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1、1、概述上海港杭州湾港区金山中作业区位于杭州湾北岸，大小金山岛附近，西侧位于龙泉港出海闸以西3.0 km，规划岸线总长9.0km。受XXX委托，XXX承担上海港杭州湾港区金山中作业区控制性详细规划编制工作，XXX承担专题研究，通过对工程区附近海域的水文、泥沙、岸滩稳定性分析和潮流、泥沙、波浪数值计算，为上海港杭州湾港区金山中作业区控制性详细规划提供科学依据。图1.1 上海港杭州湾港区金山中作业区地理位置2、海岸动力地貌特性2.1 自然地理杭州湾位于我国沿海中部，长江三角洲南翼，是一个漏斗状的强潮海湾，以潮大流急含沙量高而闻名。杭州湾为钱塘江河口外海湾，上起澉浦，下至南汇镇海断面，湾顶连接钱塘江
2、口，湾口与长江相邻，并经东部嵊泗、大衢、长涂、岱山以及舟山诸岛之间的水道沟通中国东海，海湾南岸在浙江省境内，北岸基本位于上海市南汇、奉贤、金山区境内，从西端金丝娘桥至长江口外南汇嘴，纵向距离约90km,面积约5000km2，湾口宽约100km，由于南侧围填，湾顶澉浦断面宽度现只有18km，位于上海市境内的岸线总长约68km，是上海市最南部的临海岸线。杭州湾西部和东部分别建有两座著名的跨海大桥：杭州湾大桥和东海大桥。杭州湾北岸整体呈近NE-SW 走向, 但自湾口向内, 整个岸线可以分为三处弧形凹入式岸段，分别为芦潮港金山卫岸段、金山卫乍浦岸段、乍浦澉浦岸段，金山中作业区岸段位于杭州湾北岸靠近湾口
3、凹入岸段的西端，该岸段是目前上海化学工业区的核心利用岸段。规划港区西侧为金山车客渡码头，漕泾电厂码头位于港区内，东侧紧邻化工码头和孚宝码头。图2.1 杭州湾地势（理论基面）近年来，杭州湾北岸南汇临港新城工业区、漕泾化学工业区等的开发建设，南汇嘴、漕泾、柘林地区的围垦促淤工程，多个大中型码头已经建成并逐渐形成一定规模的港区，随着岸线资源的陆续开发，杭州湾北岸岸线、水流泥沙条件和水下地形均发生了一定程度的变化。杭州湾底部地势总体平坦，湾内大多为淤泥质岸滩，水深一般在-8-10m之间。杭州湾北岸沿岸水深线的平面分布基本上与岸线平行,岸滩断面地形分带明显,由潮间带滩地、水下斜坡和海床三部分组成,即0m
4、线以上为潮间带滩涂,0 -8m为水下斜坡, -8m以下为杭州湾底部海床。近几十年来随着海岸带开发利用，海堤愈益接近低潮位，堤外仅有较窄的中、低潮滩，近岸水下斜坡(0m-8m 等深线)由平缓逐步变陡。2.2 杭州湾地貌结构1819杭州湾整体呈喇叭口状，湾口经舟山群岛间的潮汐通道与东海相连，湾顶与钱塘江口的弯曲河道相接。根据水下岸滩地貌类型特点，杭州湾分为三个不同的区域，每个区域都有不同的地貌特点（见图2.2）。澉浦西三杭州湾大桥以西，为地形普遍高于-5m的沙坎区；沙坎区外至金山王盘山七姐妹一线，高程为-12-7m、高差大于3m、条状潮流脊和冲刷槽（带）相间分布的潮流槽脊区；东侧是地形高程-8-9
5、m、平坦的湾口浅滩堆积区。另外杭州湾口通过若干潮流通道与外海相连。（1）沙坎区沙坎是钱塘江河口的一个特殊隆起区。该区地形自乍浦起开始抬高，在盐官至仓前一带达到高点，接着再向上游延伸至闻家堰一带。沙坎区有现代河槽和浅滩次级地貌单元。河槽底床高程-7-2m，床面发育大型沙波。河槽床面的另一种底部形态是沟垄相间的冲刷地形，沟深0.51.5m，宽530m不等，垄宽70150m，心滩的标高一般在0m之下，滩顶比较平缓，菱形大波痕是主要的底部形态。北滩处于淤涨阶段，南滩处于冲刷状态。（2）潮流槽脊区潮流槽脊区位于杭州湾喇叭口地形转弯和束窄部，沉积物粗化，地势起伏增大，水深一般-12-7m，冲刷槽最深可达5
