1、
    錢塘江河口自七格至美女山段的南岸為河變凹巖,習稱赭山灣.因位于河口的過渡段,山水和潮流流路不一致,且流量的時間分布相差懸殊,以致主槽擺動頻繁,岸灘坍漲不定.歷史上,河口過渡段流路曾先后流經(jīng)龕、赭兩山間的南大門,禪機、河莊兩山之間的中小門和河莊山與海寧海塘之間的北大門的變遷,史稱“三門變遷
    為了除害興利,清康熙末期便開始開挖中小門引河,希圖引導主流由中小門進出,以免危害兩岸;雍正期間,更擬訂了開挖中小門引河,筑尖、塌兩山之間石壩和北岸改建石塘三項措施并進的治理河口計劃.此后,民國期間和中華人民共和國成立后,均曾幾度擬定治理河口計劃,并在實施過程中隨江道形勢變化而一再修改.至2000年封堵九上順壩圍堤和建成標準塘,赭山灣整治工程已大體上完成.
    主要建筑物有:美女山壩,于1964年建成,壩長1 050m.其中自0972 m處起向上游折轉90°,成與水流方向平行的順壩,整條壩實際上是勾頭丁壩.
   
九號壩,于1966年基本建成,壩長3 100 m.
    
一號壩,于1964年開始拋筑,1966年建成,壩長1 700 m
    七下右順壩,于1960年開始拋筑壩根護岸塊石,1961年開始拋筑壩身,1965年建成,壩長1 750 m
    1966年,從美女山壩壩身0+550 m處至九號壩壩身2750 m處筑圍堤,長4 721 m,圍涂1 500 hm2.圍堤外設盤頭4座,并外各接短丁壩,間距900 m,以挑溜護腳,當年完工.
    1966年~1968年,自赭山灣一號壩上游769 m至該壩下游1 443 m,沿設計堤線在灘地上預堆塊石;又自赭山灣九號壩開始向上游沿設計堤線也在灘地上預堆塊石,堆石體長1 447 m.至1970年下半年,堆石體內側和外側數(shù)百半灘面已淤漲到可圍高程,遂于是年冬至次年春,緊貼堆石體內側筑圍堤長5 159 m,圍涂1 2667 hm2,并于1977年完成塊石護坡和拋石護腳.又在赭山灣一號壩上游圍堤外拋筑短丁壩兩座,一號壩至九號壩間圍堤外拋筑短丁壩4座,長分別在240250 m
    1976年開始拋筑東風角至九號壩壩頭間順壩(簡稱九上順壩),全長6 423 m,至1988年,實拋筑6403 m,其中從九號壩向上游伸展的1 615 m和自東風角向下游伸長的1 580 m為高壩.至此,主槽已控制在規(guī)劃河道線內,江槽基本上趨于穩(wěn)定,通航條件明顯改善,順壩壩囊內733.3 hm2灘涂已圍340 h m22000年完成順壩堵口.
    九上順壩合攏封閉后,赭山灣河勢雖已得到基本控制,但新岸線堤前緊鄰沖刷槽.由淤漲、落潮流走向分歧和強度變化等因素,導致凹岸頂沖點和沖刷槽在彎頂附近上、下移動.有時可向上延伸到東風角,有時也可向下延伸至倉前白虎山,九號壩至美女山壩和美女山壩至烏龜山岸段經(jīng)常處于深槽逼岸狀態(tài).塘前河床最大沖深至-5~-8 m高程(吳淞基面,下同).以致可能出現(xiàn)塘前灘地刷低而使塘身失穩(wěn)的局面.目前,南岸標準塘雖已建成,但受自然和技術條件制約,標準塘的底腳防沖只能做到0 m高程.為此,在標準塘設計時,便以增加河道控制建筑物為前提.故擬在加固1~4盤頭前的丁壩和美女山壩外,在此河段南岸增建若干建筑物.定床模型試驗表明:在百年一遇的洪水時,這些建筑物會抬高七堡(0.19 m)、順壩中(0.24 m)、順壩頭(028 m)和九號壩下(0.24 m)的洪水位;但降低美女山壩上(-0.09 m)和倉前(-0.06 m)的洪水位.并減小九號壩以上河段的流速0.11~062 m/s;九號壩以下河段則南岸流速減小,而江中和近北岸流速增加.這是二壩四盤頭挑流作用的結果.對潮水而言,七堡、順壩中和九號壩下的低潮位稍有抬升,依次為0.03、0.05和003 m,而高潮位則有所降低;順壩頭-0.03 m,九號壩下-0.06 m,美女山壩下-007 m.從而減小南岸的潮差,潮動力也隨之減弱.諸建筑頭部的漲潮平均流速和最大流速會分別增大0.030.18 m/s0.13~064 m/s;江中漲潮的平均流速和最大流速分別增大0.10~033 m/s和017~0.26 ms.落潮時,則彎頂平均流速減小0.120.39 m/s,最大流速減小0.12~044 m/s;而美女山壩壩頭和該處江中平均流速和最大流速分別增大0.16~026 m/s和012~0.51 ms
    更重要的是,塘前河床50年一遇沖刷深可以從-9.9 m減少為07 m,百年一遇沖刷深從-10.2 m減為-0.8 m.
    由此可見,由于這些建筑物的挑流作用,對保護南岸海塘起著重要作用.但它們的頭部都要經(jīng)受高流速沖刷,故應予加強.
    3、整治方案的比較與研究
    用定床實物模型研究了南岸新添整治建筑物布置方案見表1


