水文站水文统计资料复习纲要汇总.docx

1、水文站水文统计资料复习纲要汇总2 自然条件2.1金山嘴水文站自然条件 2.1.1水文1.潮汐和潮位杭州湾的潮汐特性可分为三类： 涌江口附近属非正规半日潮海区，大戢山附近属正规半日潮海区， 湾内大部分属于浅海非正规半日潮类型。杭州湾内高潮位变化自湾口内向沿程逐渐增高， 低潮位逐渐减低。金山嘴站的设计高潮位分析，采用金山嘴站 19512002年间实测潮位系列，其统计分析结果见表 2.1 （上海吴淞基面，下同）。表2.1 潮位特征值金山嘴水文站潮位名称 历史最高潮位（m）金山嘴水文站6 57 （ 1CC7 年） 6.5/ （ 199 7 年） a on历史最低潮位（ 111）-1.8/Q -7E.1

2、 多年平均高潮位（m）多年平均低潮位（ m）3.75n no多年丨均低潮位（m）-0.23平均潮位（m）曰 f -、/士 口 / 1.76 f- cc最大潮差（m） 砧用（皿、 5. JJa r 4_重现期I亠切刊厶V 111 74.0 10.1 丿 on on/. J57 d oU2%n rn/7. 12a 000.5%a n/6.8Ja上 o,1%6.602%i- 0/6.3/5% 10% 6.06 562 50 0/5 20-50 7/QOO/ QO2.潮流杭州湾潮流为往复流，流向大体与等深线平行，潮波具有驻波特性，最大流速在中潮位时出现。 杭州湾内实测最大潮落流速 一般在2.0m/s以

3、上，而湾外最大涨落潮流速略小一些。涨落潮 流流速从整个杭州湾断面涨潮流速来看， 随着断面缩窄，由湾口向里逐渐增大，如芦潮港一镇海断面涨潮平均流速为 1.42m/s，落潮流平均流速1.32m/s，但近岸区潮流速纵向分布，在芦潮港 奉贤一金山岸段，潮流速是逐步减小的，且涨潮流大于落潮流。金山区水文站在金山3号丁坝头于2003年8月7日（农历 七月初十）进行水文测量，测点在坝头外 120m处，主要测量成 果如下：涨潮历时约5小时左右，落潮历时约7.5小时。涨潮流最大 流速出现在涨急后2小时左右，最大测点流速为1.58m/s，落潮 流最大流速出现在落急后 3小时，最大测点流速为 0.87m/s。最大流

4、速时垂直流速分布水深 0.2H,0.6H,0.8H处分别为：了张潮 1.58m/s,1 .36m/s,0 .92m/s;落潮 0.87m/s,0 .68m/s,0 .51m/s。因测量时间为小潮汛期间，所测流速值小于大潮汛。3.泥沙杭州湾上海段沿海水域泥沙来源主要为海域来沙及河底沙再浮。钱塘江径流量（澉浦）为 442亿m3,年输沙890万t， 因而通常情况下，钱塘江来水来沙对杭州湾的影响较小。 强劲的潮流是控制杭州湾泥沙输移的主要动力因子， 大进大出是该水域的泥沙输移特点。水域含沙量有 3个高含沙区和2个低含沙区。在上海市沿岸水域，含沙量由口外向口内逐渐减少 (表2.2)，南 汇嘴滩面为高含沙

5、区， 平均含沙量1.02.0kg/ m3:乍浦至金山 一带北岸为低含沙区，平均含沙量为0.51.0kg/m3。水域含沙 量不仅与潮汐大小有关， 而且与年内季节性变化密切。 金山嘴平均含沙量季节性变化如表 2.3。杭州湾泥沙粒径分布受水流和地 形的影响和制约，总趋势是从湾顶到湾口由粗变细， 邻近南北岸较粗，中间地带较细。北岸乍浦、金山一带中值粒径为 0.0310.125mm。表2.2 金山咀、金汇港、芦潮港潮流泥沙要素断面站 号水深(m)平均流速(m/s)流向(o)平均含沙量(kg/m 3)涨潮落潮涨潮落潮涨潮落潮金山咀1-20.680.3819123542 630.610.472-50.980