6、0m以上，潮流冲刷槽紧靠北岸。规划杭州湾港区金山作业区位于该区东部边缘，西临湾口浅滩堆积区。图2.2 杭州湾地貌类型与分区图乍浦至庵东断面是潮流脊和冲刷槽密度最大区域。断面北部为“狭窄潮滩涨潮流冲刷槽落潮流脊”地貌组合。涨潮流冲刷槽从东侧尖角岸线，向西逐渐尖灭、落潮流沙脊从西侧尖角岸段外的小岛向东延伸。断面中部为王盘山潮流脊群脊南北两个冲刷带，北冲刷带起伏较大，南冲刷带比较和缓。王盘山潮流脊群东支的高点在王盘诸岛的东南，向落潮流方向延伸；西支的高点在王盘诸岛的西侧，向涨潮流方向延伸，是潮流脊群的主支。王盘山潮流脊群的东南延伸方向上发育有另一相似的潮流脊群七姐妹潮流脊群。断面南部是宽达11km、
7、呈不对称舌状的三北浅滩，浅滩西半部以大型游荡潮沟系统为特征，东半部是平坦的粉砂滩。金山三岛附近受岸线和岛屿地形影响，形成狭长的深度大于15m的冲刷槽，习惯上称为“金山深槽”。金山深槽位于工程区附近海域西部，东起大、小金山东缘，向西延伸到金山石化码头附近，研究海域深槽宽度在1.8km3.6km之间，平均水深约25m，最大水深达58.2m。深槽内还发育有数个深潭，分布在金山深槽内和大金山和浮山之间。深槽两侧边坡不对称，北侧水下斜坡的坡度较大为1020，南侧边坡较为平缓，外侧海床水深1014m，组成物质为泥质粉砂、砂质粉砂。（3）湾口浅滩堆积区分布于杭州湾口北部和中部，中心位置位于滩浒山、大小白山一
8、带，面积约2000km2，地势平坦，水深一般均在-8-9m。沉积物一般以粘土质粉砂为主，中心部分泥含量超过40，边缘约30。地形、地层延续关系和沉积相属于长江三角洲前缘相沉积，近代研究结果均显示，该区物质主要来源于长江口。（4）湾口潮流通道杭州湾口经若干潮流通道与外海连通，各潮汐通道的形态差别较大，北口门以平缓堆积区和长江水下三角洲的逐渐过渡为特征，南侧舟山、岱山、金塘诸大岛间形成峡谷型潮汐通道、中部岱衡洋、黄泽洋等潮汐通道主体则呈略下凹的洼地。峡谷型潮汐通道在构造断裂基础上发育了深槽、边滩、潮流脊等潮汐通道特征地貌。其中，由金塘、册子、螺头诸水道串联成的复式潮汐通道长60km，宽约5km，经
9、十余个口门沟通杭州湾和东海内陆架。深槽最大水深为120m，实测最大流速为3m/s，底质以基岩和沙砾堆积为主，潮流脊出现在通道出口和交汇处，由细砂或中细砂构成。2.3 沉积特性1819杭州湾主要底质类型有7种，分别为中细砂、细砂、粉砂质细砂、细砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂和粘土粉砂砂，在乍浦一带基岩岸线见有砾石和砾砂沉积，在某些侵蚀型岸滩出露的粉砂质粘土沉积，见图2.3。GS砾砂 S砂 FS细砂 TFS粉砂质细砂 FST细砂质粉砂YTS粘土质粉砂砂 T粉砂 YT粘土质粉砂图2.3 杭州湾表层沉积物类型分布粘土质粉砂是湾内主要的细粒沉积物，分布面积最广，包括金塘山金山连线以东的湾口浅滩，与长江口同类
10、沉积物连成一片，杭州湾南岸至镇海的淤泥质潮滩及其潮下带也有分布。粉砂是乍浦庵东以西湾顶河口沙坎区的特征类型，占全区的90%以上，粉砂在潮流槽脊区呈带状分布，北区沿北向东与粘土质粉砂类型过渡，南区沿南冲刷带与三北浅滩向东延伸。细砂质粉砂主要分布于潮流沙脊系南北冲刷带的北侧边缘，多见于细砂与粉砂类型的过渡带与两粉砂带之间。粘土粉砂砂是粘土质粉砂与砂两类沉积物的过渡类型，常出现于岛屿流影区，在金山嘴南汇嘴潮滩前缘也出现。细砂与粉砂质细砂、中细砂等分布较少，不足10%，主要分布在高潮位附近海滩和滩脊、潮流沙脊、潮流冲刷槽或潮汐通道的口门和底部和沙垄带的底部。杭州湾底床不同地貌分区的表层沉积物表现出相应
11、的区域变化：沙坎区以细粉砂为主，潮流槽脊区以粗粉砂和细沙为主，湾口堆积区以粘土质粉砂为主，从河口至湾口，形成“中粗细”的粒度变化规律，体现于地形和沉积特征上的杭州湾地貌结构具有明显的区域变化。图2.4 杭州湾表层沉积物中值粒径分布图2.4为杭州湾表层沉积物中值粒径分布，也存在明显的区域差异。湾口浅滩粘土质粉砂沉积区粘土含量3050，砂含量小于1，中值粒径0.020.004mm，离差1.12.1，偏态-0.11.3。其中心地带沿大戟山大小白山方向由长江口向西南深入后，又向东南折向册子水道一带。河口沙坎的粉砂沉积区中，泥含量小于1，砂含量小于10，中值粒径0.0160.1mm，离差01.5，偏态-
