◎劉浩 中交四航局港灣工程設(shè)計(jì)院有限公司

礬石水道起于深圳港蛇口作業(yè)區(qū)，止于東莞沙角，位于珠江出?？谥袞|部位置、粵港澳大灣區(qū)的核心區(qū)域。其航運(yùn)暢通，四通八達(dá)，北與川鼻航道相連、經(jīng)珠江水系連接華南，南可經(jīng)龍鼓水道穿越香港地區(qū)出南海，同時(shí)可經(jīng)過(guò)深圳港西部出海通道連接外海，與廣州港進(jìn)港航道基本平行。

珠江口沿岸產(chǎn)業(yè)布局密集，港區(qū)規(guī)劃建設(shè)規(guī)模大，作為珠江口未來(lái)的水運(yùn)主通道之一的礬石水道發(fā)展規(guī)劃技術(shù)等級(jí)評(píng)定為10萬(wàn)噸級(jí)[1]，航運(yùn)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

隨著深圳港、東莞港、南沙港區(qū)沿海深水泊位和“西橋東隧”深中通道的建設(shè)[2]，以及寶安綜合作業(yè)區(qū)一期工程3個(gè)5000噸級(jí)通用件雜貨泊位的需求，提升礬石水道等級(jí)變得十分迫切。

1.自然條件

本工程地處北回歸線以南，屬亞熱帶海洋性氣候。

1.1 風(fēng)與熱帶氣旋

工程海域累年風(fēng)多出現(xiàn)在東～東北向，常風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，頻率16.6%，東北東和東北風(fēng)出現(xiàn)頻率分別為15.0%和13.7%；強(qiáng)風(fēng)向?yàn)闁|北東，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速27m/s；次強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，實(shí)測(cè)風(fēng)速21.7m/s。

1949年～2007年期間，共有64個(gè)熱帶氣旋（不含熱帶低氣壓）登陸或影響工程所在海域，年平均1.1個(gè)。

1.2 霧

每年12月至次年5月是珠江口海區(qū)霧季，年平均霧日28天。

1.3 徑流

伶仃洋是珠江主要出海口和最大的河口灣，匯集了珠江入海八大口門(mén)中的虎門(mén)、蕉門(mén)、洪奇門(mén)和橫門(mén)四個(gè)口門(mén)的徑流。據(jù)1985～2000年資料統(tǒng)計(jì)，珠江八大口門(mén)多年平均徑流量為3280億m3，其中注入伶仃洋東四口門(mén)的徑流量為2003億m3，約占珠江河口年徑流量的61%。

伶仃洋屬于潮優(yōu)型河口灣，潮汐動(dòng)力遠(yuǎn)強(qiáng)于徑流動(dòng)力，特大洪水所增加的徑流動(dòng)力與伶仃洋納潮量相比仍為小量，潮流才是塑造和控制河口灣灘槽格局的主要?jiǎng)恿σ蛩亍?/p>

1.4 潮汐

伶仃洋的潮汐類(lèi)型屬于不正規(guī)半日混合潮，由于喇叭狀灣型的收縮作用而形成潮能的沿程積累，珠江口呈由外向內(nèi)潮差逐漸增大之勢(shì)。西岸有橫門(mén)、蕉門(mén)、洪奇門(mén)等大小口門(mén)與河汊分減潮量，再加上受上游徑流影響而減弱潮勢(shì)，西部受河口徑流影響而潮勢(shì)較弱，而虎門(mén)處河岔少，東部潮汐作用強(qiáng)，因此，東岸的潮差大于西岸。

經(jīng)實(shí)測(cè)[3]，沙角、深圳機(jī)場(chǎng)、內(nèi)伶仃島平均潮差分別為1.67m、1.53m、1.43m，落潮平均潮差與漲潮基本一致，最大潮差分別為2.65m、2.48m、2.32m。西岸的龍穴島和東岸深圳機(jī)場(chǎng)的漲潮平均潮差分別為1.54m和1.53m，落潮平均潮差分別為1.53m和1.52m。

