頭門(mén)港區(qū)泥沙沖淤分析及對(duì)策

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1、頭門(mén)港區(qū)泥沙沖淤分析及對(duì)策（河海大學(xué)港航學(xué)院，210009）【摘要】頭門(mén)港區(qū)淤泥質(zhì)基礎(chǔ)，泥沙運(yùn)動(dòng)比較劇烈，極易引發(fā)港池航道的驟淤，將嚴(yán)重影響工程建設(shè)和運(yùn)行時(shí)期的安全，因此，臺(tái)州港頭門(mén)港區(qū)規(guī)劃時(shí)對(duì)其的泥沙沖淤進(jìn)行分析和研究。木文在分析頭門(mén)港區(qū)附近的海岸演變、泥沙運(yùn)動(dòng)及港池、航道的泥沙淤積機(jī)理等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)頭門(mén)港IX泥沙運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)風(fēng)暴潮時(shí)期的港U航道泥沙驟於問(wèn)題進(jìn)行探索。為解決減小港池、航道的泥沙淤積，提出合理的工程平面布置和固沙工程措施建議，以此提高港池、航道泥沙的減淤效果?！娟P(guān)鍵詞】淤泥質(zhì)基礎(chǔ)港區(qū)；港池航道；減淤方

2、法淤泥質(zhì)地基海岸附近的泥沙活躍性較強(qiáng)，受到波浪和潮流等諸多海詳動(dòng)力影響，泥沙的起動(dòng)及沉積比較頻繁，泥沙運(yùn)移的頻率也較高，極易造成淤泥質(zhì)地基港UI航道泥沙淤積。淤泥質(zhì)地基海岸外航道受到風(fēng)暴潮的影響，也會(huì)出現(xiàn)驟淤，給港口開(kāi)發(fā)帶來(lái)巨大沖擊。同時(shí)泥沙運(yùn)動(dòng)涉及的知識(shí)面較廣，如涉及到地質(zhì)學(xué)、水力學(xué)、泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)等，對(duì)頭門(mén)港的泥沙運(yùn)移進(jìn)行分析，能了解該港區(qū)泥沙淤積的主要原因，從而提出有效的減淤方法和措施，促進(jìn)頭門(mén)港區(qū)的港U開(kāi)發(fā)和當(dāng)?shù)嘏R港經(jīng)濟(jì)發(fā)展。一、頭門(mén)港區(qū)泥沙淤積的機(jī)理特征1、頭門(mén)港概況。頭門(mén)港位于臺(tái)州灣北側(cè)，頭門(mén)島南側(cè)碼頭區(qū)前

3、沿自然水深8?10m,水深條件良好，是一座近海島港，距大陸10公里，通過(guò)跨海大橋與大陸相連。頭門(mén)港區(qū)是臺(tái)州港中心港區(qū)，是地區(qū)綜合性樞紐港，為臺(tái)州市及周邊腹地內(nèi)外貿(mào)運(yùn)輸服務(wù)，港區(qū)圍涂空間巨大，臨港型工業(yè)開(kāi)發(fā)條件得天獨(dú)厚。頭門(mén)港第一座2萬(wàn)噸級(jí)通用散雜貨泊位，水工結(jié)構(gòu)按靠泊5萬(wàn)噸級(jí)船設(shè)計(jì)，于2014年12月底建成并投入運(yùn)營(yíng)。2009年，臨海市委托交通部規(guī)劃研宄院進(jìn)行頭門(mén)港區(qū)總體規(guī)劃研究，釆用“淺水深用”的規(guī)劃理念進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)劃岸線(xiàn)28公里84個(gè)萬(wàn)噸級(jí)泊位，最大可建20萬(wàn)噸級(jí)泊位。2、頭門(mén)港區(qū)水沙運(yùn)動(dòng)特征。港區(qū)水流動(dòng)力以潮流

4、為主，漲、落急流速一般介于0.60?l.Om/s之間。近岸潮動(dòng)力偏弱，頭門(mén)島北側(cè)潮動(dòng)力強(qiáng)于南側(cè)。河道內(nèi)以往復(fù)流為主，受島嶼約束的潮流通道內(nèi)呈現(xiàn)較明顯的往復(fù)流特征，不受臺(tái)州列島掩護(hù)的開(kāi)敞水域旋轉(zhuǎn)性趨強(qiáng)，北側(cè)潮流旋轉(zhuǎn)性強(qiáng)于南側(cè)。頭門(mén)島及蘇附近海域，漲潮水流從外海經(jīng)黃瑯^—江山島、一江山島?頭門(mén)島、東磯列島間和貓頭洋海域自東偏南向西北向運(yùn)動(dòng)，分別進(jìn)入河口水域、頭門(mén)島淺灘和三門(mén)灣南側(cè)淺灘，頭門(mén)島?白沙之間奮少部分水體流向北側(cè)淺灘納潮區(qū)；落潮吋沿相反運(yùn)動(dòng)進(jìn)入東海。頭門(mén)港區(qū)附近海域含沙量平面分布規(guī)律為河口、河口淺灘、邊灘水域、外

