泰州港新港作業區沿江碼頭淤積影響因素研究

田效東++張勇++鄭英++李靚亮

摘 要：近年來福姜沙北水道燈桿港至章春港一帶航槽附近出現較大幅度淤積，自燈桿港至安寧港出現明顯的水下斜向沙埂，且該水下沙梗呈逐年下移的趨勢，并且下移速度呈加快的趨勢，目前下移速率在1.5km/a左右。為保證船舶正常通航，航道部門對福姜沙北水道航道布置進行了調整，向南移約300～450m。，有必要對該河段淤積影響因素進行研究。

關鍵詞：橋區邊界 河床演變 碼頭淤積

針對泰州港新港作業區沿江碼頭前沿呈現不同程度淤積態勢，特別是和尚港至夏仕港段的新華港務碼頭及龍威糧油碼頭前沿淤積尤為嚴重，分析其原因，主要有以下幾點影響因素：

河床邊界條件的影響

福姜沙左側進口段邊灘形成主要受邊界條件的影響，靖江一側處于彎道的凸岸，水動力相對較弱，有利于邊灘的形成、發育。靖江港區新港作業區主要位于一級分汊（福姜沙左右汊）以及雙澗沙所分（福北水道、福中水道）二級分汊的內的順直段，河道寬淺順直且極不穩定，有形成邊灘、心灘的空間。同時蟛蜞港至和尚港段心灘的不穩定性，心灘所在位置河床沖淤變化幅度大，其沖刷可能引起沿岸淤積，而其淤高后其對主流的分流作用，使沿岸局部范圍可能產生沖刷。因此，福姜沙左汊蟛蜞港邊灘的發育、心灘的切割下移是靖江沿岸沖淤變化幅度較大的原因之一。

上游江陰水道沖淤變化影響

根據福姜沙河段2004年9月及2011年實測河床底質中值粒徑分布，自蟛蜞港至和尚港近岸河床底質中值粒徑一般在0.1～0.2mm，主深槽中值粒徑一般在0.2～0.25mm，和尚港至青龍港沿岸河床中值粒徑一般在0.15～0.2mm，2011年對新榮碼頭近岸河床底中值粒徑在0.15mm左右。據近年懸沙粒徑分析，福姜沙河段懸沙中值粒徑一般在0.01mm左右，底沙中泥沙粒徑在0.03mm以上占90%以上，而懸沙中僅占10%左右，福姜沙左汊中值粒徑平均在0.2mm左右，沿岸淤積沙包中值粒徑在0.15mm左右，表明工程河段參與造床作用的主要為底沙，懸沙中的床沙質也參與造床作用。

根據南京水利科學研究院定床輸沙試驗的結果顯示，底沙走向為蟛蜞港近岸邊灘沖刷下移，泥沙主要沿靖江沿岸下泄，而位于肖山深槽左側的底沙斜向至和尚港沿岸向安寧港、夏化港沿岸而下。進口邊灘右側沖刷泥沙下泄過程中逐漸左偏沿靖江沿岸下泄，這與蟛蜞港邊灘位于進口微彎河段的凸岸有關。在上游底沙輸移強度增加的情況下，靖江沿岸泥沙淤積強度有所增加。

福姜沙水道上接江陰水道，下與瀏海沙水道相連，福姜沙左汊為上、下彎道之間的順直過渡段，其中江陰水道與福姜沙水道在鵝鼻嘴處相連，河道呈45°微彎河勢，福姜沙北水道處于該彎道凸岸位置。由于彎道環流造成的同岸輸沙，上游河道泥沙向下輸移過程中進入彎道后易于沿凸岸向下輸移，在福姜沙北水道會形成較明顯輸沙帶，加上由鵝鼻嘴進入福姜沙左汊后河道由1.3km展寬至3.2km，水流動力減弱，會造成北岸炮臺圩以下低邊灘發育。根據測圖分析，近年來，江陰水道六圩至八圩間江中心灘的沖刷加劇，10m心灘已趨于消失，根據上述分析，心灘沖刷下移的泥沙主要貼北岸向下輸移，對處于靖江新港作業區前沿河床變化產生較大影響。以2004～2009年間為例（見圖1），八圩港段心灘呈明顯沖刷，而螃蜞港邊灘則呈淤積，據統計，2004～2009年蘆埠港至鵝鼻咀段江中心灘沖刷約3000萬方，八圩港邊灘沖刷約750萬方，而螃蜞港邊灘淤積約1100萬方，靖江沿岸螃蜞港至章春港段近岸淤積約1800萬方。

圖1 江陰水道及福姜沙水道河勢圖

下游如皋中汊興衰變化影響

福姜沙北水道下接如皋中汊，如皋中汊興衰對福姜沙北水道沖淤變化勢必要產生影響。隨著20世紀80年代如皋中汊發展，分流比增加，福姜沙北水道曾呈快速發展的態勢。隨著近年來的人工護岸等控制工程實施，如皋中汊發展趨于穩定，其分流比基本穩定在30%左右，受下游如皋中汊發展受限的影響，福姜沙北水道的發展同樣也將受到限制。