12、0.70.7。其中90以上的采样点中值粒径集中于0.0320.063mm，离差0.5，偏态-0.10.1。分选极好的粉砂沉积集中分布于河口沙坎的水域部分，河槽中的沉积物相对粗化，潮滩上沉积物相对细化。介于河口沙坎和湾口浅滩之间的潮流槽脊系，沉积物分布出现明显的局部分选，泥含量波动于040，砂含量变化于090，沉积物相对较粗但类型多变。潮流沙脊沉积物较粗，七姊八妹潮流沙脊群以中径0.0770.117mm，离差0.10.9，偏态-0.10.3的细沙为主；王盘山潮流沙脊群中径0.0290.038mm，离差0.4，零偏态；北部两个近岸潮流沙脊也有中径0.1250.144mm的细砂。细砂级沉积的富集还出
13、现在北岸潮流冲刷槽和沟垄地貌分布带的侵蚀沟槽。偏细的沉积区域出现在南北冲刷带和三北浅滩。前者中径0.022mm，离差0.5，偏态-0.10.3，以粉砂沉积为主；后者中径0.021mm，离差0.4，零偏态，粒级结构参数介于河口沙坎粉砂沉积区和湾口浅谈粘土质粉砂沉积之间，属于过渡类型。潮流槽脊系是杭州湾沉积物分布的特殊区域，既存在着细粒沉积物的正常分选过渡，也存在着细砂沉积物的局部富集。在暴风浪和风暴期间，常态的沉积分异往往被改造、破坏，局部或全部被风暴沉积所取代。根据杭州湾北岸潮滩风暴过程的沉积调整观测，风暴沉积物的结构具有下列明显调整：平均粒径粗化，分选性增强，潮间带内粒度参数差距缩小。 杭州
14、湾浅地层沉积物从上而下可分为四层：第一层为细砂、粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土，具有西粗东细特点，层厚度一般45m，上细下粗，底部有砂层。层厚自西向东由薄到厚，冲刷带附近层厚2.53m。南汇嘴附近6m，大小洋山附近局部8m，局部地段侵蚀缺失。该层以水平层理为主，浅滩与潮流脊处随地表坡度形成倾斜。第二层为细砂、粉砂质粘土，底部夹粉砂和中细砂层，厚度变化大，西侧24m，层理较乱，底界面不明显，东侧23m，大部呈水平层理。第三层西侧为细砂，底部含贝壳中粗砂，向东逐渐转为互层发育的粉砂质粘土，局部有中细砂和粉砂夹层，厚度变化自几十厘米至5米，底层界面凹凸不平，侵蚀面发育，钻孔取样发现贝壳、粗砂中含较多有
15、孔虫，属全新世海侵初期沉积。第四层为粉砂质粘土，含粘土粉砂互层，水平层理，顶板为海侵初期侵蚀面。侵蚀面以上的第一、第二和第三层属全新世沉积，总厚度在1020m之间。3、水文泥沙动力条件分析本海域属于北亚中纬度湿润的亚热带季风气候区，四季分明，春季温暖湿润、夏季炎热多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷少雨雪；夏季东南风为主，炎热湿润；冬季西北风为主，寒冷干燥。3.1 气温据金山区气象台19702006年的气象资料统计：历年平均气温：15.8 历年极端最高气温：38.1 历年极端最低气温：-10.8 3.2 降水多年平均降雨量为1140.6mm。3.3 雾多年平均雾日数为44.1天/年。3.4 风况根据金山嘴测风站19601979年二十年资料统计分析，本区风况具有以下特点 26（见表3.1）：（1）常风向ESESSE，占31%；其次为NWNNW向，占20%（2）风向随季节变化显著，春、夏季盛行ESESSE向风，尤以SSE向最多，秋冬季盛行NWN向风，其中秋季以NNW向最多，冬季NW向风最多（3）常年风力一般在34级以下，全年大于或等于6级大风的日数约71天，其中以ESESSE向最多，其次为NWNNW向。本区最大风速22m/s，风向为SSE。表3.1-1 金山嘴1960-1979