    31 新添建筑物布置方案
    3.11 對沿程百年一遇洪水位的影響
    三種方案均以抬高順壩頭的洪水位最為明顯,依次為057m、0.62 m0.51 m;并向上、下游逐漸減。畬盘枆蜗潞兔琅綁紊系淖饔貌顒e甚小;對順壩中和美女山壩下的影響則隨建筑物加多而增大,但抬升不多,方案Ⅲ也僅分別抬高013 m和0.09 m,對倉前站則均有降低洪水位的作用,且隨建筑物增多而更加明顯,但數(shù)量不大,依次降低0.02 m、0.05 m和009m

    3.12 對沿程高、低潮位的影響
    三個方案對沿程各站高、低潮位的影響差別不大.且只有九號壩下的高潮位略有抬升(0.05~006 m),低潮位略有降低(0~003 m),從而潮差略有增大(0.050.09 m)外,順壩中和倉前兩站高潮位不變,而低潮位略有升高(0.02~006 m),從而潮差略有減;順壩頭高潮位均有降低而低潮位略有抬高,從而潮差減小0.240.07 m;美女山壩上和下兩站則高、低潮位均有降低,潮差則美女山壩上幾乎不變,美女山壩下減小約0.050.10 m.

    3.13 對洪水流速的影響
    三種方案均能使1盤頭以上河段(包括彎頂斷面)的洪水主流趨向北擺;彎頂以下洪水主流折向24盤頭;4盤頭以下,洪水主流又趨向北擺.此現(xiàn)象以方案最明顯,方案Ⅱ和方案依次減弱.
    3
14 對潮流速的影響
    各方案對潮流速的影響較為復雜.茲分述如下:
    (1)東風角下游2 750 m處,塘腳(2測點)漲、落潮流速均有下降,且以方案漲潮流速降低最多,平均流速降低0.07 ms,最大流速降低0.18 ms.該斷面河中心(3測點)則漲潮流速增大0.01~005 m/s,落潮流速降低001~0.07 ms
    (2)整治建筑物前緣(5、176測點)的局部流速,隨建筑物增加而呈漲、落潮流速均增加的趨勢.且來流方向的排斥掩護作用較明顯.
    (31盤頭前(7測點)漲潮平均流速增大0.05~010 m/s,最大流速增加016~0.18 ms;落潮流速減少0.020.06m/s.各方案相差不大.該斷面中流(8#測點)漲、落潮流速略有增大,各方案也相差不大.
    (42#盤關前(10#測點)漲、落潮流速均有降低,漲潮最大流速降低0.04~007 m/s;落潮平均流速降低004~0.08 ms,最大流速降低0.120.16 m/s.有隨建筑物增加而降低加大趨勢.

    (5)3盤頭前(11測點),Ⅲ號方案漲潮流速略有降低,另兩方案無影響;落潮平均流速增大0.08~009 m/s,最大流速增大019~0.25 ms.各方案相差不大.
    (64盤頭前(12測點)漲、落潮流速均有降低.以漲潮最大流速最明顯,為0.08~012 m/s,有隨建筑物加多而降低較多的趨勢,其余則僅略有降低.河中心(14測點)則漲潮流速增加較明顯,平均流速增大0.070.14 m/s,最大流速增大0.14~045 m/s,有隨建筑物加多而增大較多的趨勢.落潮平均流速略有增大,各方案相同;最大流速以方案增大0.19 ms,另兩方案均增大0.05 ms.近北岸(15測點)則漲、落潮流速都以號方案增大較多,分別為0.110.14 m/s0.06~008 m/s,另兩方案相同,僅略有增加.
    (7)美女山壩前(16測點)漲潮平均流速減小0.080.20m/s,落潮平均流速減小0.03~006 m/s,漲潮最大流速減小013~0.29 ms.落潮最大流速減少0.050.12 m/s
    (8)美女山壩下游斷面(18、19、20測點),漲潮以江中(19測點)增大最多,平均流速增大0.16~037 m/s,且以方案為甚;落潮則以南岸(18測點)增加最多,平均流速增大0.070.10 m/s,隨建筑物俱增,最大流速增大0.21~022 m/s,各方案相差甚微.北岸(20測點)則以漲潮流速增加較多,平均流速增加0.090.15 m/s,最大流速增加0.19~021 m/s,均隨建筑物增加而甚.
    (9)美女山壩上、下游兩斷面,江中(14、19測點)和北岸(15、20測點)均以下游漲潮流速增加較多,落潮則以上游最大流速增加較多.這表明美女山壩和7丁壩的挑流作用.
    從總體上看,方案除在1盤頭至美女山壩間會引起漲潮流速增大3%左右外,其余壩段的漲、落潮流速均有所減小,其幅度在10%至2%不等.但沿北岸的流速卻會增大5%至10%.
    為了減少這種不利影響,新添的盤頭或丁壩,平面尺度不宜過大.
    另據(jù)實測地形圖用經(jīng)驗頻率分析,并參考一維動床數(shù)值模型,預測南岸塘前河床高程結果表明,建筑物對塘前河床防沖作用異常明顯.詳見下表.


