厦门港海沧港区港池统一维护回淤预测分析

李 珊

（厦门港务建设集团有限公司，厦门 361000）

1 工程背景

2019 年,为进一步降低港航企业的运营成本、营造良好口岸营商环境, 厦门市政府首次提出对海沧港区港池(含停泊水域和回旋水域)进行统一维护。本次是我市首次对海沧港区港池实施统一维护, 尚未掌握港池淤积规律,淤积情况复杂、水文数据较为欠缺,且本次统一维护涉及码头公司较多,各码头港池淤积、维护水深、靠泊需求等情况不尽相同,给项目开展带来了一定难度。 本文结合设计及施工情况, 论述海沧港区港池首次统一维护回淤预测情况。

2 海沧港区基本情况

海沧(含嵩屿)港区位于九龙江河口湾北岸,包括嵩屿、海沧作业区。 本次纳入统一维护的生产性泊位26 个,均为万吨级泊位(嵩屿码头、远海码头为20 万吨级),港池前沿设计底高程由-11.6m 到-17.5m 不等。

海沧港区是目前厦门港靠泊集装箱干线班轮的主要港区之一,有1～2# 和13～19# 专业化集装箱泊位、3～6# 多用途泊位、7# 通用散货泊位、8# 和20～21# 散杂货泊位和9～12# 液体化工品泊位。 嵩屿作业区位于海沧港区东侧,主要是集装箱港区,有嵩屿1～6# 泊位码头等。 工程平面布置图见图1。

3 工程区域自然条件

3.1 设计水位

图1 海沧港区平面图

本工程潮位及高程基面均采用厦门理论最低潮面,潮汐类型属于正规半日潮, 海沧港区港池维护设计水位采取如下：

设计高水位：6.14m(高潮累计频率10%)；

设计低水位：0.72m(低潮累计频率90%)；

极端高水位：7.34m(50 年一遇高潮位)；

极端低水位：-0.22m(50 年一遇低潮位)。

3.2 径流影响

海沧港区位于九龙江出海口, 上游来水来沙对港池回淤存在较大影响,特别是上游泄洪存在不确定性,受季节、天气影响明显,使海沧港区回淤不均衡,回淤速率也相对较快且规律性差。

九龙江为福建省第二大河,入海径流有3 支,北溪、西溪和南溪。3 条支流上共有3 个桥闸,北引桥闸、西溪桥闸和南溪桥闸,均为提升启闭式,泥沙可通过桥闸下泄。九龙江河口湾水下地形图见图2。

图2 九龙江河口湾水下地形图

北溪(浦南水文站)为主流；西溪(郑店水文站)为主要支流。 径流量受降水影响,洪水主要由暴雨、台风降雨造成,具有明显的季节性特点,洪、枯季流量变幅很大。 九龙江来沙量和来水量过程基本一致, 泥沙主要在洪季下泄,年内4 月～9 月为洪季,10 月至次年3 月为枯水期。 全年输沙量几乎决定于几次洪峰。

3.3 主要泥沙来源及土质

九龙江上游来沙和滩面泥沙是海沧港区淤积的主要泥沙来源, 同时人为因素以及台风动力等影响也会对港区的淤积产生一定的影响。

根据收集到的各港区港池、航道底质采样成果,结合厦门港历年航道维护的情况分析, 本项目疏浚土质主要为淤泥,土质级别为2 级。

4 海沧港区港池维护量预测

4.1 维护范围

范围为海沧港区各码头停泊水域及回旋水域(不含与航道交叉部分),维护面积合计约4.8km2。

4.2 工程量预测

预测的回淤强度及维护工程量主要根据各码头公司提供2013 年～2019 年3 月各港池泊位测图和维护疏浚统计资料对比分析, 分别计算出各港池水域在回淤范围内两张测图工程量及间隔时间, 算出不同时段各码头港池疏浚区的实际淤积量及日回淤量, 再结合各泊位疏浚区回淤范围的面积,算出日淤积强度。

