’＇一。。０一，－一 防波堤建设对港池航道泥沙回淤的影响 谢宁宁 ，管玉东 ，张娜 （１．中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉４１００７１；２．交通运输部天津水运工程科学研究所，天津４３００６０） 【摘 要】 以越南某沿海海港防波堤工程为例，介绍该工程自然条件和泥沙来源，建立 波流共同作用下的泥沙数学模型，模拟计算港区不同防波堤布置方案的泥沙回淤情况。模拟 结果表明：沿口门向外，年淤积强度呈近岸大、外海小的趋势分布；建设南北防波堤方案的港 内年均淤积量明显减少；当港池航道开挖深度为一６．５ ｍ时，全港淤积量最少。 【关键词】 防波堤；泥沙回淤；淤积强度 风、波浪和潮流是海洋的主要动力因素，也是 泥沙运动的主要影响因素。由于防波堤的建设必 将对当地水动力环境及水沙运动特性产生一定的 影响，因此，极有必要对水沙动力过程及港区开挖 后对周边水沙动力环境的影响、港池航道内的回 淤等问题进行深入研究。本文以越南某沿海海港 为例，综合考虑风、径流、季节变化、波浪和潮流对 工程区域泥沙输运的影响，预测防波堤建设后港 池航道的泥沙回淤情况，为合理确定港口平面布 置以及未来港区运行提供指导。 图１平面布置方案 表１数模计算工况 平面布置 计算工况 方案 方案一 方案二 １ 工程概况 工程位于越南湄公河三角洲沿岸，在Ｂａｓｓａｃ Ｒｉｖｅｒ和湄公河主流两个人海口ＤｉｎｈＡｎＥｓｔｕａｒｙ与 防波堤长度 只建北防波堤 港池航道开挖水深 （ＣＤ基准面），ｍ 一９．５ 一６．５ —９５ ．工况１ 工况２ 工况３ 工况４ 工况５ Ｃｕｎｇｈｕａ Ｅｓｔｕａｒｙ之间。该工程拟建设煤码头和油 建设北防波堤，包 括南端堤头７００ｍ 码头，并配套建设防波堤，开挖航道、港池及掉头 区。根据防波堤建设长度不同，平面布置分为３个 方案三 建设南北防波堤 一６．５ —９．５ 方案（见图１）；港池航道开挖深度共分为５个工况 １．１ 自然条件 （见表１）。 收稿日期：２０１５—０５—２２ 作者简介：谢宁宁（１９８６一），女，硕士、助理工程师，研究方向为水文航道。 ・工程海域主要受典型季风气候影响，一年分 ２２・ 为两个明显的季节：雨季（５—１０月）和旱季（１１月 的波浪沿岸输沙，但由于该区域沙质沉积物相对 一次年４月）。１１月一次年４月盛行东北季风，常 较细，且主要存在一４ｍ等深线以浅区域，因此，沿 河口拦门 风向为东向；５—１０月盛行西南季风，常风向为西 岸输沙量不大。根据收集到的遥感图片，南向。 浅滩区域含沙量相对较高，而河道内含沙量则相 根据工程附近外海点（１０６．５７。Ｅ，９．５３。Ｎ）的波 对较低。显然，工程区域近岸泥沙来源以浅滩泥沙 浪分频分级结果，常浪向为东向和西南偏南向。工 就地悬浮起动搬运为主，河口拦门浅滩水域由于 程海域平均波高不大，０．８ ｍ以下波高出现频率占 水深小、浅滩面积大，成为泥沙的主要供给区域。 到全年频率的６０．９％，而超过２ｍ的波浪出现频率 仅为１．６％。 根据２０１２年１０＿＿ｌ１月的实测潮位资料，该海 域潮汐属于不规则半Ｅｔ潮，平均潮差约２．０２ ｍ，最 大潮差４．１１ ｍ，属中潮海区。