择计算时段。海区边界没有实测资料时,可近似用天文潮推算同步潮位过 程。3.3 潮汐资料3.3.1 潮汐类型的划分提示:用潮型系数 F值来判别潮型F= ( Hm) + H oi) / Hm2式中: Hk1 太阴太阳合成日分潮的半潮差;Hoi主要太阴日分潮的半潮差;H m 2 主要太阴半日分潮的半
5、潮差。当0 F00.5时潮型为规则半日潮0.5 F 2.0 时2.0 F 4.0 时4.0 F 时潮型为不规则半日潮 潮型为不规则日潮 潮型为规则日潮3.3.2 潮位资料收集测站分布资料、测站高程系统,用工程附近潮位站至少连续 19年系列资料统计:(1) 多年平均高潮位;(2) 多年平均低潮位;(3) 多年平均潮差;(4) 多年平均涨潮历时;(5) 多年平均落潮历时;(6) 实测最高高潮位;(7) 实则最低低潮位;(8) 实测涨落潮最大潮差及典型的潮位过程线。提示:围海工程处的潮位资料则由附近潮位站推算而得。潮位值必须注明高程基面, 各潮位站冻结基面高程必须换算为统一高程基面。3.3.3 其他
6、资料(1) 含氯度:极值及年内各月分布,工程附近、在各潮洪组合时大于2%。的范围;含氯度的垂线分布。(2) 泥沙:悬沙及底质颗粒分析、平均粒径、d 5。、含沙量、输沙量、止动及起动流速、海向陆向泥沙运动规律、 冲淤变化,包括各种潮型组合下泥沙流向的变化,泥沙运动与风向、含氯度的关系和各种动力因素的关系。(3) 海流:涨落潮流向、优势流、沿岸流和余流的流向、流速、流幅及年内周期变化。3.4 波浪资料收集波浪实测资料,按十六个方位白波向及按 0.5 m为一级的波高统计出现次数和频率, 表格举例如表1 :表1波浪资料统计表波高0rrr 0.5m0.6m 1.0m1.1m 1.5m统私数m,次P,%m
7、,次P,%m,次P,%波向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC(无向)提示:亦可画波浪玫瑰图表示波浪统计资料。3.5 地形资料围海工程附近近期 1/10000或1/25000比例尺陆地及水下地形图,图幅范围应满足数学模型计算需要,还需收集历年对应范围的水下地形图或海图,以及围垦区集雨面积范围的地形图。提示:河口地区围海工程的地形资料范围包括上游河道或网河区1/5000或1/10000水下地形图,直到工程影响不到的河段。3.6 地质资料围海工程及附近区域地质地貌概况、历史变化和成因,地震烈度、地下水质、不同复盖 层厚度水平面上的分布等。建筑物工程地质条件及评
8、价,工程附近天然建筑材料的产地、位置、数量、质量和运输开采条件。3.7 社会经济资料(1) 围海工程所在行政区域及影响区域的面积、人口、耕地、工农业产值、交通运输的 现状及规划发展。各类自然灾害及损失情况;地区自然及工农业发展上存在的问题。(2) 统计工程附近及影响区已建和在建的堤防、水闸、排灌站、引蓄工程以及港口、航 道、码头的位置规模及特性,现有水利工程防止灾害的能力。3.8 滩涂资源及围海(垦)沿革(1) 按不同高程统计滩涂资源及了解围海(垦)的历史、现状和规划。(2) 滩涂土壤理化分析资料及土壤综合利用和改良的经验。3.9 环境资料围海工程上游及附近重要厂矿排污现状调查、污染源调查、水
9、产捕捞现状,还应有近期水质监测统计资料。提示:随建设项目的类型不同,对环境的影响评价差别很大,一般可根据环境现状调查,污 染源调查,其影响预测及评价应结合项目特点进行环境资料收集与研究。4围海工程总体规划4.1 围海工程总体规划拟定原则(1) 总体规划应符合水利部颁发的可行性研究阶段各项规程规范要求,如有超规范或不 满足规范要求的,要作充分论证和具体说明。(2) 围海工程总体规划必须满足所在河口规划治导线控制的要求,满足环境保护管理要求,应充分反映地方对自然灾害、水利设施等存在问题的解决和国民经济的发展,各有关部门的合理要求,滨海地区的围海工程要考虑对海湾现状、对海流的影响。提示:规划阶段制定