6、.5321321740 830.720.52金汇港100.420.2625626768 800.840.652-20.850.6624825666 681.010.72芦潮港3-50.880.7023623768 820.990.671-20.960.6026227453 882.593.61表2.3 金山嘴年内月平均含沙量表 (单位：kg/ m 3)月份121234567891011资料年份含沙量0.871.181.021.030.600.520.490.380.350.310.520.7419784波浪 杭州湾内波浪主要以风浪为主，约占全年波浪频率的 80% ，涌浪次之约占 20% 。水域

7、波高年内季节性变化较大，一般夏季 波高较大，冬季波高较小。金山石化水文站实测夏半年（ 59月）平均波高0.50.6m，最大波高3.90m。杭州湾是典型的涌 潮型河口，外海潮波进入杭州湾后， 受到喇叭口平面形态的压缩， 以及由于水深变浅底摩擦效应作用， 潮波逐渐由前进波变为驻波 性质，在杭州湾内形成涌潮。5盐度 杭州湾的盐度受制于海流与径流。实测统计，芦潮港夏季平 均含盐度为 7.56 %。，冬季为10.83 %。,金山夏季平均含盐度为 8.02 %,冬季为 9.96 %。2.1.2 气象本工程位于杭州湾北岸，属北亚热带气候区，四季分明，降 水充沛。1 风况杭州湾位于亚热带季风区，主导风向可分为

8、夏半年（ 59 月）和冬半年（ 10 月次年 4 月）两个时间段，夏半年以 E、 SE 风向为主，冬半年以 NE 风向为主，季节性变化明显。按 16 方位绘制的实测最大风速与风向频率玫瑰图，对海塘 工程起控制作用的 8 级以上大风，其风日数历年以 8 月份最多，10 月份最少，在 1949 年至 1983 年，共 35 年，台风中心经过 杭州湾计19次，每次台风过境影响时间为 13天。2.气温工程所在地区平均气温 15.5 C,最高平均气温 16.4 C,最 低年平均气温15 C,极端最高气温 39.6 C（ 2003年8月），极 端最低气温-10.8 C（ 1977年1月31日），常年高于3

9、5 C （含 35 C）的高温日平均为6天，常年低于0C的平均为44天。3.降雨根据 1959 年 1989 年的统计资料： 本工区的年平均降雨量 1112.8mm, 雨日 135.3 天，汛期（ 69 月）雨量：多年平均 534.2mm ，最多 794.6mm（1963 年），月最大雨量 419mm（1963 年 9 月），一日最大雨量 135.2mm （1972 年 9 月 12 日），一小 时最大雨量为 93.7mm 。2.2堡镇水文站自然条件2.2.1 水文1 径流长江为我国第一大河流，入海径流充沛。据大通站 1904 年 至 1987 年七十六年的资料统计，多年平均流量为 29600

10、m 3/s，历史上最大洪峰流量达 92600m 3/s（1954.8.1 ），最小枯水流量 4620m 3/s（1979.1.31 ）。历年水文测验资料统计表明， 径流年内 分配具有季节性， 510 月为洪季，径流量占全年的 70%。2.潮汐和潮位长江口属浅海非正规半日潮潮汐河口，每天两涨两落，日潮 不等现象较为显著。在一个太阴月中，潮汐作两次周期变化，最 咼咼潮位在朔望以后1 3天，此时潮差较大，最低咼潮发生在上、 下弦后13天，此时潮差较小，年最高潮位一般发生在 810月间，最低潮位出现在122月之间。根据堡镇港实测潮位资料统 计，其潮位特征值如表 2.4。长江口的径流量大，潮量亦大，洪

