閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程待航停泊區(qū)選址合理性分析

高亞微

(福建省港航勘察設(shè)計院有限公司，福州 350002)

待航停泊區(qū)作為航道工程的配套設(shè)施， 其作用與航道的發(fā)展息息相關(guān)， 其主要功能是滿足船舶靠泊或待閘時臨時?？康男枰?以避免停航船舶在庫區(qū)河段內(nèi)大量聚積， 造成航道擁堵， 從而保證了船舶有序停泊和安全航行[1]。 相關(guān)規(guī)范中沒有專門針對停泊區(qū)的設(shè)計， 一般在設(shè)計時可參照河港碼頭設(shè)計或錨地等設(shè)計內(nèi)容。

1 工程背景

閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程隸屬福建省三明市轄區(qū)內(nèi)(簡稱沙溪三明航段)，位于沙溪流域中下游，航道起始點為閩江沙溪口鐵路橋至三明臺江大橋， 河段全長約76.21 km。 工程沿線建有沙溪口電站、官蟹電站、高砂電站、沙縣城關(guān)電站，斑竹電站位于此航段內(nèi)的最上游。 航道的建設(shè)規(guī)模為滿足500 噸級閩江干貨-Ⅱ(吃水不超過1.6 m)閩江干流標(biāo)準(zhǔn)船型通航要求；對斑竹、沙縣城關(guān)、高砂、官蟹4 座電站進行技改提升；新建500 噸級船舶錨地2 處、待航停泊區(qū)6 處。

本文以沙縣城關(guān)電站下游待航停泊區(qū)及官蟹電站下游待航停泊區(qū)為例， 對沙縣城關(guān)電站下游待航停泊區(qū)選址布置方案進行方案比選； 對官蟹電站下游待航停泊區(qū)選址合理性進行分析。 兩座電站及電站下游的待航停泊區(qū)地理位置如圖1 所示。

圖1 待航停泊區(qū)地理位置圖

2 山區(qū)河流選址一般規(guī)定及基本原則

(1)宜選在河勢、河床及河岸穩(wěn)定少變、水流較平順、水深條件適當(dāng)、水域面積充足，且具備安全停泊條件的河段。

(2)宜選在地質(zhì)條件良好的河段，不良地質(zhì)條件需進行技術(shù)論證。

(3)宜選在急流卡口上游的緩水段和順流區(qū)[2]。

(4)應(yīng)充分考慮工程建成后對防洪、航行安全和河道治理等的影響。

(5)停泊區(qū)的港池水域不得占用現(xiàn)有航道，并有一定的安全距離。

(6)水上過河建筑物與停泊區(qū)的間距，水上過河建筑物在下游時不得小于設(shè)計船型長度的4 倍， 水上過河建筑物在上游時不得小于碼頭設(shè)計船型長度的2 倍。

(7)港池水域不得占用現(xiàn)行和規(guī)劃航道，與航道邊線的距離不得小于2～3 倍設(shè)計最大設(shè)計船型寬度[3]。

3 設(shè)計參數(shù)

3.1 概況

沙溪三明航段水域條件較為復(fù)雜，跨河建(構(gòu))筑物多，船舶通航條件復(fù)雜，河道左岸為鷹廈鐵路，河道右岸為國道G205，且沙溪為雨源型山區(qū)河流，汛期水位變幅大，暴漲暴落，非汛期時庫區(qū)水面基本保持平靜。

沙縣城關(guān)電站至高砂電站航段航道總長約18.34 km，共有9 座橋梁， 下游最近的兩座大橋分別為大洲大橋和向莆鐵路沙溪特大橋， 距離電站分別約為1.25 km 和2.35 km。 沙縣城關(guān)水電站所在位置的河道較為順直，但電站下游水深情況較差。

官蟹電站至閩江沙溪口航段航道總長約27.12 km，共有10 座橋梁。 從河道走勢上看，官蟹電站位于彎曲河道段，距離彎曲河道彎頂約0.6 km。

3.2 規(guī)模及各參數(shù)設(shè)計

待航停泊區(qū)的建設(shè)規(guī)模同航道建設(shè)規(guī)模相匹配，為滿足500 噸級閩江干貨-II 型(吃水不超過1.6 m)閩江干流標(biāo)準(zhǔn)船型待航停泊要求，系泊方式均為靠岸系泊，碼頭結(jié)構(gòu)為高樁墩臺式，不考慮船員上岸。設(shè)計船型尺度見表1，停泊區(qū)設(shè)計指標(biāo)及水域設(shè)計參數(shù)詳見表2～3，有關(guān)水位數(shù)據(jù)值均系1985 年國家高程基準(zhǔn)。

4 方案比選和合理性分析

4.1 沙縣城關(guān)電站下游停泊區(qū)總體布置(方案一)