1.5 潮流

伶仃洋潮流總體為漲潮流小于落潮流，東、西槽漲潮平均流速大致相近，西槽的落潮流速則一般大于東槽的落潮流速。但是無(wú)論落潮還是漲潮，灣內(nèi)縱向流速分布均呈現(xiàn)由灣口向?yàn)稠斨饾u增大的趨勢(shì)。

經(jīng)實(shí)測(cè)[3]，工程所在伶仃洋漲落潮流均呈往復(fù)流性質(zhì)，漲潮流主流向?yàn)镹W～NNW向，基本與礬石水道平行，落潮流主流向?yàn)镾E～SSE向；大潮漲潮最大流速為0.52～0.94m/s，落潮最大流速為0.25～1.04m/s。

1.6 波浪

珠江口及伶仃洋周邊海域的波浪主要由季風(fēng)和臺(tái)風(fēng)引起。工程所在海區(qū)內(nèi)波浪主要是風(fēng)浪。常浪向?yàn)镾SE，頻率15.3%；次常浪向是SE和S，S～SE向頻率合計(jì)為35.3%，年平均波高為0.2m；強(qiáng)浪向?yàn)镾SW、SW和W向，最大波高平均值為0.68m，最大波高為1.98m。

1.7 地質(zhì)

工程區(qū)域自上而下依次是淤泥、中砂混淤泥和粉質(zhì)黏土，疏浚開(kāi)挖范圍主要是淤泥。

2.航道功能定位

本工程礬石水道提升后的功能定位為：一是引導(dǎo)5000噸級(jí)以下“小船”的分道行駛，改善珠江口的航行秩序，以適應(yīng)珠江口船舶大型化發(fā)展趨勢(shì)，滿足增長(zhǎng)的特殊種類(lèi)船舶單向管制和班輪船舶通航的需求，保障珠江口區(qū)域港口安全運(yùn)營(yíng)、提升抗風(fēng)險(xiǎn)能力；二是構(gòu)建互通兩廣、通達(dá)港深、輻射珠江水系的江海聯(lián)運(yùn)過(guò)境大通道，滿足珠江水系內(nèi)河港口與深圳港西部港口、香港之間日益增長(zhǎng)的3000～5000噸級(jí)船舶過(guò)境航運(yùn)需求。

3.建設(shè)規(guī)模

在綜合考慮礬石水道現(xiàn)狀、開(kāi)發(fā)條件[2]的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)量需求、運(yùn)量預(yù)測(cè)和船舶流量情況，為滿足深圳港西部港口功能調(diào)整和寶安綜合作業(yè)區(qū)的建設(shè)、發(fā)展，礬石水道航道工程按5000噸級(jí)船舶全潮雙向通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)最低通航水位根據(jù)規(guī)范[4]，按低潮累積頻率90%取0.51m。航道尺度設(shè)計(jì)按5000噸級(jí)海輪通航代表船型控制，表1為船型尺度一覽表。

表1 設(shè)計(jì)控制船型參數(shù)表（單位：m）

4.航道軸線布置

4.1 布置原則

基于礬石水道水深條件較好，近年來(lái)礬石淺灘、內(nèi)伶仃島周邊大規(guī)模采砂導(dǎo)致中槽、中灘地形出現(xiàn)規(guī)模巨大的、不連續(xù)挖沙坑的實(shí)際情況[5]，礬石水道航道總平面布置遵循以下基本原則：

1）航道選線應(yīng)順落潮流向，減小軸線與強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)浪、水流主流流向的交角，并充分利用深槽，減少疏浚，降低因航道回淤造成的維護(hù)疏浚成本。

2）航道軸線盡量保持順直形態(tài)，避免過(guò)多、過(guò)大轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向，力求適航性和安全性良好。

3）航道軸線應(yīng)與深中通道隧道工程、西氣東輸二期（香港支線）海底管道工程、友聯(lián)修船基地孖洲島至大鏟島海底綜合管線隧道工程等設(shè)施相適應(yīng)，不占用已確權(quán)的專(zhuān)用海域，順直通過(guò)各工程預(yù)留的十萬(wàn)噸航道通航區(qū)域。

