福州国家远洋渔业基地码头岸线规划研究

陈婷 福建省交通规划设计院有限公司

1.前言

远洋渔业是国家战略性产业，是建设海洋强国、实施“走出去”和“一带一路”战略的重要组成部分。福州市位于我国东南沿海，不仅是古代海上丝绸之路的重要门户，也是中国远洋渔业发源地之一，经过多年的发展，福州远洋渔业综合实力居全国地级市前列，拥有建设国家远洋渔业基地的基础条件。农业农村部已于2019年6月28日函复福建省政府同意选址在连江县建设“福州（连江）国家远洋渔业基地”（见图1），该基地是我国已批复设立的第三个国家远洋渔业基地，基地核心区位于闽江口的粗芦岛。码头是远洋渔业基地重要基础设施，为远洋捕捞的水产品提供运输服务，也为远洋捕捞船及运输船提供补给服务。目前粗芦岛上尚无码头，因此有必要在岛上适宜的海岸线选址规划建设渔业基地配套码头。

图1 远洋渔业基地区位图

海岸线是我国宝贵且不可再生的重要战略资源，海岸线的合理开发利用将直接影响区域的经济发展、产业发展、城市发展等。粗芦岛处于闽江口，闽江口为强潮河口，河流汇集，形成了闽江五口入海的复杂河网（见图2），前沿线的布置将直接影响船舶靠泊条件、泊稳条件、渔业基地岸线的选址、码头工程造价及后期维护。本文以福州（连江）国家远洋渔业基地为例，根据福州国家远洋渔业基地规划，结合港区地形、地质、水文等自然条件，对岸线的选址及布置方案进行了研究，对河口岸线规划方案需考虑的主要因素进行总结分析，可供类似工程参考。

图2 项目区域河网分布图

2.水文、地质条件

粗芦岛位于闽江入海口北侧，通过桥梁与陆地相连，该区域地貌属福州冲海积平原边缘地带，水系发育，地势起伏较大。规划工程区所在河段宏观河势稳定，长门、川石水道发育。岸线前方水域紧邻闽江通海航道，进出港条件较好（见图3）。由于东、西段岸线间存在一长度约270m的丁坝，丁坝的挑流作用对码头前沿水流有影响。

图3 项目区域形势图

本工程区潮差较大，平均潮差在4m以上，外海最大潮差在6m以上，潮差由口外向口内逐渐减小。设计高水位为6.27m，设计低水位0.09m。

该段岸线背靠粗芦岛，其常风向、强风向（NE向）有粗芦岛山体遮掩，掩护条件相对较好；其前方水域东侧受川石岛掩护，对工程影响较大的是ESE、SE外海涌浪，码头前沿50年一遇最大H1%波高为4.85m,出现在1#泊位。1#泊位～11#泊位SE向50年一遇最大H1%波高为4.85m～3.79m。

场地内地层结构自上而下依次为：①1填土、①2耕土、②2淤泥、②t砂混淤泥、⑥11粉质粘土、⑥12粉质粘土、⑥t粗砂、⑦残积粘性土、⑧1全风化凝灰岩、⑧2强风化凝灰岩、⑧3中风化凝灰岩。

项目所在区域抗震设防烈度6度区，地震动峰值加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。

3.码头岸线选址及初步布置方案

3.1 岸线选址

自然条件对港口作业有至关重要的影响，因此港址宜选在自然条件佳的区域。粗芦岛东侧及北侧岸线直面台湾海峡，位于无掩护的开敞性海域，且有大面积的浅滩分布，水深条件差，不适合建港。西侧岸线北段受已建粗芦岛大桥未考虑船舶通航及粗芦岛二桥仅能通航200吨海轮的通航尺度限制，无法规划建设千吨级以上泊位；而西侧岸线南段已为马尾造船厂开发建设利用，因此远洋渔业基地配套码头宜选址南侧岸线开发建设。南侧岸线以福斗水闸为界，分为东西两段，东段岸线水深条件较好，天然水深约3～8m；西段岸线水深条件略差，天然水深约0～6m，目前该段岸线均处于天然状态。且该港址北侧受粗芦岛自身掩护，东侧有川石岛掩护，紧邻闽江主航道，建港条件相对较好。

3.2 码头前沿线定位

码头前沿线布置应遵循“深水深用，浅水浅用”原则。工程区东区水深条件较好，粗芦岛南侧为闽江通海航道，往来船舶较多，交通繁忙。为保证通航安全，且不影响码头作业效率，东区码头前沿线定位时考虑回旋水域不占用主航道。西区乌猪水道与闽江通海航道交汇处存在凸出沙嘴，泥沙淤积较为严重，码头前沿线布置时应向海侧移动，避开沙嘴区域，以免造成后期维护的不便。西区乌猪水道为闽江通海航道的支航道，通航船舶较少，因此西区码头前沿线定位考虑占用部分乌猪水道航道。

