5.2 横沙建港对周边影响分析

5.2 横沙建港对周边影响分析

5.2.1 横沙建港方案水沙条件分析

1)流场分析

图31~图36给出三组不同口门方案涨、落急流速分布图;图37和图38给出三组不同口门方案后,航道沿程涨落急流速沿程分布情况;图39和图40给出三组不同口门方案后,港区采点涨落急流速沿程分布情况。

(1)人工运河(H1~H6)。由于三方案区别仅口门外延长度不同,对上游的人工运河影响较小,三组港区方案实施后,人工运河内(H1~H6)涨、落急流速基本相当,运河内的涨落潮流向与运河走向一致,落急流速为1.9~2.4 m/s,涨急流速为1.9~2.1 m/s。其中,人工运河上口端(与北港交界区)流速较大,航道流速过大可能不利于船舶的通航安全,下阶段对方案进行优化;运河内沿程流速平缓,涨、落急流速均在2.0~2.1 m/s。

图示

图31 口门外伸至8 m线方案落急流速分布

图示

图32 口门外伸至8 m线方案涨急流速分布

图示

图33 口门外伸至10 m线方案落急流速分布

图示

图34 口门外伸至10 m线方案涨急流速分布

图示

图35 口门外伸至12 m线方案落急流速分布

图示

图36 口门外伸至12 m线方案涨急流速分布

图示

图37 航道采点落急流速沿程分布

图示

图38 航道采点涨急流速沿程分布

图示

图39 港区采点落急流速

图示

图40 港区采点涨急流速

(2)港区支航道(H7~H10)。三口门方案实施后,港区内支航道涨、落急流速总体较小。口门8 m线方案后,该区域采点落急流速在0.47~0.64 m/s,涨急流速在0.47~0.75 m/s;10 m线方案后,该区域采点落急流速在0.44~0.62 m/s,涨急流速在0.55~0.83 m/s;12 m线方案后,该区域采点落急流速在0.45~0.61 m/s,涨急流速在0.56~1.02 m/s;三方案落急流速基本相当,口门外延至12 m等深线方案涨急流速最大,口门外延至8 m等深线方案涨急流速最小。

(3)港池内(G1~G4)。三口门方案实施后,港池内流速均较小,涨、落急流速均小于0.5 m/s。

(4)口门处(H11~H13)。三口门方案实施后,该区段流速略有差别。口门8 m线方案后,该区域采点落急流速在0.3~1.14 m/s,涨急流速在0.7~2.25 m/s;10 m线方案后,该区域采点落急流速在0.39~1.33 m/s,涨急流速在0.6~2.11 m/s;12 m线方案后,该区域采点落急流速在1.08~1.59 m/s,涨急流速在1.18~2.30 m/s。

(5)口外深水航道区(H14~H17)。口门8 m线方案后,该区域采点落急流速在1.09~1.3 m/s,涨急流速在1.05~1.35 m/s;10 m线方案后,该区域采点落急流速在1.07~1.33 m/s,涨急流速在1.07~1.47 m/s;12 m线方案后,该区域采点落急流速在1.14~1.4 m/s,涨急流速在1.11~1.74 m/s。

由于口外航道以旋转流为主,统计口门处最大横流见下表,8 m方案最大横流不超过0.62 m/s;10 m方案最大横流不超过0.64 m/s;12 m方案最大横流不超过0.69 m/s。

表11 三口门方案最大横流统计 (m/s)

图示(https://www.daowen.com)

2)含沙量场分析

横沙深水新港建成后,由于来沙量减小,港区内的含沙量普遍较低,全潮平均含沙量基本在1.0 kg/m3以内。

其中:人工运河区域,受北港拦门沙段高含沙量区域泥沙上溯扩散进入人口运河口门影响,含沙量水平相对较高,含沙量在0.6~0.8 kg/m3;进入港区后,全潮平均含沙量基本维持在0.1~0.4 kg/m3;口外航道含沙量在0.3~0.5 kg/m3

由于口门12 m方案外延最长,口外含沙量最低,涨潮流进入港区水体含沙量相比其余两个方案较低,该方案整个港区的含沙量水平最低。

图示

图41 口门外伸至8 m线方案全潮平均含沙量分布(底层)

3)回淤强度分析

取洪、枯季平均潮型及上游流量,各计算15 d大、中、小潮型,折算全年淤强。

图示

图42 口门外伸至10 m线方案全潮平均含沙量分布(底层)

图示

图43 口门外伸至12 m线方案全潮平均含沙量分布(底层)

港区总体回淤强度较低,8 m口门方案实施后,人工运河内航道区域沿程淤强为0.3~0.6 m/a,平均淤强约0.45 m/a;港区内航道沿程淤强为0.23~0.59 m/a,平均淤强约0.41 m/a;港池内平均含沙量相对较低,淤强为0.16~0.38 m/a,平均淤强约0.27 m/a;口门处沿程淤强在0.10~0.56 m/a,平均淤强为0.33 m/a;口外段航道沿程淤强为0.16~0.53 m/a,平均淤强为0.35 m/a。

三方案相比:12 m方案回淤强度最小,10 m方案次之,8 m方案回淤强度相对最大。从港区航道、口门年回淤强度分布来看,年回淤强度基本在0.6 m/a内,回淤强度不大。

图示

图44 航道沿程采点全潮平均含沙量分布(底层)

图示

图45 港区采点全潮平均含沙量分布

表12 各方案区段回淤强度统计 (m/a)

图示

5.2.2 横沙建港方案对北槽深水航道回淤影响

方案前,北槽全年回淤量为6843万m3,方案后,北槽航道全年回淤量增加103万m3,增加幅度为1.5%。

5.2.3 结论

(1)从港区航道、口门流速分布来看:港池泊位内总体流速不超过1.0 m/s,航道内流速不超过2.3 m/s,对于局部港池与航道连接水域存在回流区,但流速总体不大,应注意港池航道的顺接。

(2)从港区航道、口门含沙量分布来看,由于港区受岸线控制,基本处于半封闭状态,港区航道含沙量水平不高,底层平均含沙量基本在1kg/m3内。

(3)从港区航道、口门年回淤强度分布来看,年回淤强度基本在0.6 m/a内,回淤强度不大。

图示

图46 方案前后北槽深水航道回淤沿程变化

(4)港区东侧口门在8~12 m水深区域布设,所产生的港区回淤影响差异不大,相比而言12 m方案回淤强度最小,10 m方案次之,8 m方案回淤强度相对最大。但是港区口门设置在较深水区,对横沙东滩东侧南北向水流交换的影响增大,口外航道横流增加。方案推荐需考虑横流、回淤,以及台风天气波浪条件等其他因素综合确定。

(5)从港区方案对北槽航道影响来看,建港方案实施后,北槽深水航道年回淤量增加约103万m3,增幅约为1.5%。