舟山老塘山港區(qū)2萬噸級碼頭工程潮流數(shù)模及港池泥沙回淤分析

傅杰能，王瓊琳

（浙江東天虹環(huán)保工程有限公司，浙江杭州 310012）

舟山老塘山港區(qū)2萬噸級碼頭工程潮流數(shù)模及港池泥沙回淤分析

傅杰能，王瓊琳

（浙江東天虹環(huán)保工程有限公司，浙江杭州 310012）

通過潮流數(shù)值模擬計算及工程建設(shè)后對港域潮流場的變化，分析了擬實施方案對老塘山港域淤積所產(chǎn)生的影響，為碼頭工程的建設(shè)提供科學依據(jù)。

數(shù)模；潮流；淤積

1 地理位置

舟山老塘山港區(qū)2萬噸級碼頭工程位于舟山市定海區(qū)老塘山港區(qū)，工程位置距離舟山市定海城區(qū)約18 km，西南距寧波北侖港約17 km，距離上海港約128 km，港址地理坐標30°03′N；121°58′E。

2 水文概況

工程點潮汐特征以及設(shè)計水位值采用外釣島短期（2009年6月1日-30日）驗潮資料和定海水文站1978-2008年長期潮位觀測資料統(tǒng)計。

項目前沿漲潮流自東南向西北流，落潮流自西北向東南流，呈現(xiàn)出明顯的沿岸往復流特性。工程海域?qū)俜钦?guī)淺海半日潮流類型，潮流為往復流形式。擬建工程處于舟山本島西側(cè)，深水近岸，潮流在此受地形作用影響明顯。

參照工程附近水域?qū)崪y水文測驗分析結(jié)果，碼頭前沿設(shè)計流速為1.5 m/s左右，流向與等深線一致。

GPS測繪技術(shù)的測繪方式主要分為以偽距定位法、載波相應測量定位法及GPS定位等?，F(xiàn)階段大地型接收裝置的載波相位測量精度不斷增長，為GPS裝置測繪誤差的降低提供了重要技術(shù)支持。

項目所在區(qū)域的潮流類型為正規(guī)半日潮流占絕對優(yōu)勢，實測資料表明本水域潮流流向和流速具有明顯的半日周期變化。

3 建立數(shù)學模型

3.1 控制方程

水果供給一般由果農(nóng)—代辦服務商—批發(fā)商—零售商—消費者多層級流通組成。江城縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以家庭為單位的小規(guī)模分散經(jīng)營模式在水果生產(chǎn)中大量存在，大多數(shù)企業(yè)和果農(nóng)是在本地區(qū)內(nèi)封閉經(jīng)營，不了解國內(nèi)外市場供求變化，還在以生產(chǎn)為中心，水果生產(chǎn)出來之后再尋找銷路，因此，當水果集中上市時果賤傷農(nóng)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，導致了水果價格的大幅度波動。

本項目地處舟山島西側(cè)岸段、岑港以南、老塘山海域，周圍有菰茨航門、西堠門、桃夭門、富翅門、冊子水道等水道眾多，南向毗鄰橫水洋；項目所處海域，水深流急、地形復雜，屬強感潮岸段，大小島嶼較多，有良好的避風避浪條件。計算區(qū)域采用網(wǎng)格實時耦合的方法：耦合計算區(qū)分為大、中、小1、小2四層同步計算的區(qū)域，網(wǎng)格的Y向均為正北向，網(wǎng)格精度分別為180 m、60 m、20 m、6 m，時間步長5 s；四個耦合計算區(qū)分別剖分成384×340的結(jié)構(gòu)化矩形網(wǎng)格，總計網(wǎng)格數(shù)為52 2240個。計算大區(qū)取東西向約121°37′-122° 21′E，南北向約29°52′-30°27′N（圖1和圖2）。