10、并经批准的河口规划治导线,是河口行洪、纳潮的外沿控制线。围海工程总体规划必须先报送水行政主管部门审查,才可按基本建设程序报批。4.2 围海工程总体规划的任务及标准4.2.1 工程在流域或地区规划中的地位和作用提示:(1)收集上级对本工程所在区域规划的审批意见;(2)工程的开发应针对河口存在问题,阐明工程与口门治理的关系;(3)工程开发对促进国民经济发展的地位与作用。4.2.2 工程任务与标准(1) 工程任务提出围海工程应遵循的开发方针和任务,确定综合利用的主次顺序, 协调各部门的要求,确定围海工程的总规模。提示:河口围海工程应把形成治导线提高河口泄洪防潮能力放在首位,然后是利用滩涂资源、改善口
11、门排灌条件、航运条件以及水环境、供水等。应结合当地的情况,发展 的要求进行研究。滨海围海工程一般是以单一目的为任务,如利用滩涂、蓄水、堆埋 垃圾等。(2) 工程标准本项工程的等级和标准应按 GB50201-94执行,结合当地实际拟定本工程采用的设计标准。 提示:按防潮(洪)标准确定海堤工程等级及堤顶高程,并按需要确定排涝标准、灌溉标准、通航标准、公路标准等。4.3 围海工程堤线规划4.3.1 围海工程堤线方案拟定(1) 拟定原则1) 河口围海工程的堤线必须服从河口规划治导线安排,海岸围海工程的堤线应满足海湾各专业功能的要求。2) 围海工程堤线应对附近海区及河口影响最小。3) 围海工程堤线的地基
12、工程地质条件较好。4) 应尽可能结合解决当地交通、水道维护、优化水利条件、自然灾害防护等问题。(2) 堤线方案的拟定河口围海工程需遵照河口治导线规划拟定的堤线的平面布置。海岸围海工程则根据需要与可能拟定。从各比较方案中,经过水利计算和经济分析,选定一个对海域影响较小、有综 合利用价值、风浪海流冲击较弱、堤线基础较好的方案。提示:治导线要与河口 (滩涂)的成陆、水下地形及其演变紧密结合。从分析河口及滩涂演变着手,分析河口的形态(同时分析与河口形态有关的水流动力条件,如纳潮量、净泄量、山潮比等 ),演变趋势,包括水下深槽、沙脊、拦门沙等在平 面和冲淤上的发展趋势,河口延伸率及延伸方向,分析在滩涂上
13、兴建治导建筑物的难 度,在此基础上顺其自然、因势利导地布置各种治导线的方案。如河口的治导线要以 堤线来形成,则高水治导线的平面布置就是围海工程的堤线布置;如治导线只是控制 线,则堤线需按规划要求作方案比较,经水利计算选定。4.3.2 河口稳定断面分析提示:对滨海围海工程,本部分可省略。河口区围海工程需计算缩窄浅海区后河口延伸段中水河床的稳定断面,各河口 可选用验证适用的公式。(1)采用窦国仁公式。窦国仁从河床最小活动性假说理论指导下推求的潮汐河口、河床稳定性断面形态方程式:22 _K: 2U2bQ 1/3H =0.807 ()gUcsSB F.33 (:8gUcsSQ5K :- 8U 8b)1
14、/9A=1.075M( FjKjQ;2 )1/9 g UcsS : Ucb河口延伸段放宽率:.Bg:8UcsS:Q0.793 (8 84 ).XK : 8U 8bQ4X式中:H平均潮位时的平均水深;K水流挟沙力公式中的系数,据实则资料反求S K U3S = K gHUcsa 河床河岸相对稳定系数,对于细沙或粉沙,a = 1.0;LU 床沙止动流速,可按下式计算:U cb2.24M max其中:rs泥沙比重;r 水的比重;ri Mk=1;IK悬沙止动流速(同床沙计算公式);Q-平均落潮流量;3涌潮系数,没有涌潮时,B =1;g 重力加速度;S平均落潮含沙量,可近似用多年平均泄沙量与多年平均落潮量
