1.2.5 波浪、潮流、泥沙、台风等极端环境条件对横沙深水新港及航道的影响

1.2.5 波浪、潮流、泥沙、台风等极端环境条件对横沙深水新港及航道的影响

1.2.5.1 横沙深水新港航道的横流分析

横沙深水新港规划港区方案外航道10 m等深线内,水流以往复流为主,横流值较小;10 m等深线外水域以旋转流为主,旋转流特征明显。横沙深水新港外航道流态如图26所示。

图26 横沙深水新港外航道流态图

横沙深水新港外航道横流最大值、10 m等深线以浅水域航道横流值均小于0.40 m/s,10 m等深线以深水域,受旋转流影响,横流值较大。横沙深水新港外航道涨落潮最大横流值见表9。

表9 横沙深水新港外航道涨落潮最大横流值统计表

续表)

1.2.5.2 横沙深水新港的波浪动力条件

根据横沙深水新港的布置方案,建立波浪数学模型,研究波浪分布情况,推算工程水域的波高分布。

研究在长江口二期工程设计波浪要素推算的基础上,结合横沙深水新港的方案布置,推算方案实施后规划港区控制点位置的波浪要素。根据横沙深水新港的地理位置及港区的平面布置,本次波浪计算主要针对NE~SE方向进行,波浪计算中考虑极端高、设计高、设计低、极端低水位四种情况,波浪重现期为二十五年一遇和五年一遇两种。波高分布见图27~图31。

图27 NE向二十五年一遇波高H s分布(极端高水位)

根据横沙深水新港规划港区的平面布置,NE~SE各方向的外海波浪自口门可直接传播进入港区内水域,随着波浪的传播,港区内侧其他位置的波高一般小于2.0 m。港内水域的大浪主要出现在口门附近,受ESE方向的外海波浪影响。

1.2.5.3 横沙深水新港泥沙回淤的影响

1)常年下港池和外航道的泥沙回淤

泥沙回淤是评价挖入式港池方案合理性的关键因素,在已经建立并经过验证的潮流数学模型的基础上,计算横沙深水新港挖入式港池方案(N1方案)的回淤强度和回淤量。计算结果显示,由于挖入式港池口门位于-5 m以外水域,本底含沙量较低。N1方案实施后,港区内平均含沙量相对较低,港池水域平均回淤强度为0.38 m/a,年回淤量为1380.9万m3。按横沙深水新港挖入式港池的面积,产生这些泥沙回淤量,回淤强度不能算大(表10)。

图28 ENE向二十五年一遇波高H s分布(极端高水位)

图29 E向二十五年一遇波高H s分布(极端高水位)

图30 ESE向二十五年一遇波高H s分布(极端高水位)

图31 SE向二十五年一遇波高H s分布(极端高水位)

表10 横沙深水新港挖入式港池回淤强度与回淤量统计表

横沙深水新港的外航道平均回淤强度为0.50 m/a,年回淤量为470.3万m3(表11)。

表11 横沙深水新港外航道回淤强度与回淤量统计表

整个横沙深水新港规划港区挖入式港池及外航道回淤总量约1850万m3/a。按横沙深水新港的规模,每年有近2000万m3泥沙回淤量属于可以接受的区间范围。

2)极端天气条件下外航道泥沙骤淤的影响

外航道的骤淤一般发生在每年的台风季节,现设定一次大风过程,中风(7级风)作用0.5 d,大风(10级风)作用0.5 d,最后中风(7级风)作用0.5 d。经风后,横沙深水新港规划港区挖入式港池方案外航道的骤淤强度为0.55 m/a,骤淤量为492.3万m3(表12)。

表12 横沙深水新港外航道一次大风过程骤淤量