寧德港三都澳港區(qū)深水航道一期工程航道選線研究

張 麗

（交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所 工程泥沙交通行業(yè)重點實驗室，天津300456）

三都澳是福建省的重要海灣之一，恰居中國南北海岸線中點，緊靠太平洋航線，且擁有良好的深水條件和容量規(guī)模，是未來國際中轉(zhuǎn)大港的理想港址?！秾幍赂劭傮w規(guī)劃》規(guī)劃三都澳港區(qū)包括城澳、漳灣、白馬和溪南4 個作業(yè)區(qū)，共規(guī)劃建設(shè)泊位87 個，其中深水泊位76 個，規(guī)劃泊位預(yù)計年貨物通過能力為28 900 萬t，為此作為港區(qū)發(fā)展配套的航道工程開發(fā)建設(shè)顯得尤為必要和迫切［1］。三都澳海域航道自然水深條件優(yōu)越，外海水清沙少、深水航道基本不淤，具備建設(shè)深水航道的自然條件［2-6］。

1 三都澳港區(qū)海洋動力條件及泥沙環(huán)境分析

1.1 風(fēng)況

根據(jù)三都澳氣象站1963～1983 年的實測資料統(tǒng)計分析：

本海域常風(fēng)向SE，出現(xiàn)頻率18%，強風(fēng)向NW，多年平均風(fēng)速1.4 m/s，最大風(fēng)速28 m/s，極大風(fēng)速40 m/s，全年8 級風(fēng)及8 級風(fēng)以上日數(shù)為5.7 d，年平均大風(fēng)日數(shù)為32.35 d。

三都澳為臺風(fēng)（或熱帶風(fēng)暴）影響次數(shù)較多的地區(qū)，每年臺風(fēng)侵襲平均3～4 次，多發(fā)生于每年的7～9 月份，臺風(fēng)路經(jīng)本區(qū)時，可出現(xiàn)短時大風(fēng)。本地區(qū)平均每年臺風(fēng)（或熱帶風(fēng)暴）登陸影響次數(shù)為5.5 次。強熱帶風(fēng)暴為本地區(qū)主要災(zāi)害性天氣。

1.2 波浪

三都澳屬半封閉海灣，灣口口門水域?qū)挾葍H為3 km 左右，口門偏SE 向開敞，灣內(nèi)大小島嶼星羅棋布，四周陸域均為海拔300 m 以上的山脈所環(huán)抱，加之海灣灣口狹長，外海波浪難以通過寬僅3 km，長達9 km的口門直接傳入灣內(nèi)，是天然避風(fēng)良港。

本海域常浪向E，頻率21%，次常浪向ENE，頻率12%。強浪向E，最大波高0.8 m，次強浪向ENE，最大波高0.7 m。平均波高0.1 m，最大平均波高0.2 m。靜浪頻率17%。據(jù)象龜避站1 a 實測資料統(tǒng)計顯示灣內(nèi)最大波高僅為0.8 m。外海波浪無法抵達三都島一帶，灣頂附近海域更不會受到外海波浪影響。

1.3 潮汐

三都澳港區(qū)潮汐性質(zhì)屬正規(guī)半日潮，每天兩漲兩落。平均潮差5.35 m，最大潮差8.38 m。本文航道設(shè)計取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

1.4 潮流

三都澳屬強潮海區(qū)，潮差大，潮流急。由于本海區(qū)地形復(fù)雜，島嶼星羅棋布，水域多呈水道形式，潮流呈往復(fù)流，潮流流向與深槽走向基本一致，各站點海流基本呈往復(fù)流形式，流向基本與岸線平行。漲潮時流向三都澳內(nèi)，落潮時流出灣外，一般落潮流速大于漲潮流速。

1.5 泥沙來源分析

三都澳泥沙來源主要有：陸地來沙、海岸侵蝕來沙、河流來沙。

三都澳大部分區(qū)域山體陡峭，但在雨流、片流侵蝕下，能把本海區(qū)周圍山體的疏松風(fēng)化、殘積物質(zhì)帶入海灣。但此種泥沙來源僅在雨季比較豐富，所以帶入灣內(nèi)的物質(zhì)常受季節(jié)控制明顯。

