董家口

十、青岛港5000吨级板桩码头设计
2.1港口地理位置
董家口港区位于青岛市南翼的胶南市辖境、琅琊台湾，靠近青岛市与日照市分界处，行政区划于泊里镇。

地理坐标为：东经119°47′16.3″，北纬35°35′48.6″。

该地交通便利，204国道、334省道穿越镇区；同三高速公路穿越镇区北侧，在镇驻地西侧设有进出口；青岛滨海大道穿越镇区东部，西与204国道相接，泊里东距青岛前港湾、西距日照港分别45 n mile和20 n mile，距青岛国际机场75km。

图2.1 董家口港地理位置
Fig.2.1 The location of Dongjiakou Harbor
2.2气象条件
气象要素中气温、降水、雾、相对湿度的资料来源：《中国海湾志》（第四分册）中第九章琅琊湾气象与气候一节，资料年限为：1963～1980年。

2.2.1气温
年平均气温12.2℃；历年最低气温-16.2℃（出现在1976年1月3日）；历年极端最高气温37.4℃（出现在1964年7月8日）。

本地区1月份平均气温-1.7℃，比胶南市高0.5℃。

8月份平均气温25.6℃，气温年较差27.3℃。

日最高气温≥30.0℃的日数平均16.5d，出现于5月下旬至9月上旬，7、8两月出现日数分别为5.5d和8.5d，日最低气温≤0.0℃的日数年平均98.7d，出现于10月下旬至翌年4月中旬，其中1月平均为29.6d、2月为23.5d、12月为24.8d。

≤-5.0℃的日数年平均38.8d。

出现于11月上旬至3月下旬。

≤-10.0℃的日数年平均6.6d，仅出现于冬季3个月。

1月出现日数最多，月平均3.3d。

2.2.2降水
本区年平均降水量794.9mm,最多年份1458.3mm(1964年)，最少年份481.4mm(1977年)。

降水多集中于6至9月份，占年降水量的71.4%，一日最大降水量196.9mm(1964年8月31日)，冬季降水量最少，季降水量34.7mm，仅占年降水量的4.4%。

日降水量在25.1～50m 的降水日数为6.7d/a；日降水量在50.1～100mm的降水日数为2.8d/a。

2.2.3雾
本海区年平均雾日数16.9d。

最多年份33d(1978年)，5～7月雾日较多，月平均雾日在2.6～2.9d之间，11月至翌年4月，月平均雾日在0.9～1.9d之间，8月至10月雾日较少，月平均雾日在0.3～0.4d之间。

2.2.4相对湿度
本海域年平均相对湿度为72%左右。

全年中6～8月相对湿度最大，月平均在82%～88%，其中7月份88%，11月至翌年3月相对湿度较小，月平均相对湿度在66%～69%。

2.2.5灾害性天气
据调查历史上本区曾出现过23m/s的大风，20m/s以上的大风多由台风和冬季寒潮造成。

本海区东南面向黄海，自东南向西北移动的台风对本区影响较大，台风是造成本区特大风的主要原因。

近五十年来，对青岛地区造成损失较大的台风过程共七次，其中1985年9号台风直接从胶南登陆，瞬时最大风速为35.0m/s，20m/s以上风速达5小时之久。

≥8级大风日数年平均为16.1d，最多年份31d（1966年），是山东沿海大风日数较少的海湾。

本区全年中，冬季大风日数较多，1～3月各月平均大风日数多于2.0d，6月至10月大风日数较少，月平均在0.2～0.8d，7、8两月大风日数最少，月平均都是0.2d。