11、季大潮潮量可达53亿m3,枯季大潮亦有39亿m3,洪季小潮潮 量为16亿m3,枯季小潮为13亿m3。长江口涨落潮流速受上游 径流、大小潮及台风的影响较大，一般洪季大潮涨落潮流速较大， 枯季大潮涨落潮流速较小，南港涨落潮流速如表 2.5。表2.4 堡镇港潮位特征潮位（单位：m）潮位名称 历史最高潮位（m）金山嘴水乂站c nn5.99 0 46区 I刊 7多年平均高潮位 （ m ）3 26多年平均高潮位（ rm）多年平均低潮位 （ m ）3.26n on多年丨均低潮位（m）0.89A CO最大潮差（m）4.36重现期 1 均潮差（nry 2.36 O 7,0.5%a n/6.271%00/6.07

12、C Q72%co/5.87c a5%5.6110%50 %5.404.87表2.5 南港涨落潮流速表 （ 单位：m/s）洪季平均涨潮流速0.66洪季平均落潮流速0.94洪季年均涨潮流速0.63洪季年均落潮流速0.733波浪长江口波浪通常是风浪和混合浪，单纯的涌浪很少见。根据外高桥水文站多年实测资料统计分析， 水域无浪、波高小于1.0m和大于1.0m的频率各为29.4%、69.3%、1.3%，产生较大风浪 的主要气候因素是寒潮和台风。4.泥沙长江口地区的泥沙有两个来源： 一是随径流从上游河段带下来的泥沙；二是潮流和风浪对床面泥沙的搬移和扬动造成的局部 来沙。据统计，大通水文站多年平均含沙量为 0

13、.54kg/m3，年平均输沙量达5.01亿吨。长江口地区由于潮汐作用，含沙量在一 个潮周期内变化较大，一般在涨落急后 12小时含沙量达最大值，在憩流附近达最小值。全潮含沙量南支涨潮为 1.55kg/m 3，落潮为1.6kg/m 3;北支涨潮为2.54kg/m 3，落潮2.34kg/m 3。泥 沙粒径分布变化较大，颗粒中值粒径约为 0.0250.147mm，其分布大致可分为：外侧河床值粒径 0.1190.14mm，岸滩颗粒渐细，中 值粒径 0.0580.072mm ，滩 地颗粒 最细，在 0.025 0.039mm变化。长江口北支在枯季大潮期净泻量为负值， 泥沙随潮流倒灌南支，实测枯季大潮最大倒

14、灌沙量达 3600万吨（1984 年 11 月）。5.盐度长江口盐淡水以缓混合为主，口外年均含盐度在 16 %。左右。在洪季小潮汛短时间内亦有分层现象， 枯季大潮亦有强混合的情况，但大多数情况下是属缓混合类型。在长江口北支，由于枯季 大潮期净泻量为负值，潮流倒灌南支，盐量随潮带入，影响南支 水质。根据实测，枯水期大潮向南支倒灌的盐量为 75万吨（1987 年2月）150万吨（1974年）。1978年11月1979年3月， 由于长江径流特枯，北支倒灌的咸潮绕过崇明岛西南向东， 曾使崇明岛受咸潮包围达5个月之久，严重影响了崇明岛及南支沿岸 工农业生产和人民生活。222气象1、风本地区根据记录资料分

15、析的特征风速、 风向数据如下表2.6。表2.6 长江口地区特征风速、风向表 （单位：m/s）风向NNNWNEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC平均风速4.54.54.44.24.44.14.64.13.93.13.53.64.64.95.2JBC风速182418181816161611101416162018平均风速59691288343435493从表中可知，长江口区常风向为 ESE SE，强风向为NW NE ，春夏盛行东南风，秋季盛行东北风，冬季盛行偏北风。 热带台风是影响本地区的重要气象因素， 根据长江口各有关气象 台站 1949 年至 2002 年资料统计，影响上

16、海的强热带风暴共有 68 次，平均每年 1.3 次。2.日照日照比较充足。全年日照时数为 2082.6 小时（ 1958-1992 年的平均数，以下略） ，平均每天 5.7 小时。以 8 月份最多，达 253.1 小时， 2 月份最少为 130.1 小时，日照的年际变化较大， 1967 年最多为 2408.2 小时； 1970 年最少为 1817.2 小时，常年 以 3、4、5、6、9 月由于雨日较多，而日照百分率偏低。3.气温崇明岛平均气温为15.3 C,年内以7、8月最高，月平均分 别为27.5 C和27.9 Co以1月份最低，月平均为2.9 C,日极端 最高气温37.3 C，发生在197

