閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程待航停泊區選址合理性分析

高亞微

(福建省港航勘察設計院有限公司，福州 350002)

待航停泊區作為航道工程的配套設施， 其作用與航道的發展息息相關， 其主要功能是滿足船舶靠泊或待閘時臨時?？康男枰?， 以避免停航船舶在庫區河段內大量聚積， 造成航道擁堵， 從而保證了船舶有序停泊和安全航行[1]。 相關規范中沒有專門針對停泊區的設計， 一般在設計時可參照河港碼頭設計或錨地等設計內容。

1 工程背景

閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程隸屬福建省三明市轄區內(簡稱沙溪三明航段)，位于沙溪流域中下游，航道起始點為閩江沙溪口鐵路橋至三明臺江大橋， 河段全長約76.21 km。 工程沿線建有沙溪口電站、官蟹電站、高砂電站、沙縣城關電站，斑竹電站位于此航段內的最上游。 航道的建設規模為滿足500 噸級閩江干貨-Ⅱ(吃水不超過1.6 m)閩江干流標準船型通航要求；對斑竹、沙縣城關、高砂、官蟹4 座電站進行技改提升；新建500 噸級船舶錨地2 處、待航停泊區6 處。

本文以沙縣城關電站下游待航停泊區及官蟹電站下游待航停泊區為例， 對沙縣城關電站下游待航停泊區選址布置方案進行方案比選； 對官蟹電站下游待航停泊區選址合理性進行分析。 兩座電站及電站下游的待航停泊區地理位置如圖1 所示。

圖1 待航停泊區地理位置圖

2 山區河流選址一般規定及基本原則

(1)宜選在河勢、河床及河岸穩定少變、水流較平順、水深條件適當、水域面積充足，且具備安全停泊條件的河段。

(2)宜選在地質條件良好的河段，不良地質條件需進行技術論證。

(3)宜選在急流卡口上游的緩水段和順流區[2]。

(4)應充分考慮工程建成后對防洪、航行安全和河道治理等的影響。

(5)停泊區的港池水域不得占用現有航道，并有一定的安全距離。

(6)水上過河建筑物與停泊區的間距，水上過河建筑物在下游時不得小于設計船型長度的4 倍， 水上過河建筑物在上游時不得小于碼頭設計船型長度的2 倍。

(7)港池水域不得占用現行和規劃航道，與航道邊線的距離不得小于2～3 倍設計最大設計船型寬度[3]。

3 設計參數

3.1 概況

沙溪三明航段水域條件較為復雜，跨河建(構)筑物多，船舶通航條件復雜，河道左岸為鷹廈鐵路，河道右岸為國道G205，且沙溪為雨源型山區河流，汛期水位變幅大，暴漲暴落，非汛期時庫區水面基本保持平靜。

沙縣城關電站至高砂電站航段航道總長約18.34 km，共有9 座橋梁， 下游最近的兩座大橋分別為大洲大橋和向莆鐵路沙溪特大橋， 距離電站分別約為1.25 km 和2.35 km。 沙縣城關水電站所在位置的河道較為順直，但電站下游水深情況較差。

官蟹電站至閩江沙溪口航段航道總長約27.12 km，共有10 座橋梁。 從河道走勢上看，官蟹電站位于彎曲河道段，距離彎曲河道彎頂約0.6 km。

3.2 規模及各參數設計

待航停泊區的建設規模同航道建設規模相匹配，為滿足500 噸級閩江干貨-II 型(吃水不超過1.6 m)閩江干流標準船型待航停泊要求，系泊方式均為靠岸系泊，碼頭結構為高樁墩臺式，不考慮船員上岸。設計船型尺度見表1，停泊區設計指標及水域設計參數詳見表2～3，有關水位數據值均系1985 年國家高程基準。

4 方案比選和合理性分析

4.1 沙縣城關電站下游停泊區總體布置(方案一)