沙縣城關(guān)水電站下游待航停泊區(qū)位于沙縣城關(guān)水電站下游1.0 km 河道右岸附近。 所在位置河道寬度約為270 m，航線靠河道左岸布置，停泊區(qū)靠右岸布置，距離河道右岸約20 m。 泊位前沿線順岸布置，停泊水域外邊線與航道外邊線距離約62 m，停泊區(qū)下游距離大洲大橋約250 m。 泊位順岸布置，前沿線位置高程為100.0～100.6 m，停泊及回旋水域區(qū)位置高程為99.0～100.9 m， 水深基本不滿足設(shè)計要求， 擬建停泊區(qū)底質(zhì)按砂土狀或碎塊狀強風(fēng)化粉砂巖石。

表1 設(shè)計船型尺度

表2 停泊區(qū)指標(biāo)參數(shù)表

表3 停泊區(qū)水域設(shè)計參數(shù)

圖2 沙縣城關(guān)電站下游待航停泊區(qū)平面布置圖(方案一)

4.2 沙縣城關(guān)電站下游停泊區(qū)總體布置(方案二)

方案二布置位置同方案一相同， 不同的是方案二向航道側(cè)方向移動約60 m。

4.3 沙縣城關(guān)電站下游停泊區(qū)總體布置(方案三)

方案三選址在距離沙縣城關(guān)電站下游2.0 km 河道右岸，停泊區(qū)上游距離大洲大橋下游約250 m。

4.4 沙縣城關(guān)電站下游停泊區(qū)方案比選

從安全性、經(jīng)濟性、船舶調(diào)度難易性和河道美觀性綜合考慮，推薦方案一。 方案比選詳見表4。

表4 方案比選分析表

4.5 官蟹電站下游停泊區(qū)選址合理性分析

4.5.1 官蟹水電站下游待航停泊區(qū)總體布置

官蟹電站下游待航停泊區(qū)位于官蟹電站下游2.8 km處的河道右岸。 所在位置河道寬度約為240 m，停泊區(qū)距離河道岸線約26 m。 泊位前沿線與航道上游段中心線基本平行，停泊水域外邊線與航道外邊線距離約21.8 m。前沿線順岸布置，前沿線位置高程約為80.0 m，水深條件良好，無需竣深，擬建停泊區(qū)底質(zhì)為人工填石和淤泥夾砂，淤泥夾砂層較薄。

官蟹電站下游待航停泊區(qū)平面布置圖如圖3 所示。

圖3 官蟹電站下游待航停泊區(qū)平面布置圖

4.5.2 方案合理性分析

首先官蟹電站位置特殊，位于彎曲河道段，因此下游布置停泊區(qū)時需避開彎曲段； 其次電站下游的水深條件較差，根據(jù)《閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程》報告中顯示炸礁區(qū)主要集中在官蟹電站下游2.75km 范圍，炸礁深度2～3 m，泥面高程多為83.0～86.0 m，設(shè)計底高程為82.5 m，投資較大，綜合考慮選址只能再向下游移動。

根據(jù)選址的一般布置原則， 官蟹電站下游停泊區(qū)宜布置在水流相對平順的區(qū)域且水深條件相對較好的地段，本次選址布置在官蟹村附近距離官蟹電站下游2.8 km 的河道右岸，位于曲率半徑650 m，圓心角約為37°的凹岸深槽段，前沿線與上游航道中心線幾乎平行，沿程沒有過江橋梁，且水深條件均滿足靠泊要求，港池水域無工程投資。 另外根據(jù)防洪論證單位對此凹岸深槽段水域流場分布進行了模擬，凹岸段靠岸側(cè)多年平均流速約0.35 m/s，而且工程建成前后流場分布幾乎是重合的， 流速也未發(fā)生重大變化，因此本次選址較為合理。據(jù)平臺的范圍和數(shù)據(jù)容量，不斷提升平臺的數(shù)據(jù)承載力，為全國相關(guān)的大數(shù)據(jù)平臺研究提供范例， 為在大數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)上所進行的虛擬現(xiàn)實與駕駛模擬安全評價、道路設(shè)施與交通運行的動態(tài)風(fēng)險預(yù)測預(yù)警、 道路交通事件管控與應(yīng)急處置等奠定堅實的數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)計算框架的基礎(chǔ)。

圖4 官蟹電站下游待航停泊區(qū)位置多年平均流場分布圖

6 結(jié)語

本文基于Hadoop 大數(shù)據(jù)架構(gòu)創(chuàng)建了道路設(shè)施、交通運行與交通安全大數(shù)據(jù)云平臺， 集成了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及大規(guī)模的道路圖片、交通視頻、設(shè)計文件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了交通事故、道路設(shè)施、道路環(huán)境、交通運行等的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合和集成應(yīng)用， 研發(fā)了數(shù)據(jù)可視化及統(tǒng)計分析等數(shù)據(jù)分析工具。

本文創(chuàng)建的大數(shù)據(jù)云平臺打破當(dāng)前信息孤島化、碎片化的桎梏， 實現(xiàn)了道路交通安全相關(guān)的科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的匯聚和匹配， 通過系統(tǒng)完整的數(shù)據(jù)庫和豐富的數(shù)據(jù)分析工具支撐道路設(shè)施與交通運行風(fēng)險評估及管控， 促進其全面性和精準(zhǔn)程度，助力道路網(wǎng)絡(luò)的安全、暢通、高效的運行。