钱塘江海塘护塘建筑物技术演进

钱塘江河口是举世闻名的强潮河口,凶猛的涌潮对钱塘江海塘具有很强的破坏力,涌潮往往淘空海塘建筑物的基础,使堤防失稳毁坏。为了保护钱塘江两岸工农业生产和人民生活的安全,两岸人们在跟强涌潮作斗争的过程中,在探索、改进塘型结构的同时,还不断推进、发展和创建了各种护塘建筑物,以固护海塘,确保海塘的安全运行。这些建筑物为钱塘江海塘的防护发挥了极其重要的作用。     

雷达测波技术在钱塘江涌潮观测中的应用

钱塘江涌潮水动力强劲，水文测验条件恶劣。受测量技术和设备的限制，涌潮现场观测资料稀少。基于调频连续波雷达测波技术，采用高精度的回波反演算法，实现强潮河口涌潮的定点测量。根据长历时的现场观测数据，对钱塘江河口典型河段涌潮的传播特性进行分析。研究结果表明：涌潮局部水动力过程受岸线和江道地形控制；交叉潮具有复杂的水位响应特征，呈现典型的二次抬升过程，水位的变化与两股涌潮的强度、传播方向和间隔时间相关。雷达测波技术实现涌潮过程捕捉的自动化，有利于涌潮要素的准确提取，显著地提高观测精度。     

钱塘江河口治理回顾

以涌潮闻名的钱塘江河口，动力强劲，破坏力极大．回顾钱塘江河口历代治理情况，重点记述１９４９ 年以来治理工作的进展，论述６０ 年代提出的钱塘江河口治理规划的指导思想，即缩窄江道，减少进潮量，增大山潮水比值的整治原则．总结整治规划实施过程中治江围涂经验，特别是“以围代坝”和丁坝坝头保护等工程措施．分析钱塘江河口大规模治江围涂后对钱塘江河口潮汐、洪水位、河床以及杭州湾北岸深槽的影响．     

钱塘江九溪涌潮物理模型试验研究

针对钱塘江九溪岸段特殊的涌潮现象,建立涌潮物理模型,模拟河段涌潮的形成与传播过程,观测分析涌潮传播过程的水位壅高、越堤水量等。研究表明,建立的物理模型反映九溪河段涌潮基本特征,为该河段后续治理工作中的涌潮保护、工程防护与减灾研究奠定基础。     

钱塘江河口泥沙特性及河床冲淤研究

简要介绍了钱塘江河口含沙量、泥沙粒径的分布特性,建立了钱塘江河口泥沙起动流速和挟沙能力公式,分析了河床大冲大淤、大冲以后大淤、上游段洪冲潮淤、下游段洪淤潮冲等河床演变特性,研究了河床冲淤对洪水和潮汐的巨大反作用.分析研究表明,涌潮到达时,水流激烈冲刷河床,引起含沙量剧增,大多在涌潮过后的20 min内达到极值,形成大含沙量区.在平水期和枯水期,涨潮输沙量明显大于落潮,加剧了河口上游的淤积,涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一.     

基于实测资料的钱塘江涌潮水动力学特性研究

基于近年来钱塘江河口三次涌潮观测资料,系统分析了钱塘江涌潮的水动力学特性,计算了涌潮到达时刻的Froude数,结果显示可用Froude数判别涌潮形态,并建立了计算涌潮潮头陡度的解析公式,复演了涌潮到达时潮头陡度急剧增加的过程.研究表明:涌潮的沿程潮位、涨落潮历时和流速等特性受河口沙坎地形影响明显;流速的垂线分布大潮期间在潮到后一小时内以抛物线分布为主,其余时间以对数分布为主,而在中小潮时涨、落潮阶段均以对数分布为主;垂向流速比纵向流速小一个量级,当涌潮到达时刻急剧增大;潮头高度与当地潮差存在良好的正相关关系.     