大學生憂郁的笑了，而且，遠遠的另一方，有人注意到了這邊空地上的情形，被這情形引起了好奇興味，第二個人跑來了。

式中：z為水位；h為未擾動水深；h+z為總水深；u、v分別為x,y方向的流速分量；f為科氏系數(shù)；τxb、τyb分別為海底切應力在x向和y向的分量；ρ為海水密度；g為重力加速度；Ax、Ay分別為x向和y向的渦動粘性系數(shù)[1-2]。

3.3.2 潮流驗證

3.2 模型建立和驗證

采用平面二維淺水潮波運動方程和連續(xù)方程：

2013年，水電局在部黨組的正確領(lǐng)導下，認真貫徹落實黨的十八大和十八屆三中全會精神，按照中央加快水利改革發(fā)展決定提出的“大力發(fā)展農(nóng)村水電”，“在保護生態(tài)和農(nóng)民利益前提下，加快水能資源開發(fā)利用”的要求，積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，全力推進民生水電、平安水電、綠色水電、和諧水電建設(shè)，中央投資30.8億元，比2012年增加了108%，協(xié)調(diào)國家農(nóng)發(fā)行出臺了農(nóng)村水電信貸支持政策，全年完成投資240億元，新增裝機200多萬kW，總裝機超過6 800萬kW，年發(fā)電量2 000多億kWh，很好地完成了各項工作任務。

圖1 模擬計算范圍Fig.1 Simulation calculation range

圖2 驗證站位圖Fig.2 Validation of position

3.3 模型驗證

3.3.1 潮位驗證

驗證資料：收集到2009年6月1日-6月30日水文測驗期間獲取的舟山西側(cè)岑港碼頭的臨時潮位站，以及2010年9月6日-9月20日在外釣島的潮位觀測資料，大、小潮期間實測潮位與模擬計算的潮位之間擬合得較好，最高、最低潮位的模擬誤差一般在10 cm以內(nèi)，小潮期間的高低潮位的最大驗證誤差也在10 cm以內(nèi)（圖3和圖4）。

圖3 岑港潮位驗證Fig.3 Sea level validation in Cengang）

圖4 外釣潮位驗證Fig.4 Sea level validation in Waidiao）

楊公子震驚地看著我，不相信這樣的話出自一個丫頭之口。他看著遠方，似乎在思考，而我看著他，忽然明白一個男人最動人的，不是他筆直挺立的鼻子，緊閉的嘴唇，而是他悲憫而清澈的雙眸。我正目不轉(zhuǎn)睛地看著他，他忽然轉(zhuǎn)過頭，問，姑娘家鄉(xiāng)何方？“紹興。”

驗證資料，收集到2009年6月1日-6月30日獲取的6個錨系潮流站的潮流資料作為潮流驗證資料。限于篇幅，本文只給出其中1個站位的大潮、小潮驗證曲線。取整點的潮流資料驗證。流向的驗證。從流向驗證曲線來看，流向驗證誤差一般在5°～15°，個別轉(zhuǎn)流時刻的流向誤差較大，但流向誤差較大的時刻一般流速均較小，因此不影響整體流態(tài)。流場模擬基本能描述該海域整體留流態(tài)特征。流速的驗證。漲、落潮流的主峰擬合得較好，流速變化的趨勢也得到了很好的模擬。漲落急流速誤差絕對值在0.10 m/s左右；除個別點外，其他各驗證點流速相對誤差均控制在10%以內(nèi)（圖5和圖6）。

圖5 5#點大潮流速驗證結(jié)果Fig.5 Spring rate of verification results

圖6 5#點小潮流速驗證結(jié)果Fig.6 Small tidal velocity verification results

總體而言，單站流向和流速的模擬結(jié)果令人滿意，模擬結(jié)果反映了工程區(qū)域的潮流特征，模型可應用于工程后的預測等各項工作。

4 潮流場分析

計算海域內(nèi)單站潮流計算模擬結(jié)果較好，基本上反映了計算海域潮流的實際變化情況。一般情況下，大潮期的流場能體現(xiàn)本海區(qū)通常海況下的動力場，為進一步考察本工程對周圍區(qū)域水動力特性的影響，現(xiàn)分別模擬各區(qū)大潮期間漲急、落急時段潮流矢量分布圖（圖7和圖8）。

