揭阳港大南海10万吨级 公共进港航道选线方案

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001:103963^^^1006-8864.2017.04,021
揭阳港大南海10万吨级 公共进港航道选线方案
关键词：10万吨级公共进港航道;航道轴线;航线选择;航道册;船舶騰;揭阳港
广东省揭阳港南海作业区位于神泉湾以西弧形海 岸平直岸段，龙江改河出海□，水深开阔，海区潮差小， 水流动力弱，泥沙来量少，淤积影响不大，水深条件好, —般为一5米〜-10米水深，一10米水深距离岸约1 ~ 3公里，适宜建设10万吨级航道。

但是，深水航道挖
深较大，随着航道的选线位置不同，开挖航道周边水 域的潮流泥沙运动及波浪传播规律将会使航道产生 不同程度的变化，从而对周边建筑物产生相应影响。

同时，航道轴线布置对船舶进出港操纵性能产生直接 影响，因而在进行航道平面选线方案比选时需进行综 合考虑。

—、自然条件
1.气候条件——
风
该地区常风向为N E 向，频率为29.9%;次常风向 ENE ，频率21.2%。

强风向SSE 、NE 。

最大风速为19.3
米/秒，极大风速为28.8米/秒。

据统计，风速大于13.8 米/秒的出现天数为7天，共26次；风速大于15米/秒 的出现天数为6天，共17次(按每天出现1次计1天)。

本地区受台风的影响比较大，每年7—9月份为台
风季节。

根据统计，本地区热带气旋平均每年出现1 个，最多年份3个，但近10年没有出现。

由于热带气 旋的影响而产生的风暴潮对本区的影响也非常大。

2.水文条件(1)
潮汐。

该海区潮汐性质属不正规日潮。

工程
海区平均高潮位为1.47米，乎均低潮位为0.60米，最 大潮差为1.66米。

(2)
潮流。

工程区涨、落潮水流基本呈往复流运
动。

航道区大、小潮周B 涨潮平均流向在248° ~ 285° 之间，平均为257°，落潮平均流向38°~ 117°，平均为 59°，与进港航道走向也有一定夹角。

涨潮时，大潮最
大流速为0.12米/秒，小潮最大流速为0.31米/秒;落潮 时，大潮最大、小潮流速均为0.11米/秒。

与潮流相比, 工程海域小潮余流强度较大，变幅在0.10 ~ 0.22米/秒 之间。

总体而言，工程海区实测潮流较小，一般不超过 40厘米/秒，这对船舶的航行是有利的。

(3 )波浪。

工程海域常浪向为ESE ，频率为31.5%;
次常浪向为E ，频率为24.5%。

波向主要分布在丑~ SE 之间，约占75.84%，强浪向为SSE 、SE 、S ，最大有效 波_均超过5米。

根据工程海域深水波要素，通过SWAN 波浪数学
模型，
考虑模拟折射、绕射、反射和底摩擦综合作用，采 用联合折绕射等效应下的缓坡方程波浪模型计算航道 区波浪分布，推算本工程航道区特征点设计波浪要素。

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344期
交通技术岛
其中，设计高水位下2年一遇的波浪最大值出现于SE ~SSE向，H1%波高为5,97米，H13%波高为4.27米。

3.工程泥沙
工程海区入海泥沙来源为龙江河□。

龙江源短流 小，输沙量也小，入海河□属于波控河口，陆源泥沙来 量不大，泥沙以拦门沙转运和横向输运为主。

航道建 成后，龙江河口水沙不会对航道产生大的回淤影响。

工程海域动力环境主要受控于波浪，径流及其悬 移质输沙影响很小，潮流多为往复流，余流量值小，余 流输运特别是底层余流表现为向离岸方向，可见波浪 是泥沙起动、输运和岸滩演变的主要动力作用。

数学 模型研究表明，工程建设后航道的淤积量均较小，一般 不超过0.3米。

二、航道选线
根据总体规划确定的防波堤口门方位及港区泊位 布置，航道轴线选线可考虑两个方案。

方案一：以航道 方位角190°0(T ~ 10°0CT沿西南方向出海;方案二:以 航道方位角348°24' ~ 168°24“沿西南方向出海，后向 东南方向偏转30°，以航道方位角318°2以~ 138°2以 航向出海(如图1所示)。

1.航道轴线与风、浪、流夹角的关系
根据海区的自然条件，结合航道轴线方案，列出航 道轴线与风、浪、流夹角的关系（见表1所列)。

从表1可以看出，方案一的航道轴线与常风向、流向的夹角相对方案二较小，但与强风向、常强浪向的夹角均比方案
二大。

表1航道轴线与风、浪、流夹角
项目方案一方案二
航道方位角
190°00,-
10W〇〇»
318。

27,41" ~
348。

24,00w
与强风向夹角（SSE}33°19。

与常风向夹角（N E)35。

87°
与强浪向夹角（ESE)78°26°
与常浪向夹角（E)80。

48°
与流向夹角（N E)35°87°
2. 航道轴线布置对水域潮流、泥沙运动的影响
航道轴线布置不同，对水域潮流及泥沙运动将产
生不同程度的影响。

利用数值模拟技术研究分析航道
实施后港池、航道和港区附近水域流速、流态的变化，
并结合经验公式预估港池、航道的回淤强度、回淤量和
风暴骤淤量D研究结果表明：
(1)方案一和方案二位于近岸缓流区，对于近岸
区域的水动力条件基本无明显影响，仅对航道周边局
部水域有所调整。