3.3 岸线初步布置方案

根据港口吞吐量发展水平预测，2035年连江远洋渔业基地规划吞吐量约170万吨，宜布置11个泊位，结合运量预测与岸线条件，岸线初步布置规划如下：

①岸线布置方案一：规划布置岸线总长1710米，规划泊位等级为3000～20000吨级，规划泊位数量12个。其中东区规划岸线1170m（1-7#泊位），走向平行于闽江通海航道，码头前沿线距后方陆域190m。西区南段布置540m岸线（8-11#泊位），码头前沿线距后方陆域230m，走向与东区平行；西区北段乌猪港口门处布置160m岸线（12#泊位），与乌猪水道走向基本一致（见图4（a））。

图4 岸线布置方案

②岸线布置方案二：对方案一进行了调整，西区码头岸线相比较方案一逆时针旋转11°，东区码头前沿线后退70m。（见图4（b）），该方案栈桥长度较短，与航道距离较远。

4.岸线布置方案比选

4.1 从水动力角度分析

粗芦岛位于闽江五口入海处，西南侧的长门水道绕过琅岐岛北侧经英屿、琯头、长门口，出长门又分成乌猪水道、熨斗水道、川石水道和壶江水道，注入东海，河网复杂（见图2），且闽江口为强潮河口，水动力情况复杂。受港区东、西区之间的N2丁坝影响，水流流态较紊乱。

根据工程区数模试验结果，由于方案一布置均为顺岸式高桩码头，故方案布置基本不改变海域的涨落潮流场分布。涨落急水流方向差别较小。方案二由于前沿线做了旋转，川石水道内的1#～11#码头东区和西区泊位前沿西侧涨落急水流与码头岸线交角较方案一略有改善（见图5）。

图5 工程区附近涨落急流矢分布图

潮流的流速及流向决定了码头前沿横流的强弱。对于开敞式码头，横流引起的船舶对码头的作用力有一定影响，图6展示了各方案各泊位前沿横流流速最大值的数值模拟结果。

图6 泊位前沿横流最大值统计图

由图6可知，方案一由于存在N2丁坝，挑流作用较明显，在7#、10#及11#泊位前沿横流最大值超过0.3m/s。方案2横流最大值均未超过0.3m/s。方案一最大横流值为0.35m/s，方案二最大横流值为0.28m/s，方案二与方案一相比，码头前沿横流显著减小。但方案一、二的横流最大值均小于0.5m/s，根据相关工程经验，该横流对码头结构及船舶靠离泊的安全性影响不大。

4.2 从区域泥沙冲淤角度分析

4.2.1 正常天气条件下泥沙回淤分析

正常天气条件下川石水道主要为过境泥沙，由潮流携带的悬沙产生的泥沙冲淤情况如图7及图8所示，分别给出了各方案实施后港池及周边地形的地形年冲淤深度分布。

图7 港池年冲淤量对比图

图8 回旋水域年冲淤量对比图

由图7可知，正常天气下，工程实施后港池总体冲淤平衡，未有颠覆性影响，但方案一东区年回淤量较小，更利于后期维护。由图8可知，回旋水域由于水流条件较好，方案一、二回旋水域均无淤积。但由于方案二码头前沿线后移，码头前回旋水域水流流速较小，利于悬移质沉淀，方案二的冲刷量较方案一小。

4.2.2 50年一遇洪水条件下的骤淤初步分析

根据数学模型研究成果，工程区在50年一遇洪水条件下骤淤分布，量级较小，颠覆性影响可能性小。

4.3 从波浪作用方面分析

工程区东侧临近外海，波浪主要为ESE～SE向外海来浪，方案一、二码头前沿50年一遇最大H1%波高均出现在1#泊位附近，分别为4.85m和4.79m。虽然方案二码头前沿波高较小，但西区波浪作用角度较大，船舶泊稳条件较差。

4.4 推荐方案

综上，本工程的水流泥沙数学模型及波浪模型研究成果表明：两个岸线布置方案对海域原有的涨落潮流场分布改变不大，流场总体格局差别不大。方案二改变码头前沿线的方位角及距陆域的距离，虽然可稍改善船舶的横流条件，但码头前沿线后退将加重港池的淤积情况，增加后期疏浚维护的成本。方案一东区年回淤量较小，后期运营维护成本低，西区码头总体布置更平顺，有利于船舶进出港靠离泊，波浪作用方向与码头前沿线夹角较小，利于船舶泊稳，且码头前沿线与栈桥正交，交通组织更加通畅，因此本项目选择岸线布置方案一作为本项目的最终实施方案。

5.结语

本文通过对工程区地形地貌、潮流、泥沙冲淤、波浪作用等方面，对远洋渔业基地码头岸线选址、前沿线定位及总体布置进行了综合分析，得出以下结论：

（1）根据粗芦岛的地形地貌条件，选址南侧岸线建设远洋渔业基地码头，经模型验证，从潮流、泥沙、波浪等角度验证规划方案是否合理可行，新增了宝贵的岸线资源，可供其它类似项目的建设提供参考。

（2）在河网交错、水动力条件复杂的河口区域，码头岸线的选址及前沿线定位应综合考虑工程区水域的水流、泥沙冲淤情况、船舶泊稳条件、后期维护工作量等，选择满足船舶系泊作业且维护工程量小的方案。