近年來人類活動影響

1、局部涉水建筑物布置影響

2006年靖江新港作業區中石油碼頭建成后，盈利港務碼頭、揚子江港務碼頭、新華港務碼頭、龍威糧油碼頭等也基本在2009年底前相繼建成使用，上下游臨河建筑物布置會對局部水流及河床沖淤變化產生一定影響，尤其是伸入江中過多的臨河建筑物，如江蘇中油碼頭和新榮船塢，由于近岸水深不足，水工構筑物伸入江中較多，使近岸上下游流速有所減小，局部河床有所淤積。

針對典型臨河建筑物對福姜沙北水道淤積的影響，南京水利科學研究院通過物理模型進行了研究，順直河段受碼頭樁群阻水影響，碼頭工程后其前沿約50～100m范圍內一般漲落動力會有所減弱，新港作業區現狀條件下與無碼頭狀況下相比，近岸漲落潮動力均有不同程度減弱，下游段近岸落潮動力減小幅度大于上游段近岸落潮動力，平均洪水大潮條件下，新華碼頭前沿落潮平均流速減小約0.1m/s，龍威碼頭、長榮碼頭前沿減小0.25m/s，新世紀船廠碼頭前沿減小0.1m/s，新時代船廠碼頭前沿減小0.05m/s。

以新榮船塢為例進行了動床模型試驗，根據其設計及作業參數，船塢最大沉深發生在船舶進出船塢的過程中，原設計每周下沉一次，實際每兩天下沉一次，2011年為80～100條船，考慮到實際作業較為頻繁，主要分最不利作業工況及正常作業兩種工況進行試驗，研究兩種作業工況船舶下水后工程區地形變化，研究采用平常水沙年、98大洪水年、三個水沙年水沙條件。

根據試驗結果，受船塢下沉阻水影響，漲落潮時段船塢上下游局部范圍水動力均有所減小，一個水文年后，正常作業工況條件下拆船塢后，船塢位置上游600m，下游1000m范圍內局部河床會出現條狀沖刷區，上游最大沖刷深度為0.3m，下游最大沖刷深度為0.6m。船塢兩側局部范圍由于受擠壓，漲落潮流速有所增加，船塢拆除后，兩側位置及船塢底部會有所回淤，新榮船塢淤積幅度約為0.5m。最不利工況下，船塢沉深增加漲落潮阻水作用進一步增強，拆船塢后原船塢位置上游1000m，以及下游1500m范圍內局部河床會出現條狀沖刷區，上游最大沖刷深度為0.5m，下游最大沖刷深度為1.0m，新榮船塢引起的局部河床最大淤厚約為1.0m。三個水文年工程后河床變化趨勢基本一致，只是量有所差異。

由此可見，近岸涉水建筑物導致福姜沙北水道淤積的影響范圍及程度有限，但考慮到該影響是疊加累積的，因此，其影響仍不能被忽視。

2、采砂工程影響

據了解，2009年以來，在福中水道進行了較大規模的采砂，處于福北與福中水道之間雙澗沙頭部基本消失，福姜沙左汊河床斷面由“W”型復式斷面轉變為“U”型斷面，河床過水斷面積擴大，水動力呈減弱趨勢，對于局部航段航道水深維護是極為不利的。

3、雙澗沙護灘工程影響

福姜沙水道雙澗沙護灘工程于2010年底開工，已于2012年上半年施工完畢。隨著護灘工程的實施，攔截了福姜沙北水道經雙澗沙灘面串溝進入福中水道的越灘水流，雙澗沙上、中、下沙體聯成一體，維持了較好的沙體形態，有利于整體河勢的穩定，但同時雙澗沙護灘工程實施后，福姜沙北水道沿程阻力有所增加，福姜沙北水道進口分流比有所減小，和尚港～夏仕港一帶低潮位有所壅高、流速略減小，局部深槽內會有一定幅度的淤積。

結束語

根據南京水利科學研究院數學模型計算成果表明，章春港～安寧港一帶疏浚工程實施后，福姜沙北水道和尚港～安寧港對開航槽內漲、落潮最大流速略有減小，落潮減小的幅度一般在0.01～0.05m/s，漲潮最大流速減小的幅度一般在0.01～0.02m/s，流速減小導致泥沙落淤形成淤積區，平常水沙年條件下福北水道和尚港～安寧港一線淤積幅度約0.2m，對福姜沙北水道航道條件及河床沖淤變化影響在可控范圍內；福中水道進口段略有淤積，淤積幅度一般在0.2m以內，福南水道基本無變化，對福姜沙南水道及中水道航道條件及河床沖淤變化影響較小。

（作者單位：安慶航道工程處）