廈門港海滄港區港池統一維護回淤預測分析

李 珊

（廈門港務建設集團有限公司，廈門 361000）

1 工程背景

2019 年,為進一步降低港航企業的運營成本、營造良好口岸營商環境, 廈門市政府首次提出對海滄港區港池(含停泊水域和回旋水域)進行統一維護。本次是我市首次對海滄港區港池實施統一維護, 尚未掌握港池淤積規律,淤積情況復雜、水文數據較為欠缺,且本次統一維護涉及碼頭公司較多,各碼頭港池淤積、維護水深、靠泊需求等情況不盡相同,給項目開展帶來了一定難度。 本文結合設計及施工情況, 論述海滄港區港池首次統一維護回淤預測情況。

2 海滄港區基本情況

海滄(含嵩嶼)港區位于九龍江河口灣北岸,包括嵩嶼、海滄作業區。 本次納入統一維護的生產性泊位26 個,均為萬噸級泊位(嵩嶼碼頭、遠海碼頭為20 萬噸級),港池前沿設計底高程由-11.6m 到-17.5m 不等。

海滄港區是目前廈門港靠泊集裝箱干線班輪的主要港區之一,有1～2# 和13～19# 專業化集裝箱泊位、3～6# 多用途泊位、7# 通用散貨泊位、8# 和20～21# 散雜貨泊位和9～12# 液體化工品泊位。 嵩嶼作業區位于海滄港區東側,主要是集裝箱港區,有嵩嶼1～6# 泊位碼頭等。 工程平面布置圖見圖1。

3 工程區域自然條件

3.1 設計水位

圖1 海滄港區平面圖

本工程潮位及高程基面均采用廈門理論最低潮面,潮汐類型屬于正規半日潮, 海滄港區港池維護設計水位采取如下：

設計高水位：6.14m(高潮累計頻率10%)；

設計低水位：0.72m(低潮累計頻率90%)；

極端高水位：7.34m(50 年一遇高潮位)；

極端低水位：-0.22m(50 年一遇低潮位)。

3.2 徑流影響

海滄港區位于九龍江出海口, 上游來水來沙對港池回淤存在較大影響,特別是上游泄洪存在不確定性,受季節、天氣影響明顯,使海滄港區回淤不均衡,回淤速率也相對較快且規律性差。

九龍江為福建省第二大河,入海徑流有3 支,北溪、西溪和南溪。3 條支流上共有3 個橋閘,北引橋閘、西溪橋閘和南溪橋閘,均為提升啟閉式,泥沙可通過橋閘下泄。九龍江河口灣水下地形圖見圖2。

圖2 九龍江河口灣水下地形圖

北溪(浦南水文站)為主流；西溪(鄭店水文站)為主要支流。 徑流量受降水影響,洪水主要由暴雨、臺風降雨造成,具有明顯的季節性特點,洪、枯季流量變幅很大。 九龍江來沙量和來水量過程基本一致, 泥沙主要在洪季下泄,年內4 月～9 月為洪季,10 月至次年3 月為枯水期。 全年輸沙量幾乎決定于幾次洪峰。

3.3 主要泥沙來源及土質

九龍江上游來沙和灘面泥沙是海滄港區淤積的主要泥沙來源, 同時人為因素以及臺風動力等影響也會對港區的淤積產生一定的影響。

根據收集到的各港區港池、航道底質采樣成果,結合廈門港歷年航道維護的情況分析, 本項目疏浚土質主要為淤泥,土質級別為2 級。

4 海滄港區港池維護量預測

4.1 維護范圍

范圍為海滄港區各碼頭停泊水域及回旋水域(不含與航道交叉部分),維護面積合計約4.8km2。

4.2 工程量預測

預測的回淤強度及維護工程量主要根據各碼頭公司提供2013 年～2019 年3 月各港池泊位測圖和維護疏浚統計資料對比分析, 分別計算出各港池水域在回淤范圍內兩張測圖工程量及間隔時間, 算出不同時段各碼頭港池疏浚區的實際淤積量及日回淤量, 再結合各泊位疏浚區回淤范圍的面積,算出日淤積強度。