2.2.6风
北海预报中心技术人员于2006年9月17日正式确定了胶南董家口港区风观测站。

由该站近10个月资料可知，本区强风向为ENE向，最大风速12.8m/s，次强风向为NE向，风速11.8m/s。

常风向为NW向，频率11.3%，次常风向为NNW向，频率8.8%。

详见风况统计表2.2.1和风玫瑰图。

据调查历史上本区曾出现过23m/s的大风，20m/s以上的大风多由台风造成。

表2.2.1 胶南风况统计表（2006年9月～2007年7月）
方向最大风速(m/s) 平均风速(m/s) 频率(%)
N 7.9 2.27 6.16
NNE 9.1 2.05 3.62
NE 11.8 2.93 3.47
ENE 12.8 3.37 7.93
E 9.5 2.64 6.25
ESE 5.9 1.88 3.97
SE 5.5 1.77 3.00
SSE 6.7 2.36 4.75
S 9.4 2.52 5.81
SSW 8.7 3.02 8.26
SW 7.1 2.31 4.07
WSW 4.9 1.68 2.52
W 5.4 1.90 5.19
WNW 11.3 2.58 6.78
NW 10.7 2.90 11.29
NNW 8.7 2.69 8.75
C 0 0.00 8.17
风玫瑰图
2
468
101214N
NNE
NE
ENE
E ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
最大风速平均风速发生频率
无风向频率0.082
本海区东南面面向黄海，自东南向西北移动的台风对本区影响较大，台风是造成本区特大风的主要原因，表2.2.2列出了1956-1984年影响山东每月出现台风的次数和频率统计。

近五十年来，对青岛地区造成损失较大的台风过程共七次，其中1985年9号台风直接从胶南登陆，瞬时最大风速为35.0m/s ，20m/s 以上风速达5小时之久。

表2.2.2 1956-1984年影响山东每月出现台风的次数和频率统 月 5 6 7 8 9 10 11 次 数 1 2 16 38 16 1 3 频率（%）
1
3
21
49
21
1
4
8级大风日数年平均为16.1 d ，最多年份31 d （1966年），是山东沿海大风日数较少的海湾。

本区全年中，冬半年大风日数较多，1-3月各月平均大风日数多于2.0 d ，6月至10月大风日数较少，月平均在0.2-0.8 d ，7、8两月大风日数最少，月平均都是0.2 d 。

2.3水文条件 2.3.1潮汐
本海区潮汐类型判别系数为0.4，属正规半日潮。

基准面关系:国家海洋局北海预报中心在董家口设立潮汐观测站位于琅玡台湾内，验潮点位置为： 35°37.3′N ，119°47.5′E ，图2.3.1为董家口临时验潮站各面高程关系图（平均海平面、理论最低潮面的计算是使用2006年9月-2007年2月的潮位资料）。

图2.3.1 董家口潮汐观测站各高程关系示意图
Fig.2.3.1 Dongjiakou tidal observation station elevation relationship diagram 潮位特征值:
以下数据以董家口理论最低潮面起算。

重现期50年，NW 方向1%H 波高值为：
极端高水位：1%H =3.89m; 设计高水位：1%H =3.89m; 设计低水位：
1%H =3.89m 。

波浪周期：
T =10.7s 平均海平面: 2.68m 平均潮差： 2.94m 工程设计水位:
设计高水位:4.71m 设计低水位:0.67m 极端高水位:5.91m 极端低水位:-0.45m 施工水位:2.68m
根据国家海洋局第一海洋研究所2006年3月编写的《董家口港区水文泥沙调查研究报告》中“乘潮水位”的相关计算，再结合与本港区相邻的青岛港小麦岛的潮位资料进行综合分析、计算，得出以下董家口港区航道乘高潮频率统计表。

表2.3.1 董家口港区航道乘高潮频率统计表（单位m ） 保证率(%) 乘潮历时 50 60 70 80 90 1h 3.84 3.75 3.65 3.56 3.46 1.5 h 3.80 3.70 3.60 3.50 3.40 2h
3.74
3.65
3.55
3.46
3.36
2.3.2波浪
资料来源及引用情况：北海预报中心技术人员于2006年9月17日正式确定了胶南董家口港
区风、浪、潮设备安装地点。

胶南董家口港区风、浪、潮观测站值班室位于董家口半岛南部，高度约15m，光学测波仪和风向风速传感器安装在此，观测站东面临海，周围没有高大建筑物，地理坐标为35º36.303′N ，119º46.784′E。

