港珠澳大桥对伶仃洋河口潮流环境的影响-水利水运工程学报.PDF

第2期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.2 摇 2012年4月 HYDRO鄄SCIENCE AND ENGINEERING Apr. 2012 港港珠澳大桥对伶仃洋河口潮流环境的影响 徐摇 群, 莫思平, 季荣耀, 辛文杰, 王摇 驰 (南京水利科学研究院, 江苏 南京摇 210029) 摘要:伶仃洋为弱潮河口,潮差较小,平均潮差为0.86~1.69 m,最大潮差为2.29~3.36m.伶仃洋潮汐动力远 远强于径流动力,潮流是塑造和控制滩槽格局的主要动力因素.通过伶仃洋河口潮流物理模型试验,研究港珠 澳大桥建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响.研究结果表明:港珠澳大桥的建设对潮底动力环境影响的范围 和强度表现为东部人工岛附近较强,西部桥区附近相对较小;近桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,远离 桥轴线5000 m 以外区域变化较小. 关摇 键摇 词:伶仃洋河口;港珠澳大桥;物理模型;潮流;环境 中图分类号:TV131.4摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 文章编号:1009-640X(2012)02-0079-05 港珠澳大桥是中国首座涉及“一国两制冶三地的世界级跨海大桥,跨海35.6 km,全长近50 km,耗资 730亿元.港珠澳大桥工程结构相当复杂,采用桥、岛和隧道相结合结构形式,总长6 648 m 的“沉管隧道冶和 主跨460 m“双塔钢箱梁斜拉桥冶成为大桥全貌最 具特色的标志.大桥计划建388个桥墩,共设伶仃 航道、铜鼓航道、青洲航道、江海直达航道、九洲港 航道和香港航道等6处通航孔.中东部水深最大的 伶仃航道和铜鼓航道处为海底隧道形式,两侧为桥 梁结构.跨海大桥桥墩建成后,增加了桥位水域阻 力并减小过水断面,从而对周围海区的潮流动力环 [1-6] 境产生一定影响 . 因此,“水文环境问题冶成为 大桥建设的关键性问题之一.本文通过伶仃洋河口 潮流物理模型(水平比尺 1000,垂直比尺 120)对 大桥设计方案进行模拟试验,探明了大桥建设后周 围海区的流速、流向、潮量及水位变化特征. 1摇 伶仃洋河口自然条件 伶仃洋是珠江口东四口门(虎门、蕉门、洪奇 沥和横门)注入的河口湾,湾型呈喇叭状,走向接 近NNW-SSE方向,湾顶宽约4 km(虎门口),湾口 宽约30 km(澳门至香港大濠岛之间),纵向长达 2 72 km,水域面积2 110 km ,伶仃洋水下地形具有 西部浅、东部深的横向分布趋势和湾顶窄深、湾腰 图1摇 珠江河口形势图 宽浅、湾口宽深的纵向分布特点,水下地形呈“三 Fig.1摇 Terrain of the Pearl River estuary 摇 摇 收稿日期:2011-12-07 摇 摇 作者简介:徐摇 群(1965-),男,江苏仪征人,教授级高级工程师,博士,主要从事河口海岸工程泥沙研究. E鄄mail:qxu@nhri.cn 80 水 利 水 运 工 程 学 报 2012年4月 [7-9] 滩两槽冶的基本格局 (见图1). 伶仃洋为弱潮河口,潮差较小,平均潮差为0.86~1.69 m,最大潮差为2.29 ~3.36 m.潮差特点是由东 向西逐渐递减,由湾口向湾顶逐渐递增.伶仃洋水域总体为落潮流大于涨潮流,东、西槽涨潮平均流速大致相 近,落潮流速则一般是西槽大于东槽.伶仃洋潮汐动力远远强于径流动力,潮流是塑造和控制滩槽格局的主 [7-9] 要动力因素.潮汐动力作用控制虎门以下的河口湾东半部 .经东四口门注入到伶仃洋的径流量约为 3 1742亿m / a,占珠江年总径流量的55%,年输沙量约为3 664 万t,占珠江河口总输沙量的42%.其中洪季 输入到伶仃洋的径流量约占全年的80%,输沙量约占全年的90%以上.河流输水输沙量