15、之比值代替;B平均潮位时的水面宽;A平均潮位下或平均流量时的断面面积; Q7 X落潮流量沿程变率。(2)采用上游模范河段中水河床断面要素的平均值。4.4围海工程主要建筑物4.4.1 海堤(海塘)(1) 海堤的设计标准根据海堤保护耕地面积及影响区的重要程度,按照 潮(洪)标准。GB50201-94 ,确定海堤的级别和防提示:可选定高潮位设计重现期和防御热带风暴暴潮的级别来确定堤顶高程。浙江省海塘工程技术规定要求,堤顶高程由设计重现期的高潮位、设计频 率风浪建高及安全超高值之和确定口即Zp =Hp+Rf% + AHi式中:Zp设计频率的堤顶高程;H p设计频率的高潮位;R f% 设计频率的波浪爬高
16、值; H1 安全超高值按工程等级,在0.5 m1.0 m之间取值,对于有防浪墙的海堤,堤顶高程则是防浪墙顶的高程,但堤身顶高程应高出设计 高潮位0.5 m以上,防浪墙应作强度稳定性计算。(2) 设计高潮位的确定提示:(1)河口围海工程附近有潮位站时,以该站现有实测资料进行统计分析,得 出不同重现期的设计高潮位。然后按内插法或计算出海面平均水面比降推至围海 工程所在处。(2)对于在海岛或海岸的围海工程,因地形复杂、潮位变化急剧使设计高潮位内插困难时,可进行短期 (不少于一个月)的同步观测,采用短期同步差比法进 行计第Ry一Hy =H y 丫(H X _H y)Rx式中:H,出期站设山顼率高潮位,
17、m :HY 短期站月平均潮位值(要经月份订正,以代表年平均值),m H x 附近长期站设计频率高潮位,m二HxmRy 、Rx- 分别是短期站、H期站同心邛均湖差口(3)采用历史实测最高暴潮位作为设计高潮位。(3) 设计波浪爬高提示:(1)没有波浪实测资料时,则根据当地的风速资料,选用设计频率或风暴潮级 别的风速值,根据工程所在位置的风区长度(有效吹程),用莫立脱修正后的史蒂文生经验公式计算设计波高。2H =0.06+0.76-0.27245式中:H设计波高(m), 2H为波峰与波谷的垂直距离;V 设计风速值, m/s;D吹程,knr再按海堤(单一坡)迎水坡角的大小来选择公式计算波浪爬高。当坡角
18、为45。时,波浪爬高忤=1(1/3) H(2)当工程所在位置或附近有较长期的波浪实测资料时,应以实测资料进行统计分析,确定设计波高,可以是累积频率波高 (Hf)或大波波高(Hp)。设计波浪的波 高应根据不同建筑物类型,采用不同的波高频率标准。(3)风浪爬高的计算要考虑堤前水深、风速、海堤坡型式、斜坡mb堤坡护面结构型式等。般为0.5 m1.0 m 。(4) 安全超高按不同的海堤级别或工程保护区的重要性确定(5) 海堤断面设计设计海堤的结构形式和断面型式。提示:根据堤外水位及堤内控制水位的最不利组合,以及地基及筑堤材料的土类 拟定抗渗稳定的轮廓尺寸,用园弧法分析堤身和地基的稳定。4.4.2 排水
19、闸(1) 排水闸的设计标准提示:排水闸的防洪(潮)标准不应低于海堤,并应留有适当的安全裕度。水闸的 泄、纳能力应满足工程的排水、排污的需要,并结合解决降低地下水位或低水时 过船、枯季蓄淡等需要,按工程的重要程度确定排水闸的设计标准。并包括设计 暴雨、最不利雨型时段分配、闸下设计潮位和最不利潮型。(2) 排水系统布置及方案比较提示:对开发的滩地和相邻的陆域进行统一的排水规划,包括排水方面的高水高排, 主客水分开方案,最后选定闸位和规模。(3) 闸孔规模和方案比较排水闸按各闸集雨面积、设计暴雨过程,计算各闸设计洪峰流量或各时段来水总量,按设计闸外潮型,排水河河床质允许的单宽流量选定闸孔数、闸孔宽。
20、受渠道及田间蓄水影响的水闸,要经调蓄计算确定闸孔数和闸孔宽。提示:(1)闸外最不利的排水潮型是潮谷水位高的潮型,可选两年50 mmUZ上暴雨所碰的潮谷水位进行排频,选出该水位后,选用与该潮谷水位接近的实测潮型。(2)定出调蓄计算的起始水位,一般为围内控制的正常低水位。如围内水位由水闸调 节控制,此水位接近年均低潮位。(4) 水闸设计提示:(1)按水闸的防洪(潮)标准确定闸顶高程。(2)按水闸闸址的地质条件和水头的大小确定水闸应采用的结构。珠江三角洲多采用闸基全断面换沙和设置砂桩,水库采用钢筋混凝土空箱式结构,闸门一般为 人字闸门或提升式平板钢闸门。(3)按交通要求确定闸上是否设置路桥以及路桥标