17、8年7月4日；日极端最低气温 -10.5 C,发生在1958年1月16日，初霜期平均为11月4日， 终霜期为3月29日，全年有霜期136天，无霜期229天。4.降水崇明岛年均降水量为1042.7mm。由于每年季风强弱不同， 降水年际变化较大， 1985 年达 1538.1mm ，而 1978 年仅 599.6mm，相差938.5mm。一年内降水主要集中在 49月份， 以夏季最多，占 37.9% ；冬季最少，占 11.5% ，春、秋季分别占 21.4%和29.2%。另外，全年明显存在着两个降水期， 4月下旬 至 5 月中旬为春雨期，雨量 112.8mm ，雨日 13 天；6月中旬至 7 月上旬为

18、梅雨期，雨量 156.5mm ，雨日 13.3 天，全年降水日 数达 130.1 天，平均以 4 月份雨日最多， 12 月份最少， 6 月份 雨量最大， 1 月份雨量最少。3工程地质3.1金山嘴水文站工程地质本工程目前尚未作地质钻探， 地质资料参考 金山车客渡码 头至 5 号丁坝间的保滩工程 的地质钻探报告。 本钻探资料由安 徽省水利水电勘测设计于 2004 年 5 月提供。报告显示：本工程 场地属滨海平原地貌单元， 在所揭露深度范围内的地基土均属第 四系沉积物， 为滨海 浅海、滨海沼泽相沉积，主要由表层淤泥、 粘性土、砂质粉土等组成，根据土的成因、结构及物理力学性质 划分为4个主层次(其中层

19、分为 2个亚层)。各土层的土性描 述见表 3.1 ，土层物理力学性质参数见表 3.2 ，勘探孔平面位置 图见图 3.1 ，土层地质剖面见图 3.2。本场地抗震烈度为6度，W类场地，根据国家标准建筑抗 震设计规范 ( GB50011-2001 )及上海市工程建设规范岩土 工程勘察规范 ( DGJ08-37-2002 )的相关规定，本拟建场地可 不考虑地基土液化问题，拟建场地为可进行建设的一般场地。3.2堡镇水文站工程地质本工程岸段地质资料由安徽省水利水电勘测设计院 2003 年 4 月提供，经勘察查明，自地面以下 25m 深度范围内，钻遇的 地基上层共分 3 大层，其中除表层耕作土及素填上层为近

20、代人工 垦作或堆填外，其余诸层均属第四纪全新世（ Q1-34 ）的滨海河 口、浅海滨海及滨海沼泽相沉积层，主要由饱和的粉性土、 砂土和粘性土组成，土层分布较稳定。各土层特性见表 3.3，各土层物理力学性质参数见表 3.4 ， 工程地质钻孔平面图 3.3，工程地质剖面图 3.4。4河势演变分析4.1金山嘴水文站4.1.1杭州湾北岸岸滩自然演变规律杭州湾为东西走向的喇叭形强潮河口，潮流急，潮差大， 海水含沙量高。 杭州湾湾口与长江口紧密毗邻， 杭州湾北岸滩涂 与长江口南汇东滩连成一片， 消长相应。 长江口具有丰富的泥沙 来源，每年约有 4.86 亿吨泥沙输移出海 （近年入海泥沙已减为 3.5 亿吨

21、 /年），其中有相当数量泥沙经南汇东滩输沙通道或随外海潮 流进入杭州湾， 是杭州湾的主要泥沙来源。 由于长江上游来水来 沙条件的变化， 长江口与杭州湾水沙交换也发生了变化， 从而对 杭州湾的演变产生了影响。杭州湾北岸岸滩历史上经历了大幅冲蚀后退和东延、 内坍的 过程。但近百年来，由于长江上游水土流失，长江口泥沙在南汇 嘴沉降淤积，并随潮流进入杭州湾，北岸呈淤积趋势，芦潮港 金山咀之间 -5m 线缓慢向外推移，最大涨幅约 3km ；0m 线向外 推移最大约 2km 。北岸演变成微弯岸线， 奉贤处于中段， 其高滩 淤涨速度大于低滩， 经六十年代八十年代多次围垦， 奉贤岸线外移最大近 5km随着近代