三都澳周邊海岸岬灣相間，島礁遍布，海蝕地貌發(fā)育，這是波浪潮流作用之故，被侵蝕物質(zhì)部分被帶入灣內(nèi)，參加本灣內(nèi)的泥沙運動。但由于本區(qū)巖石堅硬，不易侵蝕風(fēng)化，所以這部分的入海泥沙并不太多。

河流來沙，主要是三都澳周圍較大的河流交溪、霍童溪的上游來沙。從交溪、霍童溪輸沙量的年際變化看，兩支流輸沙量的總體是呈下降趨勢。

2 總平面布置方案

根據(jù)航道總平面布置原則，在充分分析三都澳港區(qū)及各作業(yè)區(qū)的主要功能，到港船型，風(fēng)、浪、流及地形地貌并結(jié)合數(shù)模研究的成果，經(jīng)多方案比較，航道總平面布置方案見圖1。

2.1 進港航道平面布置方案

圖1 航道總平面布置圖Fig.1 Sketch of channel general layout

進港30 萬t 級單向航道由外海進入三都澳口口門A 點，經(jīng)荷葉礁B 點、雞公山東側(cè)東沖水道C 點，繞過青山島象鼻頭D 點，折向加仔門水道E 點，止于白匏島西南側(cè)E′點，航道總長22.77 km。

（1）從東沖口A 點至青山島東側(cè)D 點航道滿足30萬t 級油船及30 萬t 級散貨船單向通航，同時兼顧10 萬t 級散貨船雙向通航、5 萬和15 萬t 級散貨船交會通航。航道總長14.22 km，航道底寬410 m，航道底標高-27.0 m，航道沿程水域?qū)掗煟盍己?，滿足設(shè)計代表船型航行要求。

（2）從D 點至白匏島南側(cè)E′點航道滿足30 萬t 級油船及30 萬t 級散貨船單向通航，同時兼顧10 萬t級散貨船雙向通航、5 萬和15 萬t 級散貨船交會通航。航道總長8.55 km，航道底寬410 m，航道底標高-20.5 m。30 萬t 級油船及30 萬t 級散貨船需乘潮進港才能滿足其航行要求。取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

2.2 城澳作業(yè)區(qū)進港航道平面布置方案

城澳作業(yè)區(qū)進港10 萬t 級單向航道從雞公山東北側(cè)雞尾角C 點進港航道處左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向位于雞公山與青山島之間的錢墩門水道C1 點，止于城澳作業(yè)區(qū)在建多用途泊位附近C2 點。航道總長8.64 km，滿足10 萬t級散貨船兼顧10 萬t 級集裝箱船單向通航，航道底寬240 m，航道底標高-17.0 m。航道沿程天然水深良好，滿足設(shè)計代表船型航行要求。

2.3 漳灣作業(yè)區(qū)進港航道平面布置方案

（1）漳灣作業(yè)區(qū)進港5 萬t 級航道，即白匏島西南側(cè)E′點至漳灣作業(yè)區(qū)規(guī)劃9#泊位處Z5 點，有兩個平面布置方案。

方案一：以進港30 萬t 級航道的末端（白匏島西南側(cè)）E′點為起點，西經(jīng)灶嶼東側(cè)Z1 點，進入雞冠水道，經(jīng)Z2 點，到達鳥嶼南側(cè)的Z3 點，右折向樟嶼東北側(cè)Z4 點，至福嶼南側(cè)9#泊位處Z5 點。航道總長16.23 km，航道底寬180 m，航道底標高-10.0 m。

方案二：以進港30 萬t 級航道的末端（白匏島西南側(cè)）E′點為起點，西經(jīng)灶嶼東側(cè)Z1 點，進入雞冠水道，經(jīng)Z2′點，進入鱸門港水道Z3′，右折向樟嶼東北側(cè)Z4 點，至福嶼南側(cè)9#泊位處Z5 點。航道總長16.10 km，航道底寬180 m，航道底標高-10.0 m。

由于灶嶼北側(cè)、雞冠水道及鱸門港水道部分水域水深較淺，設(shè)計代表船型乘潮進港尚不能滿足船舶航行要求，部分航段需進行疏浚。取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