21、准。(4)作水闸稳定分析,包括渗流稳定、抗滑稳定以及闸基应力计算,其值应满 足规范值和不超出地质指标值,特殊的闸还应作抗倾抗浮的稳定分析。4.4.3 供水工程(必要时)提示:供水工程可单独立项研究,有必要开展时需确定供水范围、供水对象、对水质 基本要求、确定不同水平年供需平衡以及工程设施。4.4.3.1 水资源开发利用现状调查内容包括:河口年径流及年内分配,枯水流量分析,历史枯水调查,地下水量调查,含 氯度资料,河口 “偷淡”时间及水量,农作物用水时间及用水定额;当地土壤洗咸方法及洗咸用水定额;工业、生活用水定额、现有水利工程设施、供水量及现状需水量、供需平衡、 存在问题等。4.4.3.2 供
22、水工程规划(1) 需水量预测根据当地经济发展规划,预测人口及经济增长要求,研究不同水平年工农业用水、生活用水、环境生态及洗咸等需水量。(2) 可供水量预测在确保水源水质稳定可靠的前提下,计算不同水平年、不同保证率 (P = 50% P= 90%) 的供水量,按蓄、弓I、提等不同供水方式,分别研究不同水源(水库、河水、地下水 )的可供水量。(3) 供需平衡按上述需水量和可供水量,分区进行供需平衡计算, 如供需不平衡,则需要安排供水工程、蓄水工程,或调整开发建设布局方案。(4) 供水工程方案在发挥现有供水工程效益的基础上,对不同的供水工程方案进行经济论证。根据水源、 水质安全可靠的前提下,择优选定
23、供水工程方案,提出工程相应投资与建设规模。4.5 围内配套工程规划围内配套工程规划是围海工程总体规划的一部分,不同建设目的围海工程, 需要不同的围内配套设施,如引(供)水系统、排水系统、交通道路、输变电设施、防护林带等,都需要 编制出相应的配套工程规划。提示:对于以种植为主的围海工程,其围内配套设施有引(供)水系统、排水系统、交通道路、输变电设施等。在珠江河口的围海工程,一般是潮排潮灌方式,为简化渠系,灌排系统合一,并 结合围内通航。灌排系统要结合地形、道路、开发目标的布局进行考虑,控制面积要大并充分利用天然沟道,减小交叉建筑物,尽量做到渠系短、顺直、半填半挖、施工条件较好。 大型的围海工程需
24、要兴建公路与腹地干线连接,中小型围海工程则兴建简易公路和田 间生产道路。道路要结合排灌系统、田块布置 ,要布置成网,满足生产运输要求,工程量要省。围海工程靠外部电网供电时,需设置变电所,设计规模按围海工程范围510年规划负荷选定,适当考虑负荷发展。围内配套工程以平面图示意。4.6 围海工程土地利用规划(必要时)4.6.1 围海工程土地利用规划基本要素(1) 浅滩的陆域特性分析浅滩地形比降、高程-面积关系、滩涂情况、土壤特性、现状分片淤积速率,为编 制分片、分期实施工程及种植计划提供依据。(2) 促淤方式和成围年限估算提示:(1)低滩采用工程促淤,如抛石、筑坝;高滩采用生物促淤(如种草)和挖泥船
25、吹填方式促淤。(2)成围年限则以经验确定,用不同促淤方式和年淤积厚度来估算。目前以工业、地产业为目的的围海工程,为争取成陆时间,围内滩地全部采用吸泥船吹填和人工回 填方式,成围年限视资金筹措情况而定。一般种粮食作物,其基面为滩地自然淤积所 能达到的基面。至于基(桑、蔗)塘(鱼)开发方式,则按土方平衡所需滩地高程决定成 围年限。(3) 成陆高程的确定提示:(1)根据附近海区的潮位、潮差和围内产业情况,考虑利用围内土地自流排灌,作物允许的地下水位可控制在临界点以下,并考虑经济可行来确定成陆高程,可按不 同需要确定各片不同的成陆高程。(2)以旱作为主,成陆高程较高,以水产养殖为主,则可以低一些。(3