此次海浪观测报表目前完成10个月的白天观测数据，在海上能见度较差时和晚、夜间的波浪观测数据仅有波高和对应的平均周期。

波况：根据2006年9月～2007年7月的波浪实测报表记录统计。

统计其有效数据得：波向分布率最高的是ESE～SSE向，占全部有效观测数据的55.24%左右；其中多为SE向，其频率占25.64%，属常浪向。

实测最大波高值是2.5m，对应波向是ENE，对应平均波周期是5.2s，对应风向324度，即NW向，风速3.2m/s，出现在2007年4月30日14时，实测最长波周期是11.8s，对应的最大波高是1.4m，对应风向303度，即WNW向，风速1.7m/s，出现在9月17日23时，缺少对应波向和其它数据。

详见2006年9月～2007年7月波况统计表和波况玫瑰图。

以上统计表明：本海区实测海浪是多以涌浪为主的风涌混合浪。

因此：虽然常风向是ENE，但是常浪向仍然可以是SE。

表2.3.2 2006年9月～2007年7月波况统计
项目
<=0.5 0.6-0.7 0.8-0.9 1.0-1.2 1.3-1.5 1.6-1.9 >=2 合计
波向
N 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 NNE 0.28 0.00 0.00 0.14 0.00 0.00 0.00 0.42
NE 0.71 0.28 0.14 0.00 0.00 0.00 0.00 1.13 ENE 0.42 0.42 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 1.56
E 1.42 0.57 0.57 1.27 0.42 0.28 0.14 4.67 ESE 5.81 4.53 2.12 1.98 0.85 0.14 0.14 15.58 SE 12.04 6.66 3.82 2.27 0.71 0.14 0.00 25.64 SSE 9.21 2.27 1.13 1.27 0.14 0.00 0.00 14.02
S 4.53 1.13 0.85 0.28 0.14 0.14 0.00 7.08 SSW 2.12 0.28 0.14 0.00 0.14 0.00 0.00 2.69 SW 0.85 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.85 WSW 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
W 0.14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 WNW 0.28 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.28 NW 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.99 NNW 0.28 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.28
C 24.36 0.14 0.14 0.00 0.00 0.00 0.00 24.65
合计63.46 16.29 9.07 7.37 2.55 0.85 0.42 100.00
图2.3.2 2006年9月~2007年7月波玫瑰图
设计波要素的推算：
为推算本海区不同重现期的设计波要素，根据资料情况，对于SE向波，设计波要素则是引用石臼港建港时采用的设计数据。

对于S向浪，是采用后报方法求得本海区12m等深线处的波要素。

设计波向的确定：
工程海区位于胶南琅琊湾的西侧，董家口岬角的东侧，该处海岸外-10m等深线呈东北－西南向。

根据海岸走向及周边波浪观测资料，可以认为本区的强浪向以SE向为主。

不同重现期波要素的选取和推算：
根据董家口港区所处的地理位置和湾口朝向，考虑到本海区的常浪向、强浪向以及拟建海港工程的布局，应该说，SE、E、S向波浪对海港工程最为不利。

因此选取SE、E、S向为对本工程海域影响的主要浪向，并就这三个方向推算设计波要素。

为了比较，下表列出了小麦岛与石臼外海SE向设计波要素。

其中，石臼设计波要素列出了石臼港建港时根据天气图后报得到的设计波浪要素和根据实测资料频率分析得到的设计波要素，小麦岛设计波要素为实测资料频率分析得到。

表2.3.3 小麦岛(22m水深)及石臼(13m水深)外海SE向设计波要素
项目
50年一遇25年一遇
H3/1
(m)
H1/10
(m)
H1%
(m)
T
(s)
H1/3
(m)
H1/10
(m)
H1%
(m)
T
(s)
小麦岛实测资料 6.1 7.3 8.4 10.7 5.3 6.4 7.4 10.4 石臼
实测资料 4.20 5.04 5.85 8.9 3.58 4.30 5.00 8.2
天气图推算 5.2 6.2 7.1 10.0 4.8 5.7 6.6 9.5
综上所述，本区极值波高应介于小麦岛和石臼之间。