(2 )由于航道所在水域流速小于1米/秒，开挖后
仅在航道内略有降低，对于周边流速、流向基本无明显
变化，两个方案航道内的横流(正常天气下）流速均小
于1米/秒，但方案二的航道口门段靠近东防波堤堤头，
顺堤流横跨航道，流速相对较大些。

(3)由于本海域水动力有限，引起的年淤积强度 不大。

两个方案正常天气下年平均淤积厚度在0.15
~ 0.20米，远期略有增加，幅度在数厘米内。

在10年
—遇和50年一遇S E向波浪作用下，引起的最大骤淤
厚度小于0.40米/天，平均骤淤厚度小于0.30米/天。

(4) 方案二中，航道走向与常、强浪向夹角较小，增加的骤淤量不大，激积情况整体略优于方案一。

3. 航道轴线布置对波浪分布的影响
在航道开挖影响下，近岸波浪传播到工程区域，在
2#港池防波堤迎浪侧将会产生波能集中现象，两个方
案中发生最大波能集中的入射波向不同，从而到达防
波堤侧的波要素会有所不同。

南防波堤和东防波堤主要受SE ~ SSE向波浪影
响。

裉据航道区波浪数模试验结论，航道开挖后，南防
波堤和东防波堤将处于波能聚集区。

而航道背浪侧波
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能衰减较快对西防波堤起到遮掩作用，西防波堤外侧 波高相比原始地形有所减小。

航道开挖前后，防波堤 外侧波高值见表2所列。

表2航道建设前后各堤堤前 最大有效波高值（SE ~ SSE 向）/米
项
g
方案一
方案二
航道建设前
东防波堤 南防波堤 南防波堤
7.047.047.04
航道建设后
东防波堤 南防波堤 南防波堤7_72(个 0.68) 7.29
(t 〇.25) 8.47( t 1-33 )
7.32( t 〇_18) 6.32(| 1.03) 5.76(| 1.59)
从表2可以看出，航道建成后，在SE ~ SSE 向波 浪作用下，东防波堤和南防波堤迎浪侧的波高均较原 始地形时所有增加，其中南防波堤的波高增长较为显 著，且方案一的增幅比方案二大。

西防波堤迎浪侧的 波高相比原始地形时有所减小，其中方案_的减幅比 方案二小。

从二港池防波堤堤前工程设计波要素上
看，方案二优于方案_。

但不可忽视的是，当航道轴线 采用方案二时，航道西侧在迎浪向SE ~ SSE 、S、SSW 的作用下，将在1#港池和航道间形成_个明显波能强 度增大区，除了对二港池西防波堤造成影响外，还将影 响西侧1#港池在建工程。

从航道轴线布置对工程区波 浪分布的影响来看，方案一波浪对周边设施的影响小 于方案二。

4.航道轴线布置对船舶操纵的影响
航道轴线布置将直接影响船舶的安全航行和转向 的要求。

根据船舶操纵模拟试验研究，在设置的典型 外界条件环境下，得出两个航道轴线布置方案的船舶 操纵试验结果如下。

(1 )两个航道轴线方案可以满足10万吨级船舶 在正常水文、气象条件下的安全通航需要。

(2)在同样的水文气象条件下，由于方案二中的 航道走向与所在水域的常风向、强风向及涨落潮流向 的夹角较大（接近正横)。

因此，同样的试验船型在航 道方案二中的航迹带宽度及风流压差角均大于航道方 案_(见表3所列）。

这说明航道设计方案二不利于船 舶进出港航行时保向及控制船位，建议选择航道设计 方案一0
表3试验中航迹带宽度(A )、风流压差角(Y )的
统计平均值与设计值比较航道试验试验结果统计值
设计值
方案船型
A (米） 們A (米）們
方案一
10万吨级
油船134.2 -8.8 〜+6.5
136.3 10方案二
10万吨级
油船
138.0 -7 〜+11.3148.6
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(3)正常情况下，两个方案的船舶进出港均需限 制条件：风力不超过6级，流速不超过1节，浪高小于 1.5米，能见度不小于1海里，通过防波堤□门时应将
船速控制在4节以内。

从航道轴线布置对船舶操纵的影响来看，航道轴 线方案一优于方案二。

三、结论
(1 )两个方案航道区潮流流速和泥沙回淤强度相 当。

方案二航道□门段顺堤流横跨航道，横流相对方 案一较大。

(2)方案一和方案二实施后，均会在南防波堤和 东防波堤形成波能聚集区，方案二波能聚集后波高相 对方案一较小，但会在r 港池和本工程航道间形成一 条明显的波能强度增大区，对r 港池已建东防波堤和 南防波堤存在不利影响。

(3 )两个航道平面布置均能满足船舶通航要求， 但方案二相对方案一来说更不利于船舶航行时保向及 控制船位。

综合来看，方案_航行条件相对方案二较好。

且 方案二航道实施后产生的波能聚集效应会对i #港池东 防波堤和南防波堤存在不利影响。

经综合比选，择航 道轴线走向应选择方案一。

目前，该项目工程可行性 研究已通过广东省交通运输厅评审，推荐方案即为航 道轴线方案_。

（作者单位：中交第四航务工程勘察设
计院有限公司）⑯
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344期。