4）軸線應(yīng)與周邊航道相適應(yīng)，銜接平順，不占用港池水域和公共候泊錨地。

5）為未來(lái)十萬(wàn)噸級(jí)航道擴(kuò)能升級(jí)預(yù)留空間。

4.2 軸線方案

礬石水道分為上段航道（東莞沙角至寶安綜合港區(qū)進(jìn)港航道）和下段航道（寶安綜合港區(qū)進(jìn)港航道至深圳港蛇口作業(yè)區(qū)），結(jié)合航道布置原則，共提出三個(gè)航道軸線平面布置方案，見(jiàn)圖1。

圖1 各航道軸線方案示意圖

4.2.1 上段航道軸線平面布置方案

上段航道周邊設(shè)有廣州港34SJ～40SJ錨地、No33LD錨地、No32LD錨地，并且航道軸線無(wú)法避開(kāi)錨地，需要對(duì)錨地進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)狀上段航道軸線走向均基本沿著伶仃洋“三灘兩槽”的東槽深泓線布置，水深基本均在11.0m以上；根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，年回淤?gòu)?qiáng)度0.25m/a，亦是目前較大型船舶習(xí)慣航路，平順銜接川鼻水道和寶安綜合港區(qū)進(jìn)港航道，橫流較小，基本均小于0.20m/s。

因此，各方案上段航道平面布置仍采用現(xiàn)狀航道軸線，回淤小，航槽穩(wěn)定。航道在沙角電廠碼頭南側(cè)約1.8km處與川鼻水道銜接，至寶安綜合港區(qū)進(jìn)港航道與礬石水道的交點(diǎn)，軸線方向325°25＇44″～145°25＇44″，總長(zhǎng)15.59km。

4.2.2 下段航道軸線布置方案

受限于深中通道隧道沉管、西氣東輸二線廣深支干線求雨嶺—大鏟島、深圳前灣電廠220kV輸電線路和西氣東輸二線香港支線段海底管線，以及孖洲島友聯(lián)修船基地用海范圍等礬石水道附近管線交叉工程等邊界條件，礬石水道下段航道布置、調(diào)整的空間很小。

方案一下段航道為縮短航道里程、盡可能不改變船舶航道習(xí)慣、減少疏浚工程量和節(jié)約工程投資的角度出發(fā)，航道軸線從孖洲島與大鏟島之間穿過(guò)，即礬石水道現(xiàn)狀主航線；方案二結(jié)合大鏟島北航道升級(jí)需求、減少對(duì)孖洲島友聯(lián)船廠生產(chǎn)的影響，下段航道軸線走大鏟島北航道至深圳港西部港區(qū)公共航道，即大鏟島北航線方案；方案三下段航道結(jié)合方案一、二布置，組成礬石水道下段“雙通道”方案。

4.2.2.1 方案一（主航線方案）

方案一下段航道總長(zhǎng)21.60km，共分5段。第2、3段與特種海洋平臺(tái)專(zhuān)用航道礬石水道段軸線重合，既減小礬石水道疏浚開(kāi)挖量，又可提供專(zhuān)用航道使用率。

第1段自與寶安綜合港區(qū)進(jìn)港航道的交點(diǎn)延伸至專(zhuān)用航道礬石水道段，軸線方向325°25＇44″～145°25＇44″，總長(zhǎng)1.92km；航道向東微偏1°30＇2″進(jìn)入第2段、到達(dá)細(xì)丫島西側(cè)約1.2km處，總長(zhǎng)5.96k m，總長(zhǎng)；航道向東微偏5°18＇3″進(jìn)入第3段、到達(dá)大鏟島西側(cè)約720m處，總長(zhǎng)4.05km；第4段航道向東微偏2°42＇34″，不占用孖洲島友聯(lián)修船基地的使用海域，經(jīng)大鏟島與孖洲島之間的水域到達(dá)深圳港西部港區(qū)公共航道，總長(zhǎng)3.17km；第5段航道軸線基本與深圳港西部港區(qū)公共航道重合，沿方向角338°50＇4″～158°50＇14″至深圳港蛇口作業(yè)區(qū)集裝箱貨場(chǎng)西南側(cè)約1.1km處，與銅鼓航道起點(diǎn)銜接，總長(zhǎng)6.55km。