綜合平均不同時段的日淤積強度, 得出海滄港區碼頭港池常年性維護疏浚量,年疏浚量為166.82 萬m3(停泊水域9.55 萬m3,回旋水域44.55 萬m3)。 各碼頭泊位年度預測維護量見表1。

表1 按淤強推算各泊位年度維護量預測表

4.3 回淤預測量分析

海滄港區港池預測回淤量分析如下:

(1)海滄20-21# 泊位位于九龍江出海口端頭,回淤速率最快,停泊水域淤強為相鄰泊位5.33 倍,回旋水域為相鄰泊位2.64 倍。 因此,在疏浚過程中,做好海滄20-21# 泊位維護疏浚至關重要。

(2)海滄港區各碼頭泊位港池從西至東,從上游至下游,停泊水域和回旋水域淤強逐步減弱,趨向下游接近穩定。

(3)因停泊水域較回旋水域水深更深,水流情況更復雜,停泊水域淤強一般比回旋水域淤強大,20-21# 泊位停泊水域淤強為回旋水域淤強2.24 倍。從上游至下游,水流條件逐步趨于平緩, 停泊水域淤強較回旋水域淤強增強趨勢逐漸減弱。

5 工程回淤情況分析

5.1 項目實施情況

通過公開招標, 本工程自2019 年10 月正式開工建設,施工單位先后投入了“安港浚1”、“安港浚669”、“安港浚369”等耙吸船和“安港浚6”抓斗船組進行海滄港區(因遠海碼頭尚未移交統一維護,不含海滄13-17#)港池水域常年性維護施工, 于2019 年底順利完成了年度質量核驗。

5.2 工程量對比

2019 年度海滄港區常年性維護預估工程量為16.03萬m3,實際完成的工程量為29.07 萬m3,實際完成工程量約為預估工程量的1.81 倍。統計數據詳見表2。海滄港區各碼頭泊位港池從西至東, 實際回淤規律與預測規律總體趨勢一致。

表2 2019 年海滄港區維護施工疏浚量統計總表

圖3 2019 年海滄港區預計回淤量與實際疏浚量對比圖

通過海滄港區預計回淤量與實際疏浚量對比(見圖3),分析如下：

(1)除海滄20-21# 泊位外,其他泊位回旋水域實際疏浚量與預測回淤量基本吻合。 回旋水域預測工程量可在一定程度上指導后續施工。

(2)各泊位停泊水域預測回淤量基本偏小,主要是因為施工過程中,為保障各碼頭公司靠泊,施工船舶需多次避讓生產船舶, 避讓期間會反復造成施工期間的回淤量。

(3)2019 年實際完成工程量高于預測預估工程量。 主要因為歷年各碼頭公司采用自行維護各自港池水域的方式,各港池水域維護頻率、時間皆不相同,相鄰港池水域之間、回旋水域與航道之間均存在互相施工影響的情況等,常年性維護模式準確預測工程量難度較大。

本年度海滄港區常年性維護與各碼頭公司的存量疏浚存在同步施工情況, 常年性維護疏浚根據各碼頭公司生產情況適時分段分區域施工, 未能對整個港區水域形成整體的“面”的形式進行連續性的維護疏浚。 施工時,水域泥沙以懸移運動為主,因此以“點”施工時,必然會對相鄰區域產生影響,導致工程量相對增加。

6 結語

海滄港區回旋水域預測工程量可指導后續施工船舶配備及方案制定。 海滄港區港池統一維護預測疏浚量時,20-21# 泊位淤強已明顯比其他泊位大,但在實施過程中,明顯覺得海滄20-21# 泊位港池回淤速率相對較快,設計淤強仍偏小,在疏浚施工過程中,做好20-21# 泊位維護疏浚至關重要。 后續仍需進一步做好施工記錄,全面掌握碼頭港池疏浚、拋泥情況,進一步研究分析港池淤積規律,為后續海滄港區港池的統一維護積累經驗。