22、海塘的修建， 对杭州湾北岸岸滩的稳定发挥了重要 作用，现今杭州湾北岸的岸线即是在自然演变和人工控制的共同 作用下逐渐形成的。由于杭州湾北岸强劲的沿岸潮流基本稳定在与水深线一致 的方向上 , 涨落潮流主流向与岸线走向基本一致，流向稳定，这 对人工海岸线的稳定甚为有利， 成为近年来杭州湾北岸地形宏观 上稳定的基本保证。在垂直岸线方向的滩地横断面上，不同水深处的潮流强度， 由海向岸方向逐渐减弱， 进入 0m 以上浅滩， 流速递减十分迅速， 流向上渐趋分散， 涨落潮流的不对称加大， 涨潮流明显大于落潮 流，流向上岸分量明显， 这就十分有利于泥沙向滩面的输移而造 成中潮位以上滩面的淤积。杭州湾北岸岸滩演

23、变，是自然和人工控制相互作用的结果， 近年来一线海塘工程先后达标，整个海岸线已基本成为人工海 岸，岸滩冲淤演变已被限制在海堤以外的海滩和水下斜坡范围。 4.1.2 工程岸段滩槽演变分析新建金山嘴水文站位于金山车客渡码头至 5 号丁坝 （龙泉港 出海闸西侧 ） 保滩范围的 3 号丁坝位置 （详见工程位置图） ,该段 岸线长度约 4km, 其西侧即为金山石化海堤 , 由 6 次围堤组成 , 在 1972 年 12 月第一次围垦以外由东向西分别为第二次围堤、 第六次围堤、第三次围垦、第四次围堤、第五次围堤，临海一线 海堤长 11.4km, 金山海堤西侧即为金丝娘桥 , 外侧滩涂为白沙 湾；该工程东侧

24、为刚实施完工的化学工业区西部圈围工程， 占用 岸线约 5.3km, 与漕泾化工区围堤顺接。杭州湾北岸金山岸段，东至大、小金山岛，西至白沙湾，紧 靠岸线有一条长约14.5km,宽1.02.5km,深2030m的涨潮 冲刷槽 , 俗称金山深槽（见图 4.1 ）, 是杭州湾北岸著名的深槽 , 最深处水深达 50m 左右, 主槽线大致呈 EW 方向, 与涨落潮流 方向一致 , 深槽主体部分由几个大于 40m 的深潭串连而成 , 深 槽大致呈东西向间断分布。据研究，金山深槽的形成有五、六百 年的历史， 12 世纪中叶，杭州湾北岸塌坍后退，大、小金山沦 为海岛，受东南、东北潮流的交汇加速作用，大、小金山束

25、水集 能作用， 北岸局部岸线突出及岛屿的绕流涡流作用， 以及杭州湾平面收缩， 南岸庵东浅滩的挑流作用， 是形成金山深槽的主要因 素。金山深槽具有涨潮冲刷性质，深槽长度不断向西伸展，根据 有关文献资料表明， 1919 年 -20m 等深线在金山戚家墩正南， 1958年-20m线伸至金山第6次围堤中部1号出水口前沿，1972 年则向西移至纬六路前沿，西伸了约 4km， 1972 年以来金山深 槽冲淤变化如下：深槽展平淤浅，深槽（-20m线）上部扩展， 下部淤积，断面积略有增大，深槽仍在缓慢发展。深槽 -20m 以上南边坡的冲刷扩大， 北边坡变化很小， 深槽尾部冲淤幅度大， 尤其是尾部 -15m 线