4.2.2.2 方案二（大鏟島北航線方案）

大鏟島北航道是小型運(yùn)輸船舶來(lái)往珠江三角洲和香港的重要通道，也是小型船舶通過(guò)大鏟海關(guān)驗(yàn)放的必經(jīng)水域，目前僅能滿足2000噸級(jí)內(nèi)河船單向通航，方案二考慮深圳西部港區(qū)航運(yùn)企業(yè)和大鏟海關(guān)對(duì)提升大鏟島北航道通航等級(jí)的迫切需求，航道軸線不經(jīng)過(guò)孖洲島與大鏟島之間海域，在細(xì)丫島南側(cè)連接至大鏟島北航道，再經(jīng)深圳西部港區(qū)公共航道至銅鼓航道。

方案二航道總長(zhǎng)22.33 km，分為7段，其中第4、5 段結(jié)合大鏟島北航道調(diào)整，第6、7 段與深圳西部港區(qū)公共航道基本重合。第1、2 段與方案一一致，第3 段總長(zhǎng)1.44km與方案一第3段重合，軸線方向318°37＇39″～138°37＇39″；第4段航道向東偏轉(zhuǎn)24°9＇進(jìn)入大鏟島北航道，沿現(xiàn)狀深槽布置，過(guò)西氣東輸求大線管道、前灣電廠220kV線路，總長(zhǎng)3.02 km；航道向西偏轉(zhuǎn)20°33＇進(jìn)入第5 段，繼續(xù)沿大鏟島北航道深槽至深圳西部港區(qū)公共航道。第6、7 段航道軸線方向分別為356°27＇47″～176°27＇47″、338°50＇14″～158°50＇14″，總長(zhǎng)分別為5.54km、5.53km。

4.2.2.3 方案三（雙通道方案）

方案三下段航道結(jié)合了方案一、二，航道總長(zhǎng)29.13km，一線為主航線，穿孖洲島，連接深圳港西部港區(qū)公共航道；二線為大鏟島北航線，走大鏟島北航道至深圳港西部港區(qū)公共航道。

4.2.3 方案比選

4.2.3.1 港口發(fā)展的適應(yīng)性

雖然礬石水道是公共出海航道，但是其上通廣州港內(nèi)河港區(qū)、東莞港，西銜深圳西部港區(qū)，與廣州港出海航道并行，下可至香港港，礬石水道航道布置必須與港區(qū)發(fā)展相適應(yīng)。方案一、二、三均與川鼻水道平順銜接，基本沿珠江口東槽邊線布置，距離寶安綜合港區(qū)近，港口適應(yīng)性好。

2019年大鏟島北航道日均通行500多艘次，2018年至2019年內(nèi)連續(xù)發(fā)生了近30起船舶擱淺事故，因此，大鏟島北航道存在較大的船舶航行安全隱患，淺灘問(wèn)題對(duì)船舶航行安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，航運(yùn)企業(yè)對(duì)此反映強(qiáng)烈。相比方案一，方案二、三疏通了大鏟島北航道，滿足珠江三角洲與香港之間的過(guò)境、大鏟海關(guān)檢查的需求，并提供了一條便捷的深圳大鏟灣作業(yè)區(qū)與上游珠江三角洲內(nèi)河港口之間水水中轉(zhuǎn)、集疏運(yùn)通道。

4.2.3.2 通航條件

方案一航道5段（上段航道與下段航道第1段共線），而方案二航道7段，方案三航道結(jié)合了方案一、二共8段。方案一的轉(zhuǎn)向次數(shù)比方案二、三少，且最大轉(zhuǎn)向角為22°55＇8″，位于孖洲島東側(cè)、礬石水道與深圳西部港區(qū)公共航道交匯處；方案二、三的最大轉(zhuǎn)向角為41°26＇21″，位于大鏟島北航道與深圳西部港區(qū)公共航道交匯處，其次是位于礬石水道與大鏟島北航道的交匯處轉(zhuǎn)向角24°8＇58″。因此，方案一轉(zhuǎn)向次數(shù)少、轉(zhuǎn)向角度小，有利于船舶操縱，通航條件最好。