（2）漳灣港內(nèi)航道，漳灣作業(yè)區(qū)規(guī)劃9#泊位處Z5 點至漳灣港Z7 點，滿足5 000 t 級散貨船單向通航。航道總長2.67 km，航道底寬100 m，航道底標高-4.0 m。航道中部分航段水深較淺，船舶需乘潮進港以滿足船舶航行要求。取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

2.4 白馬作業(yè)區(qū)進港航道平面布置方案

白馬作業(yè)區(qū)航道部分利用大唐電廠碼頭現(xiàn)有航道，即從青山島北側(cè)E 點右轉(zhuǎn)，經(jīng)白匏島東北側(cè)F 點，進入白馬門水道G 點，經(jīng)白馬門口外G′點，至下洋坪附近H 點，右轉(zhuǎn)進入白馬港，經(jīng)I、I′點至白馬作業(yè)區(qū)8#泊位處I″點。

（1）大唐電廠碼頭5 萬t 級進港航道，青山島北側(cè)E 點至白馬門口外G′點。航道總長12.34 km，航道底寬180 m，底標高-10.5 m。

（2）下洋坪南側(cè)G′點至白馬作業(yè)區(qū)14#泊位處I′點，滿足5 萬t 級散貨船單向通航。航道總長3.88 km，航道底寬170 m，航道底標高-10.0 m。由于下洋坪至白馬作業(yè)區(qū)14#泊位中部分航段水深較淺，設(shè)計代表船型乘潮進港尚不能滿足船舶航行要求，部分航段需進行疏浚。取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

（3）白馬作業(yè)區(qū)14#泊位處I′點至8#泊位處I″點，滿足3 萬t 級雜貨船單向通航。航道總長1.49 km，航道底寬130 m，航道底標高-8.0 m。設(shè)計代表船型乘潮進港即可滿足其航行要求，取乘潮歷時3 h，保證率90%，乘潮水位5.15 m。

表1 主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比Tab.1 Comparison of main technical and economic index

3 方案比選

本工程只有漳灣作業(yè)區(qū)進港5萬t 級航道中Z1～Z3（Z3′）航段有兩個平面布置方案，其他作業(yè)區(qū)進港航道平面布置方案均為一個。兩方案的主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表1。

從表1 中可以看出：雖方案一航道疏?？偣こ塘考肮こ炭偼顿Y均大于方案二，但方案一航程、航道轉(zhuǎn)角及航道內(nèi)最大橫流均小于方案二，故從有利于船舶航行角度出發(fā)，將航道平面布置方案一作為推薦方案。

4 結(jié)論

本文通過對工程海域的海洋動力條件及泥沙環(huán)境分析、二維潮流數(shù)學(xué)模型計算、航道年淤積量計算、航道疏浚工程量及工程總投資等多種手段對工程海域航道軸線布置方案進行了比選研究，確定了最佳航道軸線方案。研究結(jié)果表明：（1）擬建航道區(qū)自然水深條件良好，適宜航道開發(fā)建設(shè)；（2）經(jīng)過多方案比選，方案一航程略短、航道轉(zhuǎn)角小且航道軸線與漲落潮流向基本一致，遠離島礁，有利于船舶航行，為最佳航道軸線方案。

［1］潘孝進，吳喜德，梁一如，等.寧德港總體規(guī)劃［R］. 北京：交通運輸部水運科學(xué)研究院，2011.

［2］張麗，郝品正，郝媛媛，等.寧德港三都澳港區(qū)深水航道一期工程工程可行性研究報告［R］.天津：天津水運工程勘察設(shè)計院，2012.

［3］張麗，馮小香，孔憲衛(wèi).寧德港三都澳港區(qū)深水航道一期工程工程可行性研究航道選線數(shù)學(xué)模型計算論證［R］.天津：天津水運工程勘察設(shè)計院，2012.

［4］JTJ211-99，海港總平面設(shè)計規(guī)范［S］.

［5］JTJ/T233-98，海岸與河口潮流泥沙模擬技術(shù)規(guī)程［S］.

［6］JTJ/T213-98，海港水文規(guī)范［S］.