26、)确定成陆高程时,还应考虑到成围排水土壤干缩后的地面沉降度。(4) 开发分期围海工程应争取分期开发,应适应滩面的不同高程,做到促淤一片、围垦一片、开发一 片,尽早收益。4.6.2 土地利用规划(1) 基本原则应贯彻全局观点、整体性原则;因地制宜、讲求实效,合理利用。(2) 利用规划在围内土地安排有海堤、干渠、支渠、居民点、厂区、绿化、道路、桥梁、鱼塘、耕地、 供电线路,要利于生产、方便生活又节约用地。要保留一定水面积调蓄暴雨迳流使排水措施 的工程规模合理。分片作土方平衡、计算土地利用率,列表表示。(3) 方案优化和比较提示:(1)根据滩涂土壤的土质和含盐度、计划供水的含氯度、土壤改良的可能和市
27、场需求, 研究本垦区适宜的几类作物。(2)考虑滩地促淤后的高滩开发、现状低滩开发,以移挖作填的不同基(蔗基、桑基、大田基等)塘(鱼塘、藕塘、菱塘等)比例等土地开发方案,比较各方案作物品种、面积、总 产量、售价、成本。(3)上面几种不同开发方式有不同的排水设施和其他措施,计算各方案工程量及造价。(4)按动态进行各方案的经济分析和财务分析,指标包括内部回收率、效益费用比、5水利计算及河工模型试验5.1 水利计算5.1.1 水利计算的手段及目的水利计算可采用一维、二维及一、二维连接不稳定流联网数学模型为计算手段,对不同堤线方案进行计算,定量分析工程实施后对其附近海域及上游河道水情的影响,预测潮位、
28、潮流速、潮差、潮量、流态的逐时沿程变化,为围海工程的综合论证提供设计依据。提示:工程位于河口、与上游河道关系密切,则采用一维或一、二维连接不稳定流联 网数学模型;海岸围海工程则可采用二维不稳定流海区数学模型。5.1.2 数学模型范围的确定和基本资料 5.1.2.1数学模型范围13提示:数学模型的上、下边界应离工程位置足够远,使各工程方案对边界没有影响。上边界最好是固定的水文站,具有流量逐时过程资料;下边界可以是潮位站,亦可以是 海区的某一实测断面,或其他断面,其潮位过程资料通过附近潮位站相关或用天文潮 推导而得。5.1.2.2 基本资料地形资料提示:数学模型范围最新河道或海区水下地形图,比例为
29、 1/5000、1/10000、1/25000 , 用于布设河道断面和编制二维海区网络图并读取地形资料。(2)水文资料提示:选用在计算范围内各站同步实测且具有一定洪潮组合代表性的水文时段资料,作为计算典型年的水文资料,包括洪水大潮型、台风暴潮型、中水大 (小)潮型、枯水大(小)潮型以及各设计频率的水文资料。用于计算防洪、防潮、排涝、灌溉、河态稳定等时考虑不同目的的影响。计算时段一般选取连续 40 h的洪潮水文资料,上边界用实测流量过程,下边界用实测潮位过程。5.1.3数学模型计算公式及方法的选择提示:(1) 一维不稳定流基本方程:圣维南方程.Z四与bIX动力方程(gFQ2F20B);:XQ :
30、Q2 F :Xq| q| n 2fr4/3Q2F2cFX Z18式中:Z、Q F、B分另1J表示t时刻的水位、流量、断面有效过水面积和水面宽;N河道糙率;R水力半径;g重力加速度;固定Z时的面积对距离 X求偏伸数 .FX- Z一维计算时可采用四点加权隐格式对一维方程进行离散,系数矩阵用紧凑存贮 方进行数值解,用于反映围海工程对上游河道的影响。(2)二维水流平面运动的基本方程为不可压缩流体的圣维南方程:2U ;:zV :ZH 巾H :V=U 0VH 2。1:X :y :X :y ;x;y生+U包4V包+gN=r32 +FV*:xy XC Z H.V-V:V辽Y.U VU V g g -FVyXy
