◎ 李陽 福建省港航勘察設計研究院
廈門港海滄港區(qū)位于九龍江河口區(qū),是較為典型的淺水深用港區(qū),水體含泥量相對較大,上游來水來沙對海滄航道回淤存在較大影響,特別是上游泄洪存在不確定性,受季節(jié)、天氣影響明顯,因此海滄航道回淤不均衡,回淤速率也相對較快,備淤深度無法滿足延長維護周期的預期。為更好的保障港區(qū)生產(chǎn)需要,準確預估航道回淤量,提高航道通航水深保證率,有必要對海滄航道異常淤積界定條件進行研究。
廈門港海滄航道自1998年起歷經(jīng)多次擴建工程,其中海滄航道擴建二期工程E′~海滄19#泊位航段于2009年8月交工驗收;海滄航道擴建三期工程建設范圍為E′~海滄7#泊位航段,于2012年12月交工驗收;海滄航道擴建二期工程20#~21#泊位航段于2015年7月交工驗收。海滄航道各段規(guī)模及尺度分述如下:
海滄航道從主航道E′接入至海滄港區(qū)21#泊位(E′~K2),航道總長度10.87km。其中E′點至海滄港區(qū)7#泊位西端部(E′~G2),全長約6.26km,航道通航寬度250m,底高程-15.5m,通航水深15.1m,10萬噸級集裝箱船全潮通航(通航水位0.72 m),15 萬噸級散貨船乘潮保證率90%、乘潮歷時3小時、乘潮水位4.29m,15萬噸級集裝箱船乘潮保證率100%、乘潮歷時5小時、乘潮水位2.74m;8#泊位至19#泊位西端部(G2~J1),長約4.13km,航道通航寬度250m,底高程為-14.0m,通航水深13.6m,可滿足營運吃水13.0m的10萬噸級船舶全潮通航要求;20#泊位~21號泊位段(J1~K 2),長度0.48km,航道通航寬度170m,底高程為-11.5m,通航水深11.0m,可滿足7萬噸級散貨船乘潮通航。
海滄航道擴建二期工程建成以來,由于航道回淤速率較快,長年采用常年性維護模式進行維護,即年維護疏浚工程量按年預測量由施工單位包干,施工單位根據(jù)每月測量資料,對航道淤積區(qū)及時進行維護疏浚,每月定期進行水深測量考核的維護模式。但受上游泄洪或異常天氣影響時,海滄航道時常出現(xiàn)淤積量較大的異?;赜佟?010年6月起至今,海滄航道已發(fā)生多次異常淤積,且異常淤積量較大,與設計維護工程量相差甚大,且及時維護到要求標準難度較大。為此應設定異?;赜俚慕缍l件,用于認定異常回淤工程量。
海滄航道處于九龍江北港下游,距北溪橋閘僅約10.8k m。據(jù)調(diào)查2009年8月至2010年4月九龍江流域氣象條件良好,同期間九龍江北溪橋閘無開閘泄洪,則海滄航道保持了較好的穩(wěn)定性;2010年6月~2019年7月海滄航道多次發(fā)生異?;赜佻F(xiàn)象,同期間九龍江北溪橋閘均有泄洪,以上情況說明了海滄航道淤積與九龍江北溪橋閘泄洪密切相關,其沖淤變化受北溪橋閘泄洪的直接影響。
分析數(shù)據(jù)采用海滄航道2016年3次、2017年1次和2019年1次異?;赜侔l(fā)生期間北溪上游浦南水文站的流量資料和天氣情況,具體分析如下:
(1)2016年3月異?;赜?。2016年3月中旬,北溪上游龍巖、漳平地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)大雨天氣,根據(jù)浦南水文站流量/庫容日報表,北溪閘口從3月20日至3月24日持續(xù)泄洪,其中泄洪流量超過1000 m3/s的時段持續(xù)101小時。超過1700m3/s的分別出現(xiàn)于21日和23日,分別持續(xù)了24小時和10小時。其流量過程線詳見圖1。本次泄洪產(chǎn)生異常回淤35.75萬m3。
(2)2016年7月異?;赜?。2016年7月,1號臺風“尼伯特”于我省沿海登陸,影響廈門及附近區(qū)域。根據(jù)福建省港航管理局勘測中心臺風前7月1日~7日測圖和臺風后7月12日~16日海滄航段維護測圖,該段期間海滄航道異?;赜?1.03萬m3。
(3)2016年9~10月異?;赜佟?016年9月15日,14號臺風“莫蘭蒂”在廈門市正面登陸,9月28日,17號臺風“鲇魚”在廈門附近地區(qū)登陸。兩次臺風對廈門市及附近地區(qū)產(chǎn)生極大影響,造成海滄航道發(fā)生大規(guī)?;赜佟8鶕?jù)福建省港航管理局勘測中心9月7日測圖和10月5日測圖計算至設計底高程,臺風期間海滄航道8#~21#泊位航段產(chǎn)生異?;赜倭繛?53.57萬m3。
(4)2017年6月異?;赜?。2017年6月中旬,北溪上游地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)大雨天氣,根據(jù)浦南站流量/庫容日報表,北溪閘口浦南方向從6月15日至22日期間持續(xù)泄洪,下泄流量超過1700m3/s的時段持續(xù)69小時,下泄流量超過1000 m3/s的時段持續(xù)189小時。其流量過程線詳見圖2。本次泄洪產(chǎn)生異常回淤53.61萬m3。
(5)2019年6月異?;赜?。2019年6月上旬,北溪上游地區(qū)出現(xiàn)大雨天氣,根據(jù)浦南站流量/庫容日報表,北溪閘口浦南方向從6月2日至6月4日期間持續(xù)泄洪,下泄流量超過1700m3/s的時段持續(xù)10小時,下泄流量超過1000m3/s的時段持續(xù)58小時。其流量過程線詳見圖3。本次泄洪產(chǎn)生異?;赜?9.77萬m3。
綜合以上分析,海滄航道的異?;赜僦饕膳_風影響或上游泄洪引起,當上游浦南站流量超過1000m3/s且持續(xù)24小時以上時基本能引發(fā)海滄航道的異?;赜?。此外考慮到海滄航道月均回淤量約10萬m3,其中8#~21#泊位航段現(xiàn)狀條件下月均回淤7.0萬m3,同時考慮《水運工程測量規(guī)范》允許的測量誤差0.1m,因此還需8#~21#泊位航段按通航水深計列單次回淤量大于17萬m3(包含該時間段內(nèi)正?;赜倭浚┛蓡赢惓;赜俚恼J定程序。
圖1 北溪浦南水文站2016年3月20日-24日放水流量示意圖
圖2 北溪浦南站2017年6月15~22日放水流量示意圖
圖3 北溪浦南站2019年6月2~4日放水流量示意圖
綜上所述海滄航道異?;赜俚慕缍l件為同時滿足以下兩點:
(1)臺風影響廈門海域或九龍江流域北引橋閘開閘泄洪,浦南水文站泄洪流量大于等于1000m3/s且48小時內(nèi)累計24小時以上。
(2)海滄航道8#~21#泊位航段航道內(nèi)按通航水深計列實測回淤量單次超過17萬m3(包含該時間段內(nèi)正?;赜倭浚?。