水下不分散混凝土（UWB）在钱塘江海堤工程中的应用

水下不分散混凝土（ＵＷＢ）在钱塘江海堤工程中的应用宋世竹，黄兰夏，胡洪志（浙江省钱塘江工程建设监理部）钱塘江河口是世界著名强潮河口、两岸海塘长达３００多ｋｎ。，丁坝、盘头等滩防冲建筑物３００余座。近年来由于受低潮位、强涌潮作用，涨潮主流紧贴塘脚或严重...     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变，给数值模拟带来了很大的困难，传统的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上，应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型，模型首先检验了纯对流问题，然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移，计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响，揭示了钱塘江河口高含沙量区成因，以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

上海、舟山新区重大涉水工程开发建设对钱塘江河口治理的启示

钱塘江河口周边区域重大工程布局和开发建设,尤其是杭州湾上海水域、长江口外和舟山海域重大工程相继实施,引起钱塘江河口(杭州湾)的来水来沙条件、水动力及泥沙环境发生相应的改变。研究外部环境变化对钱塘江河口防洪御潮、涌潮保护、滩涂资源开发以及重要的港口、航道等基础设施安全运行的影响。在正确认识外部环境变化影响的基础上,得出对新时期钱塘江河口(杭州湾)治理工作的几点启发。     

钱塘江标准堤塘建筑物基础施工实践

钱塘江河口段是全球著名的强涌潮河流，涌潮对两岸堤塘建筑物破坏力甚大，特别是对基础的冲刷影响最为严重。目前堤塘常用的垂直防冲结构有小沉井群和混凝土预制板桩，交叉建筑物基础多用沉井。对小沉井群、混凝土预制板桩和沉井基础的施工方法及其适用范围作了论述。     

钱塘江河口强潮区水位控制测量探析

通过钱塘江杭州湾海洋测绘工程实例，介绍了钱塘江河口涌潮、快水的概念，以及水位控制测量的布站、观测，水位测量的误差来源，并通过实测水位数据计算潮时差、同一瞬时潮高差，总结河口强潮区水位的特殊性，以及海洋测绘安全生产问题。     

钱塘江鱼鳞石塘涌潮作用力动态测试与分析

动态测试了钱塘江北岸海宁段鱼鳞石塘在涌潮作用过程中受到的作用力,初步探索了涌潮与鱼鳞石塘相互作用的特性,得到了鱼鳞石塘迎潮面条石所受作用力随时间和空间的分布特征.在分析涌潮入射方向和潮头高度影响涌潮压力的同时,还观测并初步分析了台风与大潮共同作用时的涌潮压力.分析表明,涌潮冲击对鱼鳞石塘迎潮面结构物具有一定破坏作用.此次分析研究结果可为保护设计钱塘江临江一线古海塘提供可靠的参考依据.     

海宁市百里钱塘(盐仓段)涌潮多样性研究

海宁市百里钱塘综合整治提升工程一期(盐仓段)位于钱塘江观潮点,安澜海塘工程建设将改变海塘平面形态、断面结构,尤其是丁坝改造可能会影响工程岸段的涌潮景观,为保护及塑造盐仓段涌潮的多样性,需掌握盐仓段涌潮特性。通过现场观测、整体物理模型试验,得到盐仓河段江道下游涌潮斜向传播、局部反射及恢复一线潮头的过程,近塘涌潮受涌潮传播方向、丁坝结构型式的影响而形成壅高冲天、翻坝、越塘等不同涌潮景观形态特征。     

钱塘江九溪涌潮重塑在工程实践中的探索研究

为保护钱塘江涌潮景观、减小涌潮危害,重塑钱塘江九溪涌潮,变潮害为潮景,使涌潮可赏、可控、安全。应用KFVS格式建立二维涌潮数学模型,在实测水文资料验证的基础上,计算优化方案实施前后的流场及涌潮传播特性,从构筑物近区涌潮高度、涌高明显的岸线长度和涌高明显的区域面积等3个指标综合评判涌潮重塑效果。通过物理模型试验,模拟涌潮的形成与传播过程,分析比较各方案实施前后工程区域附近涌潮传播过程的壅高、越堤等变化情况,进一步验证了重塑效果。研究结果表明,通过优化工程布局,采取工程措施,钱塘江九溪涌潮重塑具有可行性,既能保留九溪涌潮特性,又能实现安全观潮。     