31、ycZ2 h式中:Z水位;Zo海底高程;H-一水深;g重力加速度;t时间变量;x、y分别为笛卡尔座标分量;U、V分另1J为沿X方向和沿丫方向的流速分量;F柯氏系数(F = 2 3 Sin,其中,3为地球自转角速度,为纬 度);Cz 相应于水位为 Z时的谢才系数(Cz = (Z C0)1/6 / N, N为糙率)o 具体求解可采用破开算子法或一维化解等方法。用于反映围海工 程对广阔海区的影响.(3) 一、二维不稳定流连接计算一、二维不稳定流连接计算时,在过渡区内选择联结断面,通过特征关系, 由联结断面邻近的一、二维域内的已知瞬时值求得联结断面未知时刻的水力要素值 (Z或V),以此分别作为一、二维
32、计算的边界值。一、二维连接计算用于同时反映围 海工程对海区及上游河道的影响。1.1.4 数学模型的建立(1) 网河一维不稳定流数学模型的建立,用于计算围海工程对上游河道的影响。提示:在河道水下地形图上切取断面,断面间距一般为500 m-1000 m,在河道断面变化大的河段应适当加密断面,断面应有代表性。摘录每个断面不同水位(H的河宽(B)和低水位下的过水断面积(R)的数据及断面间距。按照断面的地理位置从上游向 下游编号,编制一维数学模型计算示意图,要求线条清晰、编号顺序合理、出入流方 向正确、易于分割独立。按照示意图编排统计断面、河段、河口、上下边界的信息 数据。输入微机,建立一维数学模型。(
33、2) 海区二维数学模型的建立,用于计算围海工程对海区的影响。提示:在海区水下地形图上确定二维数学模型的上、下边界,如果需建立一、二维 连接的数学模型,则要确定二维数学模型座标的方位,一般纵向座标应与河口径流 流向一致,亦可以采用经纬线方向。考虑数学模型范围和计算要求的精度,确定数 模的空(步长(m)(纵横座标的步长)和计算时间步长(min)。在水下地形图上画网格,读取网格点位置的高程数值,把上、下边界值、网格 点数值以及计算的有关信息输入计算机,建立二维数学模型。1.1.5 数学模型的验证用各实测代表年型的洪潮水文资料对所建立的一维、二维、一二维连接数学模型进行率定,确定各河道及海区的糙率,用
34、作工程前后方案影响比较的基础。提示:河道各验证断面高低潮位计算成果与实测值的差值应符合要求,一般是 0.10m以下,潮流相位应相同,不应偏离,不符合要求时,可调整糙率重新计算,至符合 要求为止。海区实测点的流速、流向计算值验证亦应通过试算糙率来率定,流速相位应相5.2 河工模型试验5.2.1 河工模型试验的目的及手段由于河口及海区在天然状态和受建筑物干扰下的演变过程都极其复杂,条件许可应采用模型试验与数学模型计算成果相互配合验证。河口模型试验主要解决水域在工程前后流态、 流向、河床的变化,并与数学模型计算成果互相印证,共同为方案的选定作出定论。提示:河工模型可采用清水或浑水、定床或动床不同方式
35、作试验。定床清水模型只 涉及水流,考虑的相似条件比较单纯,成果也较可靠;动床浑水模型还要考虑泥沙 运动、河床演变,由于泥沙运动规律十分复杂,试验材料及技术条件受一定限制, 相似条件难以同时满足,一般只达到定性的程度。在围海工程方案选定时一般采用清水定床模型试验,要预测河床变形发展趋势 时,可在水流中加指示剂或漂浮物进行示踪略估。5.2.2 河工模型的比尺和边界的确定提示:(1)河工模型分为正态模型和变态模型,受场地、供水设备及模型建成后操作运转工作量的限制,围海工程一般采用变态模型进行试验,但变率7=入l 入h不宜大于10,以免产生水流平面流态不相似,其中 入l是模型平面比尺,入h是模型 立面
36、比尺。(2)河工模型边界应参考工程的数学模型边界确定,由于受试验场地的限制,一 般上边界定在最靠近海区的河口水位站,工程对上游河道的影响则借助数学模型计 算成果来反映,下边界则视围海工程的位置而定,一般下边界至少应离工程突出河 岸宽度的34倍。5.2.3 河工模型的验证提示:清水定床模型验证主要是验证模型中的各项水力因素,如潮位过程、流速、 流向以及水流平面流态、流路、断面的潮流量和平均流速过程等方面与实测水文组 合的相似。浑水动床模型还须考虑泥沙和运动的相似,对含沙量、泥沙冲淤部位进行验证。5.2.4 河工模型的方案试验提示:工程方案河工模型的试验应包括不同洪潮组合的水文组次,通常与该工程的