圖7 大潮漲急流矢圖Fig.7 Tide to surge flow map

圖8 大潮落急流矢圖Fig.8 The tide ebb flow map

總的來看，基層畜牧獸醫(yī)動物防疫工作存在基層畜牧獸醫(yī)動物防疫體制不健全、畜牧獸醫(yī)防疫觀念滯后、基層畜牧獸醫(yī)動物防疫專業(yè)人才缺乏等一系列問題。因此，需要改進基層畜牧獸醫(yī)動物防疫工作，進而更好地指導獸醫(yī)防疫工作的開展。

泥沙方面，本海區(qū)泥沙來源絕大部分是長江入海泥沙隨浙閩沿岸流南下時通過周邊水道進入的細顆粒懸浮泥沙。由于舟山群島諸島植被覆蓋良好，由風化造成的細顆粒泥沙極少。本區(qū)各層含沙量分布較為均勻。泥沙表層沉積物的中值粒徑為12.41 mm。平均含沙量：測區(qū)水域含沙量較高，全潮平均含沙量為0.572 8 kg/m3。

工程區(qū)位于舟山島西岸岑港港區(qū)南口，以西向外釣島為屏障，北靠岑港港區(qū)、南向為冊子水道開闊海域。影響本區(qū)域的潮波為太平洋半日潮傳播進入浙江東南部沿海后形成的復合潮波，受狹道地形制約，工程所在海區(qū)的漲落潮流基本上呈往復流特性運動，不存在大范圍的環(huán)流或者旋轉(zhuǎn)流。

本項目建成前后附近海區(qū)大潮漲急、落急流矢圖可知，碼頭平臺依水道主槽而建，基本平行于漲落潮流方向，工程建成后對港域潮流場的流態(tài)總的變化不大，由于碼頭樁基的阻流作用造成碼頭平臺軸線方向流速有一定程度減小。

小潮期的潮流正壓力作用減弱，潮流場受溫鹽效應等斜壓力作用以及風應力的作用更為明顯。大潮期正壓力作用增強，除非遇到強風應力作用，流場才會受到較大的影響。項目前沿漲潮流自東南向西北流，落潮流自西北向東南流，呈現(xiàn)出明顯的沿岸往復流特性。

計算域內(nèi)流場模擬計算結(jié)果基本反映了該海域潮流和潮波的實際變化，模型可用于工程后的泥沙沖淤計算。

演唱民族聲樂作品時，除了關(guān)注發(fā)聲技巧之外，更應注重情感表現(xiàn)。即使是同一部作品，聲音不同，作品韻意也存在差別。故而，民族聲樂演唱過程中，要充分發(fā)揮“情”的作用，無論是發(fā)聲、還是歌詞把握，都要突出“情”這一字，從而使作品情感傳達更加準確。演唱者可依據(jù)聲樂作品背景及情感氛圍，選擇與之相匹配的音色。當然，該過程中，聲音也很關(guān)鍵。民族聲樂演唱者要注重基本功練習，靈活把握歌唱技巧，通過聲樂作品本身，將真摯的情感表達出來。聲樂演唱者要善于借鑒優(yōu)秀的作品，并將其應用到自身實踐中，情感和技巧兼?zhèn)洹?/p>

項目所在區(qū)域的潮汐性質(zhì)屬正規(guī)半日潮海區(qū)，在一天之中有兩個高潮和兩個低潮，且高低潮潮位高度接近，漲憩和落憩歷時較短，漲落潮歷時也相差不大。