２０１２年１Ｏ月进行的 ６条垂线大、小潮水文同步观测显示，各站涨、落潮 流基本呈顺岸运动，各站大、小潮垂线平均流向为 西南一西南偏西向。 工程海域受季风海流影响明显，冬季在东北 季风的作用下，向西南方向流动；夏季在西南季风 的作用下，沿着越南海岸北上，向东北方向流动。 根据２０１２年１０月现场实测，海流呈顺岸运动，且 流向主要为单向的偏西向流；流速分布总体呈近 岸大、外海小的趋势，各站平均流速约为Ｏ．２～０．７ ｍ／ｓ，最大流速可达１．５ ｍ／ｓ以上。 工程海域２０１２年１０月实测含沙量各站相差 不大，大潮时平均含沙量约０．１８３～０．２３３ｋｇ／ｍ３；小 潮时平均含沙量约０．１５０～０．２８１ ｋｇ／ｍ３。含沙量垂 线分布底高表低，底层基本为表层的２～３倍，底 层最大含沙量接近０．５ｋｇ／ｍ３。工程区附近－４ｍ等 深线以外区域底质为细颗粒的砂一粉砂一黏土、黏土 质粉砂及粉砂质黏土，粒径在０．００２—０．０２７ Ｉｎ／ｌｌ， 黏土百分含量基本大于２０％；－４ ｒｎ等深线以浅区 域的底质主要为粒径０．１ ｍｉｌｌ左右的极细砂和粉砂 质砂，黏土百分含量基本小于２０％。这类泥沙在一 定的波流作用下容易起动和沉降，在确定港区口 门的位置和航道选线时应当引起重视。 １．２泥沙来源 工程区域位于湄公河的两个人海口之间，河 流来沙较为丰富。虽然工程区域近岸存在一定量 ２案例分析 ２．１数学模型的建立及验证 针对工程所在海域的特点，建立适用于该海 域的二维水动力泥沙数学模型，并充分考虑波浪、 潮流对泥沙运动的影响。根据现场实测波浪资料 和大、小潮水流资料对波浪模型和水流模型进行 验证，利用波、流作用下泥沙模型对泥沙运动及地 形冲淤情况进行模拟，并利用实测含沙量及Ｄｉｎｈ Ａｎ河口航道回淤资料进行验证，验证结果满足《海 岸与河口潮流泥沙模拟技术规程》精度要求。由此 可知，二维水动力泥沙数学模型合理，模型预测结 果可信，可用于对工程方案水动力和泥沙回淤的 预测。 ２．２泥沙回淤分析 ２．２．１模拟条件 为了解工程方案实施后港池、航道内的泥沙 淤积情况，利用泥沙数学模型对各工况进行泥沙 数值模拟计算，计算所采用的水动力条件见表２。 表２泥沙淤积计算水动力条件 时间 １１月一次年４月 ５—１０月 季风 东北季风 西南季风 季节 旱季 雨季 近岸水域潮流 东北至西南向单向流 西南至东北向单向流 波浪向（年均波高） 东到东南偏东向 南至西南偏南向 上游河道流量 平均流量４９５３ｍ３／ｓ 平均流量１６ ２００ｍ３／ｓ 上游河道泄沙量 输沙量为１６ ９６０ ｔ／ａ，按照洪水流量进行分配 ２．２．２工程建设对流场、波浪及含沙量影响 由于近岸水域涨、落潮期间水流均呈单向运 ・２３ ・ 世界；由运市场 （２０１５年６月） ２０１５年６月上旬的欧佩克会议决定，下半年产 ３阿芙拉型油船 量目标维持３ ０００万桶／日。国际油价小幅盘整，伦敦 布伦特原油现货价全月在６１～６６美元／桶，月平均 阿芙拉型油船运输市场运价上升。杰伊汉港的 ６４美元／桶，环比下降２．８％。全球原油即期运输各船 出口货盘成交稳健，跨地中海航线运价范围向上收窄 型市场成交均有增加，小型船舶运价上涨推动综合水 在ＷＳ １２０一ＷＳ １３５，个别黑海至地中海航线运价 平向上振荡。