37、 数学模型所采用的水文组次相同,以便相互印证。为减少河工模型的试验工作量,大量的方案比选是在数学模型计算中进行的,河工 模型只作少量数学模型筛选后选择的方案比选作试验。5.3 各堤线方案影响预测及方案比选列出数学模型各方案计算成果及河工模型各方案试验成果作方案影响预测:(1) 从各方案峰谷潮位抬高值分析对原有堤防设施和排水系统的影响;(2) 从中小潮型高潮位的降低值中分析对灌溉系统的影响;(3) 从纳潮量的变化分析对河态稳定的影响;(4) 从流量、水深、流向的变化分析含氯度变化对水质的影响;(5) 从流态图中流速的变化分析对附近航道、码头、进排水建筑物的冲淤影响等。选定影响较小的方案或算出各方
38、案的补偿费用,再通过经济分析选定方案。6环境影响评价6.1 环境现状提示:调查工程附近水域的生态环境、水产资源、污染源及水质现状,提出现状环 境的主要问题,应有图表说明问题,调查围海工程规划概况。6.2 围海工程对环境的影响要说明工程对环境产生的有利影响和不利影响,要说明工程在施工兴建、竣工后的正常生产、和服务期满后对环境产生的、诱发的质量变化,或一系列新环境条件的出现,找出工 程项目环境影响的各个方面、定性地说明影响的性质、程度、可能的范围,为环境影响预测 指出目标,为污染综合治理指出方向。预测工程兴建后环境总体的变化趋势。提示:围海工程对环境的影响可分为垦区上游流域、垦区及附近海域几部分说
39、明。6.2.1 围海工程对水质的影响提示:(1)围海工程用于种植时,则要分析农田施用农药、 化肥后的残毒及营养物质, 计算数量,如何稀释、净化,并要考虑农产品形成的第二次污染,如生产的甘蔗供给糖厂,糖厂延长榨季,增加污水排放量,要考虑围内零散居民的用水卫生条件。(2)研究围海工程回填料对水质的影响,如用于堆埋垃圾或以电厂煤灰或其他废料回填滩涂,要作专题分析研究。(3)围海工程对浑水流动场位的影响或拦门沙位移引起的深水位置变化,要考虑对有关供水工程水质的影响。(4)围海工程用于工业开发或住宅用地时,则要分析经控制后的工业排污量和生产污水量。(5)分析围海工程对咸潮下移、会潮点变动、污水回荡、稀释
40、扩散的影响。(6)围海工程用于水产养殖时,则要分析养殖废水排放对周围海域的影响。6.2.2 围海工程对农业生产的影响提示:分析研究围海工程引起附近潮型的变化,含氯度分布的变化,对农业生产的 有利和不利影响,影响范围。对滩涂开发资源的影响。6.2.3 围海工程对滩涂鱼、虾产卵场地的影响提示:(1)围海工程对滩涂鱼、虾产卵场的影响(2)围海工程对海洋捕捞的影响;(3)围海工程对水产养殖的影响。6.2.4 围海工程对文物、景观的影响提示:(1)对附近海岛旅游区的影响,有些海岛可能因工程变成陆地,但围海工程亦 可开辟为旅游圣地。(2)有利于开发海上温泉及附近的海岛。(3)可增加土地资源,适应工农业交通
41、发展需要。6.2.5 围海工程对外海生态的影响提示:海湾尤其是半封闭海湾水动力条件复杂,分析围海工程对湾内水动力条件的 影响,对海湾潮汐吞吐量、对码头、航道淤积、湾内生态及养殖业的影响。6.3 围海工程不利影响的补救措施提示:(1)针对导致水质恶化的主要原因,要求农田布局合理、安全用药,不用高残毒、难分解的有机氯和剧毒的有机磷农药,推广生物防治措施,维护生态平衡。要求厂矿完善污水处理设施,排出的污水符合国家工业“三废”排放标准。(2)增加排灌设施或受影响区的补偿。(3)建立人工增殖站,发展人工养殖可弥补围占鱼虾产卵场地的不利影响。(4)发展其他副业、装备渔船到远洋深海作业,以弥补减小海洋捕捞的不利影响。(5)建设新码头及公路,弥补淤积等对码头航道的影响。(6)提出补救措施的投资估算表。6.4 综合评价与结论根据工程不利影响及弥补的程度,从环境的角度评价工程实施的可行性。