综合平均不同时段的日淤积强度, 得出海沧港区码头港池常年性维护疏浚量,年疏浚量为166.82 万m3(停泊水域9.55 万m3,回旋水域44.55 万m3)。 各码头泊位年度预测维护量见表1。

表1 按淤强推算各泊位年度维护量预测表

4.3 回淤预测量分析

海沧港区港池预测回淤量分析如下:

(1)海沧20-21# 泊位位于九龙江出海口端头,回淤速率最快,停泊水域淤强为相邻泊位5.33 倍,回旋水域为相邻泊位2.64 倍。 因此,在疏浚过程中,做好海沧20-21# 泊位维护疏浚至关重要。

(2)海沧港区各码头泊位港池从西至东,从上游至下游,停泊水域和回旋水域淤强逐步减弱,趋向下游接近稳定。

(3)因停泊水域较回旋水域水深更深,水流情况更复杂,停泊水域淤强一般比回旋水域淤强大,20-21# 泊位停泊水域淤强为回旋水域淤强2.24 倍。从上游至下游,水流条件逐步趋于平缓, 停泊水域淤强较回旋水域淤强增强趋势逐渐减弱。

5 工程回淤情况分析

5.1 项目实施情况

通过公开招标, 本工程自2019 年10 月正式开工建设,施工单位先后投入了“安港浚1”、“安港浚669”、“安港浚369”等耙吸船和“安港浚6”抓斗船组进行海沧港区(因远海码头尚未移交统一维护,不含海沧13-17#)港池水域常年性维护施工, 于2019 年底顺利完成了年度质量核验。

5.2 工程量对比

2019 年度海沧港区常年性维护预估工程量为16.03万m3,实际完成的工程量为29.07 万m3,实际完成工程量约为预估工程量的1.81 倍。统计数据详见表2。海沧港区各码头泊位港池从西至东, 实际回淤规律与预测规律总体趋势一致。

表2 2019 年海沧港区维护施工疏浚量统计总表

图3 2019 年海沧港区预计回淤量与实际疏浚量对比图

通过海沧港区预计回淤量与实际疏浚量对比(见图3),分析如下：

(1)除海沧20-21# 泊位外,其他泊位回旋水域实际疏浚量与预测回淤量基本吻合。 回旋水域预测工程量可在一定程度上指导后续施工。

(2)各泊位停泊水域预测回淤量基本偏小,主要是因为施工过程中,为保障各码头公司靠泊,施工船舶需多次避让生产船舶, 避让期间会反复造成施工期间的回淤量。

(3)2019 年实际完成工程量高于预测预估工程量。 主要因为历年各码头公司采用自行维护各自港池水域的方式,各港池水域维护频率、时间皆不相同,相邻港池水域之间、回旋水域与航道之间均存在互相施工影响的情况等,常年性维护模式准确预测工程量难度较大。

本年度海沧港区常年性维护与各码头公司的存量疏浚存在同步施工情况, 常年性维护疏浚根据各码头公司生产情况适时分段分区域施工, 未能对整个港区水域形成整体的“面”的形式进行连续性的维护疏浚。 施工时,水域泥沙以悬移运动为主,因此以“点”施工时,必然会对相邻区域产生影响,导致工程量相对增加。

6 结语

海沧港区回旋水域预测工程量可指导后续施工船舶配备及方案制定。 海沧港区港池统一维护预测疏浚量时,20-21# 泊位淤强已明显比其他泊位大,但在实施过程中,明显觉得海沧20-21# 泊位港池回淤速率相对较快,设计淤强仍偏小,在疏浚施工过程中,做好20-21# 泊位维护疏浚至关重要。 后续仍需进一步做好施工记录,全面掌握码头港池疏浚、抛泥情况,进一步研究分析港池淤积规律,为后续海沧港区港池的统一维护积累经验。