    綜上所述,美女山壩至烏龜山是漲潮流頂沖的岸段,原建有7和8兩座丁壩,均已被沖毀,以致漲潮流直沖塘岸,深槽逼臨塘前,危及塘身,并加重美女山壩的御潮負擔.據(jù)1970~1988年實測江道地形圖分析和一維動床數(shù)值模擬預測,在無此兩壩的情況下,塘前50 m以內河床50年一遇可刷深達-5.0 m,百年一遇深達-53 m;若恢復兩壩,則可分別減為-0.59 m和-0.80 m.可見,此兩壩不僅可以減輕美女山壩御潮負擔,更是保護此段海塘所必不可少.又據(jù)現(xiàn)場涌潮觀測,從烏龜山到美女山壩,涌潮逐漸增強,原7壩處比原8壩處強得多.故應以原7壩處為主,8壩處為輔.為此,擬于兩壩原址偏下游50 m,即在6320和7+030兩處分別建筑200 m長的7丁壩和100 m長的8丁壩.
    自九號壩往上游2 km范圍內,河道處于彎道頂部.由于九上順壩于2000年才封閉,尚未在塘前興建防護建筑物.
    試驗表明,倘使在九號壩處興建一座盤頭(方案),九上順壩中段塘前最大漲潮流速可減小10%,但百年一遇洪水流速都有所增大;若在其上游增建一座盤頭(方案),則同一測點的洪水和漲潮最大流速均可減小10%左右,而對岸下沙塘前流速將增大7%;若在第二座盤頭上游再增建第三座盤頭(方案Ⅲ),則同一測點處的最大漲潮流速將減小18%,洪水流速也減小3%~16%.實測江道地形分析和一維動床數(shù)值模擬預測表明,塘前50 m范圍內河床刷低深度可大為減小(見表6);但對岸塘前洪水流速將增大16%.據(jù)此,宜在以九號壩為起點的0050、-1-100和-2-200三處各建一座盤頭,依次命名為9、87盤頭.盤頭圓弧半徑均為80 m,外各接30 m長的丁壩,共伸出塘外110 m.
    3
2 新添建筑物的結構形式
    3.21烏龜山至美女山壩間的78丁壩
    為免兩丁壩再次被毀,經(jīng)試驗改進結構型式,壩根30 m范圍內采用八字腳,并用小沉井防沖;30 m以外壩身,均用不同長度的灌注樁和板樁相間保護壩腳.壩根高程6.0 m,壩頭高程50 m.這種結構的造價雖比傳統(tǒng)丁壩高出近80%,但它運行可靠,維修費用低;又因它們關系到赭山灣整治成效安穩(wěn),故決定采用這種結構.
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22 7~9盤頭
    采用傳統(tǒng)的結構形式.
    3
23 美女山壩加固
    該壩是拋石圬工面結構.19911992年曾兩次沖成缺口,1996和1997年,壩身上游又大幅度淘空,多次搶險,壩身沿線也修補較多,防沖能力參差不齊.故應予全面加固.在勾頭段外側和丁壩段上游側用拉錨式小沉井防沖結構,沉井底高程為0.01.0 m,上設鋼筋砼護坦寬60 m;兩壩段的另一側則建砼直墻,高1.63.1 m,以固定護坡腳趾和減少丁壩段壩基進潮水量.丁壩段兩側則拆除原有坡面,另建筑砼護面,厚40cm.勾頭段壩頭用環(huán)梁掛樁防沖結構,環(huán)梁是半圓形,直徑16 m,環(huán)梁后趾伸入鋼筋砼護坦錨塊,計長20 m,環(huán)梁周邊放置鋼筋籠裝石和拋石護腳.
    3
24 1~4盤頭前丁壩加固
    這4座盤頭本身已相對穩(wěn)固,無需加固.但前面的丁壩則年年搶險,應提高防沖能力.擬用4 m高的沉井,底高程為0 m,頂部建砼護坦寬8.2 m,頂高程為5.6 m.沉井處安放砼四面體,單塊重4t,水平布置5排.
    3
25 局部海塘塘腳加固
    在九號壩下游堤長500 m4.5 m高的沉井加固,沉井底高程05 m,上建C25鋼筋砼護坦,厚40cm,寬8.20 m,于原外坡貼面建C25混凝土,厚25cm,沿井外側拋塊石混合料.
    美女山壩下游660 m腳塘已有小沉井的底高程偏高,應在沉井外安放不銹鋼絲網(wǎng)兜袋石護腳.