4.2.3.3 航道穩(wěn)定性分析

①河床演變。根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，伶仃洋北部水域“三灘兩槽”的基本格局總體保持基本穩(wěn)定，如圖2所示，內(nèi)伶仃周邊挖沙坑和中槽中灘的挖沙坑尚未打通。大量采砂后，礬石水道沿線的水深條件雖然有明顯改善，但巨大的挖沙坑不僅會(huì)影響伶仃洋的水流動(dòng)力分布和灘槽沖淤變換，發(fā)生東槽西部的大規(guī)模挖沙活動(dòng)還可能會(huì)改變東槽自然演變的發(fā)展方向，后續(xù)應(yīng)對(duì)礬石航道沿程挖沙坑地形變化進(jìn)行追蹤觀測(cè)。

圖2 方案一實(shí)施后對(duì)周?chē)Ｓ蛩鲃?dòng)力影響

②水動(dòng)力條件。根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，各航道軸線方案實(shí)施后對(duì)周?chē)鲃?dòng)力的影響范圍僅局限在航道沿程有開(kāi)挖浚深里程段，平均流速最大增幅0.08m/s，流速最大減幅0.27m/s，大部分水域流速增減幅度在0.10m/s以內(nèi)，基本不會(huì)對(duì)港珠澳大橋、深中通道、伶仃航道、銅鼓航道、蛇口作業(yè)區(qū)、赤灣作業(yè)區(qū)、媽灣作業(yè)區(qū)等周邊工程的水流條件產(chǎn)生影響。

各方案航道選線順應(yīng)了“東槽”天然深槽，對(duì)伶仃洋海底地貌改變是有限的。但是方案二、三航道大鏟島北航線的軸線走向與水流主流向夾角較大，且航槽疏浚開(kāi)挖量大，實(shí)施后大鏟水道、大鏟灣港區(qū)、深圳西部港區(qū)公共航道少部分區(qū)域流速會(huì)有0.10m/s以內(nèi)的增減變化。

③航道內(nèi)最大橫流對(duì)比。根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，方案一航道軸線沿程最大橫流發(fā)生在深圳西部港區(qū)公共航道，以及大鏟島東、孖洲島北、兩島之間水域，最大橫流流速0.29m/s，如圖3所示，分級(jí)橫流超過(guò)0.25m/s的時(shí)間持續(xù)分別為3小時(shí)10分、30分鐘。方案二、三與方案一對(duì)比，航道沿程最大橫流發(fā)生在大鏟島北航道轉(zhuǎn)彎段，尤其是大鏟島北航線與礬石主航線的交匯彎段，最大橫流流速0.47m/s，如圖4所示（方案三航道年沿程最大橫流為圖3方案一+圖4方案二中K5+533～K13+066），分級(jí)橫流超過(guò)0.25m/s的時(shí)間持續(xù)約13小時(shí)。

圖3 方案一航道年沿程最大橫流

圖4 方案二航道年沿程最大橫流

④正常年份航道回淤分析。根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，一般來(lái)水來(lái)沙及風(fēng)浪天氣條件下，方案一、方案二、方案三疏浚段年淤厚區(qū)間分別為0.13～0.46m、0.13～0.65m、0.13～0.65m，平均回淤?gòu)?qiáng)度分別為0.24m/a、0.41m/a、0.39m/a，年總回淤量分別為23萬(wàn)m3、52萬(wàn)m3、69萬(wàn)m3，具體如圖5、圖6所示（方案三航道沿程回淤?gòu)?qiáng)度為圖5方案一+圖6方案二中K5+533～K13+066）。方案一回淤量最小，方案二次之，方案三最大。

