龙口设置条件和设计标准优化

3.2.3.1 龙口设置条件的分析

1）地形地貌及地质

青草沙水库库内水域由青草沙及下游若干沙洲、沙洲与长兴岛之间的涨潮沟、串沟等组成，区域地貌呈“上宽下窄，上滩下槽”的主要滩势特征，见图3-3。青草沙头部0m线以上滩地与中央沙沙滩连成一片，头部外侧位于新桥通道右岸，新桥通道顶冲下移，沙体外沿受冲后退形成陡坎，－10m等高线距0m线最窄为150m左右。青草沙库区尾部的北小泓涨潮动力强劲，－10m深槽在尾部近350m宽，工程区内长约6.8km；－5m槽宽1.2km。由于青草沙向南淤积，沙体至长兴北沿距离减小，“外沙内泓”形势导致青草沙垦区南侧北小泓向窄深型发展，形成深潭。

图3-3 青草沙库区及临近水域水下地形地貌示意图

新建北侧堤坝长18.96km，基本位于高程－2.0～1.5m的中央沙、青草沙临北港侧滩面上。堤身自上游向下游穿越3个小港汊，1＃港汊位于两侧滩面高程为1m以上的沙脊之间，汊道高程为0～1m；2＃和3＃港汊分别位于两侧滩面高程为0m以上的沙脊之间，汊道高程分别为－0.5～0m和0～2m。北侧堤坝位于高程0m以上滩面的坝线共约12km。新建东侧堤坝位于青草沙水库尾部，自起点沿东北小泓北侧水下高程－2～－5m沙体顺势下延约1km后，横向穿越东北小泓高程－5～－10m涨潮沟深泓，至终点与长兴岛现有海塘连接，全长约3.12km。

东侧堤坝龙口坝基上部土层主要为①3-2层和②3层砂质粉土、粉砂层，一般厚度3.2～13.7m。受江水冲刷和淤积作用，①3-1粉性土混（淤泥质）黏性土仅在北小泓深槽内局部分布，①3-2层和②3层土层层面标高、厚度变化均较大，总厚度变化亦较大。各土层多呈松散—稍密状，为中等压缩性。坝基中部土层为厚度较大的④层淤泥质黏土、⑤1-1层黏土和⑤1-2层粉质黏土，其中第④淤泥质黏土，厚度5.2～10.8m，呈流塑状，具有高压缩性，土体强度低，属软弱土，承载力低，也是坝基的主要压缩层，对大坝沉降控制不利。坝基下部土层为以粉性土、粉砂为主的第⑤2层、第⑦层及第⑨层，对沉降控制有利。

工程场地总体上稳定性较好，无滑坡、崩塌等不良地质现象。但浅层砂性土抗冲刷能力差，北堤及东堤外侧受水流冲刷严重，堤线外侧及东堤已形成陡坎须重视。

2）气象水文条件

工程区域位于湿润的亚热带季风气候区，该地区是台风多发区，多集中在7—9月。该水域潮汐属非正规浅海半日潮，潮位每日两涨两落，日潮不等现较为明显。根据工程区附近堡镇站潮位资料分析，主要特征潮位为：平均高潮位3.35m，平均潮位2.12m，平均低潮位0.92m，100年一遇高潮位6.13m，汛期20年一遇高潮位5.68m，非汛期20年一遇高潮位5.04m。

该河段垂线平均流速一般小于1.0m／s，其中大潮垂线平均流速为0.6～1.25m／s、最大流速为1.1～2.12m／s，小潮垂线平均流速小于0.5m／s、最大流速为0.25～1.52m／s；一般落潮垂线平均流速大于涨潮，平均落潮流时大于涨潮流时。

根据水库周边水域的风区长度、水域的水深等基本参数，计算各种风向、风力时的波浪情况。结果表明，NW、ESE及SE等3个方向因风区长度较大，对应风力较小（约为10.0m／s，相当于5～6级），可产生1.0m左右波高（有效波高）的波浪，而根据实测资料统计，出现上述3个方向风力大于5～6级的天数一般为3～4d。而其余各风向则只有在风力大于6～7级以上时才有可能产生1.0m左右的有效波高。(www.xing528.com)

3）施工进度

龙口的设置在进度上必须满足大坝工程总体施工进度的安排。大坝工程总体采用分段、分期施工的方案，在满足工程光电缆段安全、满足渡汛、截流节点的前提下，安排施工作业顺序。截流前一些主要的控制性时间节点（进度要求）如下：2007年10月下旬主体工程开工；2008年3月底，光电缆抬起，东侧堤坝抬至－5m；2008年6月底，工程第一次渡汛，东侧堤坝抬至－3m；2009年1—2月（根据预报潮位确定）龙口截流。

4）筑坝材料

新建大坝工程所需主要材料为石料和砂料。上海地区圈围工程石料主要来自浙江舟山地区等主要的石料供应地，石料供应日趋紧张，须尽早组织；库区可采砂源区砂料埋藏浅，储量大，无用层分布少，开采条件好，库区砂料储量大于3倍设计需要量，能满足大坝用砂要求。

3.2.3.2 龙口设计标准的确定

龙口建设和使用分保护期、抬升收缩期及合龙期3个阶段，不同阶段使用的时间及水文条件都不相同，因此龙口的设计标准应分阶段确定。确定了标准之后还应选择相应重现期且具有一定代表性的潮型，以便设计使用。龙口的设计潮型须结合施工进度计划进行选择。龙口保护期的保护标准暂无相关规程规范明确，参照水利水电工程施工组织设计规范，视龙口保护工程为施工导流临时建筑物，水库工程永久建筑物为1级建筑物，相应临时工程建筑物为4级，重现期标准为10～20年一遇，根据上海圈围工程的特点和经验，龙口保护期在非汛期内，且历时仅为2～3月，取下限10年一遇的最大潮差潮型作为保护标准较为适当。

收缩期历时约一个月左右，根据水利水电工程施工组织设计规范并借鉴部分地方围垦规程，截流潮位潮型标准选取可能截流施工时段10年一遇重现期标准。分析非汛期及期间各月10年一遇的最大潮差潮型，非汛期10年一遇潮型潮差大于各月潮差，在龙口收缩期12月至次年2月各月中，12月份10年一遇潮型潮差最大。故保护期设计潮型选择非汛期10年一遇最大潮差潮型，收缩期设计潮型采用12月份10年一遇最大潮差潮型。

截流期在一个小汛期内一次性完成截流断水，采用计划截流时段预报非汛期连续3个月小潮汛中潮差大的潮型。

根据水文推算，保护期设计潮型最大潮差4.31m，收缩期设计潮型最大潮差3.85m，截流期设计潮型潮差为2.12m。