淺談澳門擋潮閘通航孔及應急船閘選取合理性

◎ 肖寶文 廣東正方圓工程咨詢有限公司

1.概述

澳門內(nèi)港海傍區(qū)位于澳門半島西側(cè)、與珠海前山水道（灣仔段）左岸相望，于石角咀水閘下游約3km，在前山水道下游喇叭口處跨越前山水道，由于地勢低洼且沿岸防護標準低，受風暴潮、天文大潮與暴雨的影響，近期發(fā)生了多次洪災，特別是2017年1713的“天鴿”，澳門半島水浸約340萬m2，約占半島面積的36.6%。經(jīng)濟損失約125億，10人遇難，200多人受傷。2016年3月澳門代表在第十二屆全國人民代表大會第四次會議上提出了“關(guān)于加強粵澳合作，興建澳門內(nèi)港擋潮閘”的建議。2018年10月項目獲國務院同意建設的批復。

2.通航孔及應急船閘位置選取的研究

擬建的澳門內(nèi)港擋潮閘所在河段河寬520m，沿閘軸線從左岸至右岸依次布置：左岸連接段、船閘、排洪泵站、泄水閘、右岸連接段，管理區(qū)布置在船閘與左岸間。但由于擋潮閘所在水域澳門側(cè)占30%（約占河寬160m），因此擋潮閘的通航閘孔和應急船閘布置在樞紐左岸側(cè)。閘址所處水域上承磨刀門洪灣水道和經(jīng)前山河下泄的徑流，下納南海潮流，受洪潮交匯作用，水文情勢相當復雜。在最不利工況下，水流與航道中心線存在最大15°夾角，導致局部橫向流速較大，使擋潮閘二個通航閘孔及應急船閘的布置有一定難度。

2.1 通航孔選取

根據(jù)水下地形測量圖，目前現(xiàn)狀的深槽航道位于澳門側(cè)，維護水深為3.5m，珠海側(cè)大部分為淺灘，水深較淺，水深小于2m的淺灘寬度約80m～300m。由于通航泄洪孔所在位置水深較好，而且該位置與現(xiàn)狀航道較好銜接，因此通航孔選址布置于現(xiàn)狀航道深槽位置是合理的。

圖1 通航孔及應急船閘布置

2.2 應急船閘選取

（1）澳門方出于救援需要，要求應急船閘布置于澳門側(cè)，利于澳門管理；

（2）目前整體河勢為左岸深、右岸淺的情況，若應急船閘布置右岸珠海側(cè)，遠離原主航槽，船只轉(zhuǎn)彎難度較多，需對現(xiàn)狀航道進行改槽疏浚，改槽后航道運行清淤維護量大，因此應急船閘選址布置于左岸側(cè)（澳門側(cè)），有利于與上、下游航道銜接。

2.3 模型試驗

（1）針對擬建工程與下游匯流口較近、閘軸線法線與水流流向最大交角超約15°、橫向流速超過標準，而平面布置受限于澳門只占河寬30%的位置，在難以通過改變樞紐選址等措施消除上述通航不利因素的情況下，通過物模研究及船模仿真試驗研究對通航孔凈寬及應急船閘布置方案進行優(yōu)化，將通航孔上下游右側(cè)航道邊線沿右側(cè)通航孔閘墩內(nèi)側(cè)線向右偏移，并與上游航道平順銜接。增加通航閘孔下游航道的通航寬度，把通航閘孔從60m增大至62m，使不利水流對船舶通航風險處于可控。

（2）降低通航孔底板高程、增加通航孔閘墩上下游導流措施、調(diào)整船閘上游導航墻尺寸等方面來改善通航閘孔及下游水流流態(tài)分布。

（3）在通航孔三個閘墩上游增加弧型導流結(jié)構(gòu)，各弧型尺寸分別為：左墩為半徑8.0m、弧度135°；中墩為半徑10.0m、弧度157°；右墩為半徑8.2m、弧度146°。從而改善通航閘孔內(nèi)閘墩處水流流態(tài)。

（4）在左墩和右墩下游增加50m導流結(jié)構(gòu)，降低墩后渦流影響，因此節(jié)省了工程造價。

（5）通航閘孔運行的難點主要在十字門水道水域，該水域航道彎曲，徑、潮流相互頂托，船舶操縱難度較大，報告通過船模試驗，提出了加大船舶舵角的意見，使船舶能平穩(wěn)通過通航閘孔。

（6）針對應急船閘上游河道側(cè)導航墻存在挑流的影響，將船閘上游河道側(cè)導航墻長度由85.0m縮短至滿足規(guī)范的低值60.0m的意見。

（7）針對在7級風況下，通航閘孔關(guān)閉，應急船閘啟用時，在風浪影響下操舵難度大的情況，報告通過船模試驗，提出了救援船在進入引航道前，需保持較高航速進入引航道，駛?cè)牒笮杓皶r進行降檔減速，必要時輔助倒車使船舶航速降至引航道內(nèi)安全航速后駛?cè)氪l，從而保持較好的操縱性，有效抵御風壓對船舶航行的影響。

3.結(jié)語

由于工程建設的通航環(huán)境、與下游匯流口較近、口門區(qū)與水流流向交角較大等問題的限制，使得下游口門區(qū)通航水流條件未能滿足標準要求，對船舶通航安全方面存在一定的影響，但在滿足同等標準、規(guī)范的前提下，結(jié)合工程河段的實際情況，通過水工物理模型、船舶模擬仿真研究的手段去研究對工程布置方案提出優(yōu)化建議，從而解決了船舶通航安全問題。

圖2 通航孔及應急船閘布置

圖3 通航孔閘墩優(yōu)化推薦方案平面布置圖

圖4 船閘上下游導航墻優(yōu)化方案平面布置