圖5 方案一航道沿程回淤?gòu)?qiáng)度

圖6 方案二航道沿程回淤?gòu)?qiáng)度

這主要是因?yàn)榇箸P島北航線與主流方向交角大，部分段達(dá)30°以上，且現(xiàn)狀河床較淺，淺灘疏浚開(kāi)挖深度大。雖然此處海域深槽略有沖刷，但是疏浚工程將對(duì)深槽拓寬，因此，方案二、三工程后此段短期回淤?gòu)?qiáng)度略大，在0.21～0.65m/a之間。但伶仃洋本是少沙海域，且深槽潮流動(dòng)力明顯，隨自然演變發(fā)展，工程河段將逐步趨于新的穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 各軸線方案疏浚量以及回淤量

⑤極端天氣回淤分析。根據(jù)數(shù)模試驗(yàn)研究[5]，在百年一遇洪水作用30天內(nèi)，方案一航道回淤?gòu)?qiáng)度約0.09～0.23m，回淤量約15萬(wàn)m3；方案二、三航道回淤?gòu)?qiáng)度約0.09～0.34m，方案二回淤量約23萬(wàn)m3，方案三回淤量約27萬(wàn)m3。方案一洪水期回淤量最小，方案二次之，方案三最大。

臺(tái)風(fēng)回淤預(yù)測(cè)分析，臺(tái)風(fēng)過(guò)后礬石航槽內(nèi)水深變化有沖有淤，方案一航道最大回淤?gòu)?qiáng)度0.21m，最大沖刷深度0.11m，航道回淤量11萬(wàn)m3；方案二航道最大回淤?gòu)?qiáng)度0.24m，最大沖刷深度0.15m，回淤量14萬(wàn)m3；方案三航道最大回淤?gòu)?qiáng)度0.25m，最大沖刷深度0.16m，回淤量16萬(wàn)m3。方案一臺(tái)風(fēng)期回淤量最小，方案二次之，方案三最大。

⑥工程周邊海域沖淤影響分析。各方案實(shí)施后引起的海床沖淤變化影響范圍僅局限在航道線沿程區(qū)域，并集中在大鏟島附近。其中，大鏟水道、深圳西部公用航道地形會(huì)有0.10m以內(nèi)的地形沖淤變化；方案二、方案三實(shí)施后大鏟灣集裝箱碼頭會(huì)有0.1～0.2m的淤積。

綜上，由于航道軸線沿大鏟島北航道布置，且大鏟島北航線淺灘較多導(dǎo)致疏浚開(kāi)挖范圍和深度增加，方案二、三實(shí)施后航道穩(wěn)定性、航道內(nèi)橫流情況均劣于方案一。

4.2.3.4 疏浚工程量和投資

大量采砂后，礬石水道借助伶仃洋海域“東槽”、“多處不連續(xù)挖砂坑”的“深水”有利條件，基本沿現(xiàn)狀航道布置的方案一疏浚量最小，建成后的回淤量最小，投資最小。

4.2.3.5 未來(lái)升級(jí)的適應(yīng)性

各航道方案下段航道軸線均經(jīng)深中通道隧道預(yù)留的通航水域，此處沉管埋深滿足礬石水道通航10萬(wàn)噸集裝箱船的要求；借鑒廣州港主航道10萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船乘潮單向通航所需寬度為230m，孖洲島、大鏟島之間海域?qū)挾燃s為500m，方案一、三的主航線可滿足十萬(wàn)噸級(jí)集裝箱通航尺度的要求。

方案二、三航道軸線沿大鏟島北航道穿越的深圳前灣電廠220kV輸電線、西氣東輸二線“求大線”，其電線凈空高度、管線埋深滿足5000噸級(jí)船舶通航需求，但是限制10萬(wàn)噸集裝箱通行。因此，方案一、三航道未來(lái)升級(jí)的成本低、制約少；大鏟島北航線提升至十萬(wàn)噸級(jí)需改造交叉線路，建設(shè)成本高。

4.2.4 航道軸線推薦方案

各方案綜合比選如表3所示，相比方案二，方案一沿主航線布置，通航條件好、航槽穩(wěn)定，避開(kāi)了大鏟灣作業(yè)區(qū)口門(mén)，且不受西氣東輸管道的埋設(shè)深度和前灣電廠架空纜線的凈空高度制約，滿足未來(lái)礬石航道等級(jí)提升至十萬(wàn)噸級(jí)的需要；而方案二沿大鏟島北航道布置，滿足深圳西部運(yùn)輸船舶大型化發(fā)展及安全航行的需要，但是提升至十萬(wàn)噸級(jí)的建設(shè)成本高；方案三則結(jié)合了方案一主航線和方案二大鏟島北航線。