5 工程實施后沖於影響分析

5.1 水文動力

漲潮流由東南向西北經(jīng)螺頭水道進入橫頭洋，在金塘島東南分成南北兩支，南支沿金塘水道向西推進，北支沿冊子水道西北向穿過西堠門、桃夭門、富翅門三水道匯入杭州灣，影響工程區(qū)前沿的主要是冊子水道來的沿岸漲潮流。落潮流的流路大致相似于漲潮流，受地形影響本海域南向多開闊海域、北向多島嶼遮蔽水道狹窄，工程區(qū)的落潮流為菰茨航門和富翅門沿岸落潮流的一支，明顯弱于漲潮時。綜合圖7和圖8可知，工程區(qū)海域的潮動力環(huán)境漲潮時主要受控于冊子水道的漲潮流、落潮時受控于菰茨航門和富翅門水道的落潮流。工程區(qū)受外釣、中釣、里釣等島嶼阻隔，漲落潮流流速明顯小于水道主槽，前沿潮流流路基本平行于岸線走向。

工程后，碼頭平臺處及碼頭平臺軸線方向北向400 m內(nèi)平均流速減小最大，大潮全潮平均流速減小0.04～0.15 m/s，流速減幅5%～18%；碼頭前沿30 m外平均流速略有增加，大潮全潮平均流速增大0.02～0.04 m/s，流速增幅2%～7%；水道內(nèi)流速也略有變化，平均變化基本小于0.03 m/s。計算區(qū)域內(nèi)其余海域工程前后大潮平均流速變化不明顯?？傮w而言，根據(jù)計算結(jié)果由于碼頭群樁的阻流作用，使得通過的潮流流速減小，碼頭沿線形成了比較明顯的流速減小區(qū)，且減小區(qū)由碼頭平臺向北延伸超400 m，符合工程海區(qū)漲潮流強于落潮流的潮流特征。

5.2 工程后最終的泥沙沖淤強度分布

如果在對船舶進行制造的過程中，焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題的話不僅會使制造的成本增加，還極有可能在后期花費大量的資金來進行修復，甚至于可能使船舶的航行遇到一定的安全隱患。而如果是貨船發(fā)生問題的話極有可能使人們的生命安全與商人的財產(chǎn)安全受到嚴重的威脅。基于此就需要對焊接生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量進行一定的改進，而這對于保障社會的和諧發(fā)展也有著極為重要的積極。

本研究的優(yōu)勢：(1)不同廠家CT機的肝臟灌注參數(shù)存在差異[6-7]，且不同的灌注軟件及灌注模型獲得的肝臟灌注參數(shù)值一致性較低[8-9]，不適用于進行CT灌注隨訪觀察。而本研究的兩臺CT機均為東芝公司的320排螺旋CT機，第2代320排螺旋CT機僅在第1代CT機的軟硬件配置上進行了升級，而數(shù)據(jù)采集方案、灌注值測量工作站均一致。(2)由于不同肝占位性病變的CT灌注值差異較大，難以相互比較，而正常肝實質(zhì)的灌注情況變化較小，故本研究在正常肝實質(zhì)區(qū)域選取ROI；同時，為了使測量數(shù)值準確反映全肝灌注情況，選擇測量橫斷位、冠狀位和矢狀位三方位的灌注參數(shù)值，并取平均值，從而能減小測量誤差。