由上表可见，小麦岛海区因水深较大，海区开阔，故SE向设计波要素偏大，而根据石臼实测资料得到的设计波要素偏小。

综合比较，选用石臼港建港时根据青岛海上大风资料，查阅对应的天气图，采用后报方法得到的SE向设计波浪要素来作为本区海图水深12m处的SE向设计波要素。

对于E向、ESE向设
计波高，是采用后报方法求取，得防波堤和护岸设计波要素。

表2.3.4 防波堤和护岸设计波要素(设计高水位，4.71m, 重现期：50年) 方向 H1％（m ） H4％（m ） H5％（m ） H13％（m ） T (s) E 3.77 3.30 3.19 2.68 8.9 ESE 3.77 3.30 3.10 2.60 7.5 SE 、SSE 3.89 3.22 2.13 1.78 6.3 S 2.21 2.2 2.13 1.78 5.6 N 2.6 2.3 2.1 1.8 3.4 NE
2.7
2.12
2.2
1.9
3.5
2.3.3海流 现状流况：为了解工程区潮流状况，国家海洋局第一海洋研究所对附近四个海流观测站进行了大、小潮两次周日连续同步海流观测（观测站位置图2.3.3所示）。

观测时间为：大潮2005年6月22日15点至23日16点；小潮2005年6月16日14点至17日15点。

两次观测期间天气条件较理想，海况为3至4级。

董家口咀
琅琊台湾
棋子湾
119.74
119.76
119.78
119.8
119.82
119.84
119.8635.56
35.58
35.6
35.62
图2.3.3 实测潮流观测站位置示意图
各站的潮型系数中，潮流类型判别数(WO1+WK1)/ WM2最大为0.30，均小于0.5，故观测海域潮流性质为规则半日潮流。

H1站、H2站和H3站实测海流主流向为偏ENE-WSW 向；H4站实测海流主流向为偏NW-SE 向。

大潮期，H1站、H2站和H3站涨潮流流向为偏WSW 向，落潮流向为偏ENE 向；H4站涨潮流流向为偏NW 向，落潮流流向为偏SE 向。

小潮期各站海流主流向与大潮期基本一致。

H1站位于琅玡台湾湾外，董家咀以南，所处海域广阔，水深较深，受突出岬角影响，该区域海流流速较大，最大流速为99cm/s 。

H3站位于湾外的主流道上，该站水深较深，海流较大，最大流速为98cm/s 。

H2站位于工程海区，海图5m 等深线附近，该处地形变化复杂，受地形影响，流速不大，最大流速为66cm/s 。

H4站位于湾内，水深较浅，流速较小。

大潮期，涨潮流最大流速为99cm/s ，落潮流最大流速为79cm/s ；小潮期，涨潮流最大流速为63cm/s ，落潮流最大流速为59cm/s 。

H1站、H2站和H3在两次观测中，涨潮流的最大流速均大于落潮流。

H4站，大潮期，涨潮流向最大流速大于落潮流向；小潮期，涨、落潮流的最大流速相差不大。

H1站、H2站和H3站的椭圆率|K|值在0～0.15之间，潮流的运动形式为往复流；
H4站各层的|K|值均大于0.5，潮流的运动形式为旋转流。

潮流的旋转方向，各站垂向上的变化一致。

其中H1站、H2站和H3站各层旋转方向为逆时针，H4站各层的旋转方向为顺时针。

大潮期平均余流流速为6.9cm/s ，最大余流流速为16.3cm/s ，流向为75º，小潮期平均余流流速为9.7cm/s ，最大余流流速为15.1cm/s ，流向为267º。