表3 各軸線方案綜合比選指標(biāo)

綜合考慮大鏟島北航道擴(kuò)能升級(jí)的必要性、西氣東輸二線管道埋深和深圳前灣電廠220kV輸電線路凈空高度對(duì)未來(lái)航道升級(jí)的制約，最終推薦方案三。

5.航道設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)低高程

本工程參考深圳西部港區(qū)出海航道的波浪資料，H4%取1.0m，船浪夾角為10°；按照5000噸級(jí)海輪全潮雙向通航設(shè)計(jì)，航速按8kn考慮；推薦方案三平均回淤?gòu)?qiáng)度為0.39m/a，Z4取0.4m。根據(jù)規(guī)范[4]計(jì)算，礬石水道通航底標(biāo)高-7.8m，設(shè)計(jì)底標(biāo)高-8.2m。

5.2 通航寬度

推薦方案三航道軸線沿程橫流除大鏟島北航線轉(zhuǎn)彎段在0.3m/s以上，其余均小于0.25m/s，通過(guò)轉(zhuǎn)彎半徑加大和轉(zhuǎn)彎段加寬設(shè)計(jì)，可減小橫流對(duì)操縱船只的不利影響。因此，從船舶航行安全和經(jīng)濟(jì)合理角度，根據(jù)規(guī)范[4]，航道通航寬度按照橫流0.25m/s設(shè)計(jì)，通航寬度154m。

6.結(jié)論

（1）在航道平面方案選擇上，在投資經(jīng)濟(jì)性、短期功能滿足、航道穩(wěn)定性角度，方案一優(yōu)于方案二、三。但是公共出海航道建設(shè)必須符合水運(yùn)需求和遠(yuǎn)期發(fā)展，因此，為滿足港區(qū)發(fā)展和避免未來(lái)升級(jí)的軸線重新，最終推薦了航道最長(zhǎng)、適應(yīng)性最好的方案三。

（2）多年來(lái)，伶仃深水航道沒(méi)有發(fā)生因臺(tái)風(fēng)或大洪水而導(dǎo)致“驟淤”礙航，結(jié)合本次回淤預(yù)測(cè)分析，伶仃洋“三灘兩槽”分布格局穩(wěn)定，沒(méi)有受極端天氣影響而發(fā)生明顯的破壞。礬石水道是借用了“東槽”的天然有利深水條件，順?biāo)樕?，泥沙不易在此沉積落淤，灘槽長(zhǎng)期保持穩(wěn)定格局，地理?xiàng)l件優(yōu)越，具有較好的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。

（3）橫流數(shù)值是航跡帶寬度計(jì)算的重要參數(shù)，較大的航道橫流將會(huì)增大船舶進(jìn)港時(shí)的操縱風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)航道內(nèi)橫流量級(jí)的合理評(píng)估十分重要。在本工程中，超過(guò)0.25m/s且歷時(shí)長(zhǎng)的橫流發(fā)生于航道轉(zhuǎn)彎段，通過(guò)加寬設(shè)計(jì)，可以減小橫流對(duì)船舶航行的影響。

（4）本次二三維耦合的潮流泥沙數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)中，預(yù)測(cè)分析的回淤?gòu)?qiáng)度和回淤量是航道邊坡達(dá)到穩(wěn)定后，開(kāi)挖航段的年淤積強(qiáng)度和年維護(hù)疏浚量。在施工階段，懸浮泥沙由于海床受施工船擾動(dòng)的影響而比正常情況下有明顯增大；另外在施工和建成初期，航道邊坡尚未穩(wěn)定，施工期和試運(yùn)營(yíng)期內(nèi)航道年回淤量要大于預(yù)測(cè)值，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)是預(yù)測(cè)值的1.5～3.0倍。