工程后碼頭平臺延伸至碼頭平臺軸線方向形成明顯淤積區(qū)，碼頭平臺處年淤積強度為0.2～0.32 m/a，最終淤積0.8～1.2 m。碼頭平臺以北200 m內(nèi)年淤積強度為0.16～0.32 m/a，最終淤積0.6～1.2 m；200～400 m范圍年淤積強度為0.08～0.2 m/a，最終淤積0.3～0.8 m；400～600 m范圍年淤積強度為0.02～0.1 m/a，最終淤積0.08～0.4 m；600 m外年淤積強度小于0.02 m/a。碼頭平臺以南100 m內(nèi)年淤積強度為0.12～0.24 m/a，最終淤積0.5～1 m；100～300 m范圍年淤積強度為0.02～0.12 m/a，最終淤積0.08～0.5 m；300～900 m近岸略偏淤，年淤積強度為0.02～0.04 m/a，最終淤積0.08～0.16 m；900 m外年淤積強度小于0.02 m/a。碼頭平臺西北向前沿70 m外至水道中央略偏沖，年沖刷強度0.02～0.08 m/a，最終沖刷0.08～0.32 m；外釣島東岸也略有沖刷，年沖刷強度0.02～0.04 m/a，最終沖刷0.08～0.16 m。另外水道北口、外釣島北側(cè)等處亦有小范圍的沖淤變化，年沖、淤強度基本小于0.03 m/a。計算區(qū)域內(nèi)的其余海域沖淤基本平衡。總體而言，根據(jù)計算結(jié)果由于碼頭群樁的阻流作用，使得碼頭沿線形成了比較明顯的淤積區(qū)（圖9和圖10）。

圖9 工程建成后一個潮周流速變化率(%)Fig.9 Rate of a tidal week velocity change after completion of the project

圖10 工程最終沖淤強度(m)Fig.10 Intensity of scouring and silting in the final project

6 結(jié)論

通過工程后港址附近海區(qū)潮流場數(shù)值模擬、泥沙沖淤影響模擬表明：

（1）工程后，碼頭平臺處及碼頭平臺軸線方向北向600 m內(nèi)大潮全潮平均流速減小0.04～0.15 m/s，流速減幅10%～30%；南向300 m內(nèi)平均流速減小0.02～0.06 m/s，流速減幅5%～15%。碼頭前沿西北向70m外至水道中央平均流速略有增加，大潮全潮平均流速增大0.02～0.04 m/s，流速增幅2%～7%。計算區(qū)域內(nèi)其余海域工程前后大潮平均流速變化不明顯?？傮w而言，根據(jù)計算結(jié)果由于碼頭群樁的阻流作用，使得通過的潮流流速減小，碼頭沿線形成了比較明顯的流速減小區(qū)，且減小區(qū)由碼頭平臺向北延伸600 m，向南延伸300 m，符合工程海區(qū)漲潮流強于落潮流的潮流特征。

（2）工程后碼頭平臺延伸至碼頭平臺軸線方向形成明顯淤積區(qū)，碼頭平臺處年淤積強度為0.2～0.32 m/a，最終淤積0.8～1.2 m。計算區(qū)域內(nèi)的其余海域沖淤基本平衡。總體而言，根據(jù)計算結(jié)果由于碼頭群樁的阻流作用，使得碼頭沿線形成了比較明顯的淤積區(qū)。

（3）工程后達到?jīng)_淤平衡的時間為3～4 a。

[1]竇國仁.潮汐水流中懸沙運動及沖淤計算[J].水利學報,1963(4):13-23.

[2]陳耕心.舟山港域流場特征:寧波舟山深水港域自然環(huán)境與建港條件分析[M].北京:海洋出版社,1991.

[3]杭州國海海洋工程勘測設(shè)計研究院.舟山外釣島光匯油品碼頭工程潮流、沖淤數(shù)學模型試驗報告[R].2010.

The Analysis of Tide Mathematical Model and Sediment Siltation on Twenty-thousand-ton Level's Wharf Engineering at Laotangshan Port in Zhoushan

BO Jie-neng,WANG Qiong-lin
(Zhejiang Dong Tianhong Environmental Project Co.LTD,Hangzhou 310012,China)

Through the calculation in the tidal simulated data and the variation of tidal current at Lao Tangshan port after the construction,this paper analysed the effects of the sedimentation at Lao Tangshan port made by the simulated scheme and provided the scientific basis for the construction of the wahrf engineering.

numerical-model;tide;sedimentation

TV148+.6

A

1008－830X(2014)04－0342－05

2014-01-16

傅杰能（1980-），男，浙江蕭山人，研究方向：環(huán)境影響評價.