涌潮对钱塘江河口盐水入侵影响研究

钱塘江河口潮强流急,涌潮汹涌,是典型的强混合型河口,其盐水入侵程度远强于其它潮汐河口。基于Godunov格式的有限体积法建立了涌潮作用下二维高精度盐水入侵数学模型,结合实测潮汐、涌潮和氯度资料分析,研究了涌潮对钱塘江河口盐水入侵的影响。结果表明,涌潮促使盐水入侵加剧,导致时间上和纵向上氯度变率增大,涌潮是形成盐度锋的动力机制。同时,涌潮紊动激烈,促使氯度垂向分布均匀。另外,还对氯度控制方程中扩散系数的取值进行了讨论,认为钱塘江河口扩散系数取102m2/s量级较为合适。     

钱塘江河口盐水入侵影响因素及数值预报

为预报钱塘江河口取水口水体氯度,应用基于Godunov格式的有限体积法建立了考虑涌潮作用的二维氯度预报数值模型,采用实测资料并结合数值模型计算成果,分析了径流、潮汐及涌潮、江道地形等主要因素对钱塘江河口盐水入侵的影响。研究结果表明,江道地形是通过改变潮汐大小间接影响盐水入侵的,江道容积越大,潮差和进潮量越大,导致盐水入侵越严重;涌潮促使盐水入侵加剧,涌潮前后氯度存在突变。模型在钱塘江河口氯度预报中的应用结果表明,模型计算结果与实测值基本吻合,模型具有较大的预报应用价值。     

涌潮的水槽模拟及验证

在涌潮玻璃水槽中，通过调节水槽两端变频器的频率控制潮前水深的稳定，使水体具有一定的潮前落潮流速，并以此为工况，增加下游变频器不同的运行频率模拟各种强度的涌潮，测试涌潮的传播速度、涌潮高度、流速垂向分布等水动力学特征参数，捕捉涌潮形态.在此基础上，选用2010年10月钱塘江河口盐官河段的现场实测资料对试验结果进行比较分析，结果表明涌潮水槽试验结果与盐官河段实地观测资料匹配良好.这说明涌潮玻璃水槽物理模型能成功模拟涌潮，适用于涌潮的测试研究.     

钱塘江河口潮波变化过程

2000年9月，组织实施了钱塘江河口潮涌同步观测，获得潮波变形过程的完整资料。潮波穿过杭州湾，潮差大幅增加，自湾顶澉浦开始，河床溯源抬升，在浅水效应影响下，潮波变形加剧，进而形成涌潮。形成以后，因涌潮后潮波仍处涨潮状态，指向上游的特征线聚集，涌潮高度与当地潮差的比值继续增大。涌潮逐渐成为整个涨潮波面。随后，因涌潮后潮波已进入落潮阶段，特征线分散，涌潮渐弱，潮位曲线出现双峰，且延伸相当距离。     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变,给数值模拟带来了很大的困难,常规的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上,应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型,模型首先检验了纯对流问题,然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移,计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响,揭示了钱塘江河口高含沙区的成因,以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

钱塘江河口治理与河口健康

钱塘江河口潮强流急,浪潮汹涌,河床宽浅,海域外来沙丰富,泥沙易冲易淤,主槽摆动频繁,河床冲淤幅度很大。20世纪60年代以来,对钱塘江河口进行了治理。分析了流域建库和治江缩窄后钱塘江河口水沙和河床等河口自然属性的变化,以及因河口自然属性变化带来的河口社会属性如防洪御潮、水资源、岸线资源、航运资源、涌潮景观、古海塘、滩涂资源等的影响。结果表明,治理后钱塘江河口的健康程度大大改善。