沙縣城關水電站下游待航停泊區位于沙縣城關水電站下游1.0 km 河道右岸附近。 所在位置河道寬度約為270 m，航線靠河道左岸布置，停泊區靠右岸布置，距離河道右岸約20 m。 泊位前沿線順岸布置，停泊水域外邊線與航道外邊線距離約62 m，停泊區下游距離大洲大橋約250 m。 泊位順岸布置，前沿線位置高程為100.0～100.6 m，停泊及回旋水域區位置高程為99.0～100.9 m， 水深基本不滿足設計要求， 擬建停泊區底質按砂土狀或碎塊狀強風化粉砂巖石。

表1 設計船型尺度

表2 停泊區指標參數表

表3 停泊區水域設計參數

圖2 沙縣城關電站下游待航停泊區平面布置圖(方案一)

4.2 沙縣城關電站下游停泊區總體布置(方案二)

方案二布置位置同方案一相同， 不同的是方案二向航道側方向移動約60 m。

4.3 沙縣城關電站下游停泊區總體布置(方案三)

方案三選址在距離沙縣城關電站下游2.0 km 河道右岸，停泊區上游距離大洲大橋下游約250 m。

4.4 沙縣城關電站下游停泊區方案比選

從安全性、經濟性、船舶調度難易性和河道美觀性綜合考慮，推薦方案一。 方案比選詳見表4。

表4 方案比選分析表

4.5 官蟹電站下游停泊區選址合理性分析

4.5.1 官蟹水電站下游待航停泊區總體布置

官蟹電站下游待航停泊區位于官蟹電站下游2.8 km處的河道右岸。 所在位置河道寬度約為240 m，停泊區距離河道岸線約26 m。 泊位前沿線與航道上游段中心線基本平行，停泊水域外邊線與航道外邊線距離約21.8 m。前沿線順岸布置，前沿線位置高程約為80.0 m，水深條件良好，無需竣深，擬建停泊區底質為人工填石和淤泥夾砂，淤泥夾砂層較薄。

官蟹電站下游待航停泊區平面布置圖如圖3 所示。

圖3 官蟹電站下游待航停泊區平面布置圖

4.5.2 方案合理性分析

首先官蟹電站位置特殊，位于彎曲河道段，因此下游布置停泊區時需避開彎曲段； 其次電站下游的水深條件較差，根據《閩江沙溪口至三明臺江航道整治工程》報告中顯示炸礁區主要集中在官蟹電站下游2.75km 范圍，炸礁深度2～3 m，泥面高程多為83.0～86.0 m，設計底高程為82.5 m，投資較大，綜合考慮選址只能再向下游移動。

根據選址的一般布置原則， 官蟹電站下游停泊區宜布置在水流相對平順的區域且水深條件相對較好的地段，本次選址布置在官蟹村附近距離官蟹電站下游2.8 km 的河道右岸，位于曲率半徑650 m，圓心角約為37°的凹岸深槽段，前沿線與上游航道中心線幾乎平行，沿程沒有過江橋梁，且水深條件均滿足靠泊要求，港池水域無工程投資。 另外根據防洪論證單位對此凹岸深槽段水域流場分布進行了模擬，凹岸段靠岸側多年平均流速約0.35 m/s，而且工程建成前后流場分布幾乎是重合的， 流速也未發生重大變化，因此本次選址較為合理。據平臺的范圍和數據容量，不斷提升平臺的數據承載力，為全國相關的大數據平臺研究提供范例， 為在大數據平臺基礎上所進行的虛擬現實與駕駛模擬安全評價、道路設施與交通運行的動態風險預測預警、 道路交通事件管控與應急處置等奠定堅實的數據和大數據計算框架的基礎。

圖4 官蟹電站下游待航停泊區位置多年平均流場分布圖

6 結語

本文基于Hadoop 大數據架構創建了道路設施、交通運行與交通安全大數據云平臺， 集成了結構化數據及大規模的道路圖片、交通視頻、設計文件等非結構化數據，實現了交通事故、道路設施、道路環境、交通運行等的多源異構數據的融合和集成應用， 研發了數據可視化及統計分析等數據分析工具。

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