各站平面上，大潮期，位于董家咀外的H1站、H3站余流较大，H2站次之，位于琅玡台湾内的H4站最小。

小潮期，H1站、H2站和H3站的余流流速较大，H4站最小。

大、小潮期上，H1站、H2站和H4站小潮期余流大于大潮期；H3站则相反，大潮期的余流较大。

H1站、H2站和H3站大潮期余流流向与落潮流主流向基本一致，为偏NE 向；小潮期余流流向与涨潮流主流向基本一致，为偏SW 向。

H4站，大潮期余流流向为SW 向，小潮期余流流向为NW 向。

董家口咀
琅琊台湾
棋子湾
119.74
119.76
119.78
119.8
119.82
119.84
119.86
35.56
35.58
35.6
35.62
图2.3.4 大潮期各站垂线平均海流矢量图
董家口咀
琅琊台湾
棋子湾
119.74
119.76
119.78
119.8
119.82
119.84
119.86
35.56
35.58
35.6
35.62
图2.3.5 小潮期各站垂线平均海流矢量图
潮流最大可能流速: 按规则半日潮流海区的公式计算，计算结果列入表2.3.5，测区潮流最大可能流速在 15.8～124.8 cm/s 之间。

表2.3.5 各测站可能最大流速分析 项 目 站位号及层次
可能最大流速 流速(cm/s) 方向( ) H1
表层
124.8 263 0.6H 111.4 260 底层 92.3 259 H2
表层
90.4 239 0.6H 72.2 239 底层
59.7
237
H3 表层110.9 253 0.6H 92.9 253 底层79.8 251
H4 表层21.6 319 0.6H 19.3 304 底层15.8 301
余流:
表2.3.6 大、小潮期各测站各层次余流数值流速(cm/s)、流向（°）
项目站位号及层次大潮期余流小潮期余流
流速(cm/s) 方向( ︒ ) 流速(cm/s) 方向( ︒ )
H1 表层12.0 77 15.1 267 0.6H 11.8 71 13.9 263 底层9.1 63 11.5 260
H2 表层 3.5 47 14.8 240 0.6H 2.3 59 12.0 240 底层 1.7 53 9.6 240
H3 表层16.3 75 10.0 251 0.6H 12.4 69 10.1 256 底层9.2 65 9.8 255
H4 表层 2.0 218 3.4 315 0.6H 1.6 207 3.2 302 底层 1.3 209 2.5 303
余流流速：本次观测海域余流流速不大，大潮期平均余流流速为6.9cm/s，最大余流流速为16.3cm/s，流向为75º，小潮期平均余流流速为9.7cm/s，最大余流流速为15.1cm/s，流向为267º。

余流流向：H1站、H2站和H3站大潮期余流流向与落潮流主流向基本一致，为偏NE 向；小潮期余流流向与涨潮流主流向基本一致，为偏SW向。

H4站，大潮期余流流向为SW 向，小潮期余流流向为NW向。

垂线上，各层流向基本一致。

2.3.4海冰
本工程海域属无海冰区域，因此，工程建设可不考虑海冰作用。

2.4地形、地貌及泥沙运动
本工程海域处于基岩岬湾岸段，在大地构造上处于新华夏第二隆起带次级构造胶南隆起的东部，南黄海盆地的西部。

出露的地层仅有元古界胶南群和第四系更新统、全新统。

出露的岩浆岩是元古代的酸性和中性岩体和中生代燕山运动的侵入岩体。

周边陆域主要是侵蚀剥蚀底丘和剥夷准平原，地表覆盖表层残积物，并分布有水系和流水地貌。

沟槽切开地表松散沉积层，床底基岩裸露。

因被冲沟切割，陆域地形不完整，地形支离破碎，流水侵蚀物质多随河流入海。

内陆地形的剥蚀隆起使港区附近缺常流水大河注入，只有数条近源季节性小河在湾顶入海，形成近海河谷平原或滨海平原，在潮间带形成大片潮滩，向岬角区逐渐过渡为海蚀
崖。

港区北侧琅琊台湾的湾顶已建拦海大坝，坝前形成新的潮滩，港区岸段属基岩海蚀崖岸段。

本海区海底泥沙主要是细颗粒的粘土质粉砂（YT），水体悬沙含量小，平均为13.4mg/l~17.1mg/l。

泥沙来源主要是水体带来的细颗粒泥沙。

波浪和潮流对底沙作用较弱，只有在较大波浪和水流较大的时刻海底泥沙才有部分起动，泥沙主要运动方式为悬沙输移和落淤，由于水体较清，悬沙输移率低，淤积程度较小，底床较为稳定。