5、海域依次減小。河UI區(qū)垂線(xiàn)平均含沙量達(dá)10kg/m3,外海域含沙量約0.2kg/m3。頭門(mén)島前沿水域含沙量較小，其中北側(cè)水域含沙量稍大，邊灘水域局部區(qū)域泥沙搬運(yùn)能力較強(qiáng)。大風(fēng)天后含沙量增加1倍左右。含沙量在潮次序列間的變化顯著,大潮含沙量最高、中潮次之，小潮最低。漲潮期含沙量一般略高于落潮期含沙量。3、天科所和南科院淤?gòu)?qiáng)預(yù)測(cè)與驟淤機(jī)理。2009年，臨海市委托天科所和南科院進(jìn)行了《臺(tái)州港臨海港區(qū)波浪潮流共同作用下泥沙數(shù)學(xué)模型研究》平行論證，南科院認(rèn)為：規(guī)劃實(shí)施后，碼頭運(yùn)營(yíng)初期，南港區(qū)（港池和航道）回淤總量約為1000-

6、1500萬(wàn)m3,北港區(qū)冋淤總量約330-590萬(wàn)m3，南港區(qū)冋淤總量是北港區(qū)的2.5-3倍。天科所認(rèn)為：規(guī)劃實(shí)施后，碼頭運(yùn)營(yíng)初期，南港區(qū)（港池和航道）回淤總量約為350-390萬(wàn)m3，北港區(qū)回淤總量約250-420萬(wàn)m3，南港區(qū)冋淤總量是北港區(qū)的1.2-1.5倍。頭門(mén)港區(qū)的泥沙淤積來(lái)源于兩個(gè)：一是在平吋的漲落潮流作用下，泥沙在臺(tái)州灣近海灘往復(fù)搬運(yùn)，此種泥沙又叫做搬運(yùn)泥沙;二是臺(tái)風(fēng)洪水吋將椒靈江上游的泥沙挾帶而至，可稱(chēng)外來(lái)泥沙。港池、航道驟淤泥沙來(lái)源于此二種。頭門(mén)港區(qū)近20年的8米到10米等深線(xiàn)變化不大，在沒(méi)有外界作用

7、下，海床基本穩(wěn)定。然開(kāi)挖后的港池和航道會(huì)不會(huì)驟淤是關(guān)系到頭門(mén)港區(qū)能否建港的關(guān)鍵所在。天科所通過(guò)對(duì)港區(qū)海域驟淤采用50年一遇E向波浪為條件進(jìn)行分析，分析認(rèn)為：港池航道24小吋驟淤厚度小于6.0cm,海域港池航道發(fā)生驟淤的可能性不大。二、頭門(mén)港區(qū)工程減淤的方法1、取消南側(cè)挖入式港池、在連島大堤上開(kāi)不小于2公里的口子。在《頭門(mén)作業(yè)區(qū)總體規(guī)劃》編制吋，為確保港口安全運(yùn)行，減少港池和航道的淤積，臨海市委托天科所和南科院進(jìn)行了《臺(tái)州港臨海港區(qū)波浪潮流共冋作用下泥沙數(shù)學(xué)模型研究》平行論證。天科所認(rèn)為南側(cè)港區(qū)連島大堤和南側(cè)的挖入式港

8、池是合理的，不會(huì)造成淤積。而南科院則認(rèn)為南側(cè)挖入式港池和連島大堤改變了該海域潮流方向和動(dòng)力，港池將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重淤積，為了減少南側(cè)碼頭區(qū)冋淤量，建議取消南側(cè)港區(qū)原規(guī)劃挖入式港池方案。連島人堤將全封堵潮汐通道，將引起海域較人范圍潮動(dòng)力冇不同程度的調(diào)整，考慮到椒江U屬?gòu)?qiáng)潮河U、泥沙活動(dòng)性強(qiáng)，因潮動(dòng)力調(diào)整引發(fā)的床面演變預(yù)測(cè)難度較大，盡量保留部分潮汐通道（