我国进口航线运价高位波动，上海航运 达到ＷＳ １５０水平。波罗的海短程航线货盘活跃，７ 交易所发布的中国进口原油运价综合指数（ＣＴＦＩ）中 月上旬运力吃紧，至欧陆航线１０万吨级船运价上提 旬摸高至１ ４４４点，６月３０日报收于ｌ ２９７．５９点，较 到ＷＳ ９５～ＷＳ １４５，个别航线运价达到ＷＳ １６０。 上月底下降２．０％，月平均１ ３０６点，环比下降３．１％。 其他欧美航线行情同步上振，加勒比海至美湾航线７ 万吨级船运价在ｗＳ １１８一ＷＳ １６５。中国进口航 １超大型油船 线运价全面上升，科兹米诺至中国北方港口航线１Ｏ 超大型油船运输市场单月成交量已恢复至第一 万吨级船的包干运费提升在７７．５万～１０３．５万美元。 季度水平。炼厂维修结束，波斯湾地区货盘充沛，运 此外，由于贸易商预计未来燃油价格将上升，部分阿 价振动范围收小。拉斯坦努拉至宁波航线２６．５万吨 芙拉型油船被短期租用作为燃油储存库。 级船运价（ＣＴ１）全月在ＷＳ ６０～ＷＳ ７１波动，月平 均ＷＳ ６３．９７，环比下降４．４％；等价期租租金（ＴＣＥ） ４成品油船 平均５．９６万美元，日，环比下降４．１％。西非行情基本 本月，成品油运输市场总体成交稳健，运价上 平稳，西非马隆格／杰诺至宁波航线２６万吨级船运价 升。波斯湾至亚洲航线石脑油货盘推动７．５万吨级 （ＣＴ２）收窄在ＷＳ ６１～ｗＳ ７３，平均ｗＳ ６５．３３，下 船运价从ＷＳ １１５升至ＷＳ １３５水平；该航线５．５万 降１．３％，ＴＣＥ平均６．４２万美元／日。 吨级船运价保持ＷＳ １４０水平；印度至日本航线３．５ 万吨级船运价从ＷＳ １２５提升到ＷＳ １４３。中国进 ２苏伊士型油船 口燃料油成交恢复，运价上涨，６月中旬新加坡至中 苏伊士型油船运输市场运价表现波动。至欧洲 国航线８万吨级船货盘成交运价在ＷＳ １４０一ＷＳ 地中海航线运价振幅收小，西非至地中海航线运价在 １８０。美国成品油进出口航线运价本月也小幅提高， ＷＳ ８０一ＷＳ １０５；黑海至地中海航线运价在ＷＳ ９０ 美湾至欧洲航线３．８万吨级船柴油运价范围上移在 ～ＷＳ １２５。加勒比海短程航线运价小幅下移在ＷＳ ＷＳ ９８～ｗＳ １２５，欧洲至美东航线３．７万吨级船汽 ７５～ＷＳ ｌ１Ｏ。波斯湾航线运价振动加剧，至地中海 油运价在ＷＳ １５０～ＷＳ １９０。美国炼油厂产能２０１４ 航线运价在ｗＳ ４０～ＷＳ ６５，至印度航线运价在ＷＳ 年增长０．２％，达到日平均１ ８００万桶，今年将再增 ８５一ＷＳ ｌ５Ｏ。中国原油进口来源分布在东南亚、红 １％，美湾出口货盘将继续增加。 海、地中海和南美。 （上海航运交易所信息部 汪叶） （上接第２４页）变化（旱季和雨季）、径流、波浪、潮 施后的模拟结果表明，沿口门向外，年淤积强度呈 流等多重因素的影响，模拟条件较为复杂。本文综 近岸大、外海小的分布趋势；方案三的港内年均淤 合考虑影响泥沙运动的因素及泥沙在波流共同作 积量明显减少，工况４的全港淤积量最少。预测的 用下的运动特点，建立波流共同作用下的水动力 港池航道淤积量可以为总平面布置方案的确定及 泥沙数学模型，对泥沙回淤进行预测。规划方案实 建设后港池航道的疏浚量提供参考。囵 ・３７・