实际情况表明，董家口港区全岸段岸线和岸坡稳定，基本上无泥沙淤积问题。

2.5工程地质
区域地质地貌概况:场区地处鲁东南丘陵区的边缘，濒临南黄海，在大地构造上处于新华夏系第二隆起带次级构造——胶南隆起的东部。

区内基岩广泛出露, 岩性为震旦纪胶南群正变质岩（角闪岩、片岩、变粒岩、透闪岩）。

场区位于向海突出的基岩岬角董家口嘴东的琅琊台湾，其为岬湾相间的砂质海岸。

天然水深5～15m，底质为泥。

土层分布及其工程地质性质:
据现有钻探资料，场区岩土层分布较有规律，各岩土层分布及其工程地质性质综述如下：①1淤泥质粉质粘土
分布广泛。

层顶高程-10.95～-12.82m（当地理论最低潮面，后同），层厚3.0～6.6m。

灰褐色、灰色，软塑状，中塑性，混少量碎贝壳及砂团。

个别钻孔夹有淤泥、砂及角砾透镜体。

标贯击数小于1击。

①2淤泥质粘土
局部分布。

层顶高程-15.05～-15.61m，层厚1.0～1.5m。

灰褐色、灰色，软塑状，高塑性，混少量碎贝壳及砂团。

标贯击数小于1击。

②1粉质粘土
分布较广泛，不连续。

层顶高程-17.31～-18.82m，层厚0.8～2.0m。

灰黄～黄褐色，可塑～硬塑状，中塑性，夹砂斑、砂团，偶见钙质结核。

平均标贯击数12.5击，容许承载力为210kPa。

②2粘土
局部分布。

层顶高程-16.61～-19.61m，层厚0.7～1.5m。

灰黄色、黄褐色，硬塑状，高塑性，夹粉细砂薄层或砂粒，偶见钙质结核。

平均标贯击数
9.0击，容许承载力为210kPa。

②3粉土
分布不广泛。

层顶高程-19.95～-22.21m，层厚0.8～2.7m。

黄褐色，稍密状，土质不均。

平均标贯击数14.4击，容许承载力为200kPa。

③强风化岩
为强风化花岗岩。

岩面高程-9.82～-25.31m。

黄褐色，灰白色，原岩结构可见，主要矿物为石英、长石等，次要矿物为云母，岩样手掰易碎。

平均标贯击数大于50击，容许承载力为500kPa。

表2.5 各土层物理力学性质指标统计表
土层指标①1淤泥质
粉质粘土
①2淤泥质粘土②1粉质粘土②2粘土②3粉土
天然含水率W（%）42.1 47.3 22.4 28.1 21.2 天然重度 （kN/m3）17.44 17.01 19.98 19.61 20.11 孔隙比e 1.18 1.34 0.63 0.74 0.59
液限WL 32.0 38.4 27.2 39.2 23.4
塑性指数IP 14.9 19.1 12.2 19.6 6.6 液性指数IL 1.68 1.48 0.61 0.44 0.67
压缩系数
av0.1-0.2(MPa-1)
0.95 1.18 0.29 0.37 0.17
压缩模量
Es0.1-0.2(MPa)
2.39 2.08 6.25 4.94 9.78
固结快剪φ（度）13.8 12.2 19.7 16.4 24.1 C（kPa）8.0 5.6 22.8 16.3 12.0
快剪φ（度）0.2 0.4 11.7 24.8 C（kPa） 4.8 6.2 21.8 12.0
工程地质条件分析评价:
1.本区属稳定区域，未发现与工程建筑有关的不良地质现象，适宜建筑。

2.强风化岩为良好的持力层。

3.区内淤泥质土较厚，近岸渐薄至缺失。

地震烈度:据国家质量技术监督局发布的1：400万《中国地震动参数区划图》及说明书（GB18306-2001），本区,地震基本烈度为6度。