26、西南支的迅速冲刷迅速回淤，南支不断北移 西伸，与深槽主线方向趋于一致。深槽东段（戚家墩至大、小 金山）受大、小金山间涨潮流控制，水流强度及冲淤变化较小， 属深槽基本稳定段， 有关地形资料表明， 在龙泉港以外近岸海床 上受金山深槽水流影响，发育了一条 -10m 深槽自西向东延伸， 其前端摆动于漕泾与南竹港之间， 以纵向摆动为主， 横向摆动幅 较小。深槽西段（戚家墩至纬六路） ，大体上位于第 6 次围堤前 沿，岸线受深槽水流影响大，深槽尾部轴线有南偏趋势。金山深槽上扩下淤及深槽 -10m 线东移，对本工程海堤近岸 滩地变化影响较大。 据近年水下地形资料， 金山深槽在车客渡码 头东侧有一向岸凸出支汊

27、， 方向直指岸侧， 在落潮流作用下对海 塘滩地冲刷有一定影响，使近年来 1号2号丁坝间堤前滩面严 重冲蚀，海塘堤脚护坡损坏。 另外，由于本工程岸段属微弯海岸， 受东南向风浪强劲作用下， 在沿岸涨潮流的顶冲作用， 也是该岸 段堤前岸滩冲刷的主要原因。随着化工区西部围垦工程和金山车客渡码头至 5 号丁坝之 间保滩工程的实施，本段岸线的堤前岸滩冲刷形势将趋缓和。4.2堡镇水文站4.2.1崇明南沿下段岸滩演变特征长江口河势历史和近代发生了复杂的变化，造就了崇明、长 兴、横沙三岛，大量沙洲北靠归并海门、启东；而人类的活动又 在一定程度上影响河势的变化。 长江口河势的大变化以及局部变 化都会对岸滩产生不同

28、程度的影响。 崇明自唐初出露于长江口以 来，历经变迁，至 1681 年（清康熙二十年）始初步奠定轮廓。 近三百年来， 特别是十八世纪中叶以来长江主泓南偏， 崇明岛岸 线南冲北淤，南岸冲蚀后退，北岸淤涨扩展，直至十九世纪末加 固堤防才制止了大规模南坍，而北岸迅速淤涨，近 50 年以来崇 明北沿多次围垦，成陆面积达 50 余万亩。堡镇河段岸滩冲淤变化主要表现在通北港分流通道的上下 移动，导致落潮主流对岸滩顶冲点位置的变化；八十年代初，上 游崇明边滩下移至堡镇岸滩 （即堡镇沙）；后受落潮流顶冲下移， 形成北港中堡镇 奚家港狭长沙脊。近年来，沙头已移至堡镇东 4#丁坝以下，而堡镇河段岸滩呈急剧冲刷、刷

29、深后退趋势。如堡 镇港西离岸 300m 左右滩面高程 1986 1998 年由 1.0m 刷深至 -10.0 -11.0m 左右， 1998 年的 -1.0m 线至 2001 年刷深至 -3.5 -4.5m 左右， -5m 线从离岸 750800m 后退至 200m 左右， 1998 2001 年又后退了 60100m 。堡镇港以东近岸 23km 间河 床， 1989 1994 年呈淤积状态（淤高 69m），19941998 年又 冲刷恢复原状，在近岸 2km 范围内十年普遍冲深 3m 左右，最 大达 4m 。 1998 2001 年近岸边滩又平均刷深 2.0 3.0m 左右。 -10m 线内侵 600 650m ，距岸仅 400 600m ，进入 1998 年至 2001年-10m 线进一步内侵，平均内侵 80120m , 0-5m 滩面 坡度为 1/81/12 ，丁坝坝身及坝头严重损坏。堡镇东 1#4#丁坝 间岸滩后退，东 1#坝2#坝中间局部地区堤脚滩面 2002 年刷至 0.9m 高程左右 , 造成护坡底坎淘空 ,护坡破坏 ,同时丁坝受损，其 动力因子除落潮流顶冲外， 崇明边滩沙头下移， 该河段正处下游 涨潮沟上口， 涨潮流的顶冲也是重要原因之一； 而坝间距过大也 是造成坝田区高滩冲刷内移的重要原因。北港堡镇 奚家港河段为优良的微弯河势， 主槽偏于崇明一 侧，八十