1101西太阳沙和烂沙洋海域深水港开发涉海关键技术问题

西太阳沙和烂沙洋海域深水港开发

涉海关键技术问题

李孟国，杨树森

（交通运输部天津水运工程科学研究所，工程泥沙交通行业重点实验室，天津３００４５６）

摘要：江苏如东西太阳沙和烂沙洋海域水下地形和水动力泥沙条件非常复杂。针对该海域深水港开发建设，进行

了水动力泥沙系统研究。文中对该研究成果进行了介绍，包括要解决的关键技术问题、开展的主要科研工作、技术创新和研究结论。为深水港的开发建设提供了科学依据。关键词：辐射沙洲；西太阳沙；烂沙洋；波浪；潮流；泥沙中图分类号：Ｐ７３１．２

文献标志码：Ａ

文章编号：１００３－３６８８（２０１１）０１－０００１－０４

Marine Key Techniques in the Development of Deepwater Port

in Xitaiyangsha and Lanshayang Sea Area

LI Meng-guo ，YANG Shu-sen

（Tianjin Research Institute of Water Transport Engineering ，Key Laboratory of Engineering Sediment of the Ministry of

Transport ，Tianjin 300456，China ）

Abstract ：ＴｈｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｅｄｉｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎＸｉｔａｉｙａｎｇｓｈａａｎｄＬａｎｓｈａｙａｎｇｓｅａａｒｅａｏｆＲｕｄｏｎｇＣｏｕｎｔｙａｒｅｖｅｒｙｃｏｍｐｌｅｘ．Ｉｎａｌｌｕｓｉｏｎｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｅｅｐｗａｔｅｒｐｏｒｔｉｎｔｈｉｓｓｅａａｒｅａ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｕｄｉｅｓｏｎｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｅｄｉｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄ，ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｔｏｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｄｅｅｐｗａｔｅｒｐｏｒｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｉｔｈｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓ．

Key words ：ｒａｄｉａｌｓａｎｄｂａｎｋｓ；Ｘｉｔａｉｙａｎｇｓｈａ；Ｌａｎｓｈａｙａｎｇ；ｗａｖｅ；ｔｉｄａｌｃｕｒｒｅｎｔ；ｓｅｄｉｍｅｎｔ

收稿日期：２０１０－０９－０６

作者简介：李孟国（１９６４—），男，天津市人，博士，研究员，港口航

道工程专业。

中国港湾建设

China Harbour Engineering

２０１１年２月第１期总第１７２期

Ｆｅｂ．，２０１１Ｔｏｔａｌ１７２，Ｎｏ．１

图1辐射沙洲全貌图

1概述

江苏省的射阳河口至长江口北岸近岸浅水区的地貌形

态为以弶港为中心的辐射沙洲形态（图1）。辐射沙洲是一种为世所罕见的独特的海岸地貌形态，南北延伸200km ，东西横跨90km ，共有70多条水下沙脊，各条沙脊高低不等，形态各异，沙脊之间有深槽相隔，深槽坡陡水深。该辐射沙洲是全世界最特殊的海底沙脊群，被称为“海上迷宫”，在海岸学和海洋地质学上均有重大科学意义。由于自然条件所限，在如此长的海岸线上至今尚没有一个5万吨级以上的深水港口[1]。

该辐射沙洲处于山东半岛南部的旋转潮波系统与自东海进入黄海的前进潮波系统相交汇的地方。由于潮波辐聚，波能集中，使得该区潮差大、潮流强，为强潮区。辐

射沙洲海域潮汐以正规半日潮为主，潮流为半日强潮流，且大致以弶港为顶点作辐射状的辐聚、辐散运动。辐射沙

黄沙洋

烂沙洋

弶港

中国港湾建设２０１１年第１期

烂沙洋水道和黄沙洋水道具有开发成10万吨级以上深水航道的前景和潜力，与黄沙洋水道深槽相比，烂沙洋水道深槽离岸更近些，更便于开发利用。

烂沙洋水道和黄沙洋水道所在的如东海域岸滩平坦宽阔，其中滩面平均坡度为1∶2000，宽度可达7～10km 。由于深水区离岸相对较远，港池和码头需要建设人工岛来实现，而人工岛与岸上陆地连接又涉及到建设陆岛通道（实体堤和桥梁）问题。从图1和图2可见，烂沙洋北水道南侧的西太阳沙和小西太阳沙浅滩和烂沙洋南水道南侧的岸滩可以考虑建设人工岛，也就是说烂沙洋水道及其附近浅滩是可以建设深水航道和深水码头的地方。

烂沙洋水道开辟成深水航道和其附近浅滩建设人工岛将涉及到与水动力、泥沙和滩槽稳定等有关的若干技术问题，本文介绍了采用多种先进的研究手段对这些问题进行的较为系统和全面的研究论证，包括要解决的关键技术问题、开展的主要科研工作、技术创新[1-7]和研究结论。2

关键技术问题

西太阳沙和烂沙洋海域深水港开发建设的主要问题和技术如下。

1）滩槽的稳定性问题：即水道改道、滩槽格局明显变化，等等。

2）人工岛建设问题：即人工岛的基础（底座）稳定

问题。

3）潮流动力与泥沙条件：人工岛工程对周围环境（潮流场泥沙场）的影响程度，人工岛的建设对周围各水道的潮流场产生影响问题。

4）波浪条件：波浪状况的了解与设计波浪要素的确定。

5）波流共同作用下人工岛周围的冲刷问题与技术。6）陆岛通道研究：实体堤与桥梁的合理搭配比例，实体堤的最佳轴线与合理长度的确定。

7）陆岛通道中桥梁的桥墩冲刷问题与技术。8）烂沙洋水道的开挖：开挖后有无骤淤碍航问题。3

开展的主要科研工作

针对在西太阳沙建设人工岛、在烂沙洋建设深水航道问题，本研究做了如下10个方面的工作：

1）自然条件分析。根据大量的水文泥沙实测资料，详细分析了工程海区的水动力泥沙特征。

2）滩槽的稳定性分析。根据工程海区历次水深测图，对工程海区大范围海域的滩槽冲淤演变特征进行了分析，对黄沙洋水道、小洋港水道、烂沙洋北水道、中水道、南水道的稳定性进行分析，西太阳沙的稳定性分析、烂沙洋南水道南侧浅滩的稳定性进行了详细分析，通过波浪作用下西太阳沙断面水槽试验研究，对西太阳沙浅滩在波浪作

洲海域的强潮汐、潮流，尤其是辐聚、辐散的强潮流构成了辐射沙洲形成和发育的有利的水动力环境，辐射沙洲在强潮流的持久作用下处于稳定状态。

在辐射沙洲中，处于如东海域的烂沙洋水道和黄沙洋水道是两个主要的潮汐通道深槽，两条水道槽宽水深，呈垂直于岸线状，是可能开发建设深水港的理想地方（图2）。大量研究表明黄沙洋—烂沙洋是沿古河谷发育、晚更

新世以来位置基本未发生变化的深水道，巨大的纳潮量使之近百年来沉积速率小，适于建深水航道。

烂沙洋被火星沙、大洪埂子、太阳沙分成了烂沙洋南水道、烂沙洋中水道、烂沙洋北水道；黄沙洋水道被河豚沙分成了黄沙洋南水道和黄沙洋北水道。在烂沙洋南水道的西端、烂沙洋北水道南侧为西太阳沙和小西太阳沙浅滩

。

图2辐射沙洲中烂沙洋和黄沙洋海区示意图

2··