赣榆区陆岛交通码头工程设计

刘擎波;张红彪

【摘 要】本文基于江苏省连云港市赣榆区拟建设的一座客运码头开展潮流数值计算与泥沙回淤分析,模拟新建工程对秦山岛神路地貌的影响.同时,开展波浪数值模拟分析港内泊稳条件,结合试验结果对港湾的位置、口门朝向和防波堤的结构型式进行研究,结论可为相关工程提供依据. 【期刊名称】《港工技术》 【年(卷),期】2019(056)003 【总页数】5页(P19-23)

【关键词】波浪数值模拟;口门朝向;泊稳条件;结构型式 【作 者】刘擎波;张红彪

【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222 【正文语种】中 文 【中图分类】U656.1

1 工程概述 图1 工程位置示意

江苏省连云港市赣榆区拟建设客运码头位于海州湾南部，与秦山岛通航。原陆侧码头位于沙汪河口，水深为2.0 m，船舶需乘潮出海，每日可通航时间不足4小时，

而白天可通航时间不足2小时。通航时间每日都随潮汐发生变化，若错过潮水，将耽误出行。为解决低潮露滩的问题，保证码头区全天候运行，新建码头将离岸布置于0 m等深线处，建设2个渡轮泊位以及33个小艇或渔船泊位，通过一座观海栈桥与陆地连接。 2 重点关注问题

工程建设地点位于琴岛天籁地块和秦山岛之间海域，该海域为淤泥质海岸，海水含沙量较高，低潮时普遍水深不足2 m。在潮汐作用下，秦山岛形成独特的“神路”地貌，作为秦山岛最为珍贵的旅游资源，要求本工程建设需要重要保护。但是，作为小型客运码头，对波浪适应能力较弱，需要有针对性地对码头区泊稳条件进行研究，确保船舶安全作业。 3 港湾位置及口门朝向研究 3.1 栈桥起点选址

栈桥起点位于琴岛天籁片区，对3个起点方案进行比选，分别为南侧方案、中间方案和北侧方案，如图2。 图2 栈桥起点方案位置示意

南侧方案栈桥起点距离0 m等深线4 km，水深条件较差，而中间和北侧方案栈桥起点距离0 m等深线2.1 km，水深条件较好，故首先排除南侧起点方案。 中间方案可兼顾两侧人流导入，平衡南北地块价值，同时美观度较高，距离秦山岛较近。北侧方案栈桥与主干路连通，疏港条件较好。考虑到陆岛交通码头所需集疏运通道要求不高，琴岛天籁片区规划路网能够满足中间方案使用要求。综合考虑集疏运、经济价值、水深条件等因素，推荐中间方案作为栈桥起点。 3.2 港湾位置选址

为解决低潮露滩问题，港湾拟布置于0 m等深线附近，沿0 m等深线布置①、②、③、④四个港湾位置，各港湾位置方案均能够满足全天候海景条件，小型客运船舶

可全天候运行，如图3。

对比图3中各港湾位置方案，其中方案④距离琴岛天籁较远，为节省工程投资，应首先排除方案④。方案①距离拟选栈桥地点距离稍远，方案①和方案②栈桥均需跨越既有海底电缆，根据国土资源部出台的《海底电缆管道保护规定》相关要求，在海湾等狭窄海域，海底电缆管道两侧各100 m禁止从事挖砂、钻探、打桩、抛锚等海上作业。故方案①、②均难以实施。方案③与琴岛天籁距离最近，同时与秦山岛神路较为协调，相比其他港湾位置方案优势明显。 图3 港湾位置方案

为了验证港湾位置方案③对秦山岛神路的影响情况，本项目委托南科院进行了《赣榆区陆岛交通码头工程潮流泥沙数学模型试验》。

根据试验结果：本工程按照选址方案③建成后，港湾东北侧、西南侧会发生一定淤积，最大淤强为0.6～0.7 m/a，港湾西北侧、东南侧会发生一定冲刷。此外，港湾对秦山岛神路冲刷影响小于2 cm/a，当周边海岸达到再平衡后，总冲刷量小于5 cm，总体上影响较小，在可接受范围内。 图4 方案③潮流泥沙数模试验结果 3.3 港湾口门方向选取

由于工程位置位于连云港海洋站和岚山海洋站中间，故同时参考两处海洋站波玫瑰图，做口门方向选取研究。 图5 岚山海洋站波玫瑰图 图6 连云港海洋站波玫瑰图

综合考虑岚山和连云港波浪玫瑰图，对应波浪频率强度较小的方向，初步选取口门朝向a、b、c三个方案进行港内泊稳条件研究。其中，方案a口门朝向SE方向，方案b的口门朝向正北方向，方案c的口门朝向SW方向。 图7 口门朝向方案选取

方案a口门朝向为SE方向，根据可能影响港内波浪的波浪方向，方案a的计算波向分别取E、ESE、SE、SSE、S，共5个方向。从各向波浪计算结果的波高分布来看，由于ESE～E方向的口门处波高较大，波浪进入港内后在口门附近的波高较大，受防波堤的掩护，港内码头大部分水域的波高H1%小于0.5 m；码头前波高一般小于0.2 m。波浪掩护条件较好。其余方向（SE、SSE、S）时，波浪在口门附近的波高小于2 m，港内码头水域的波高小于0.2 m。

图8 方案a 50年1遇各方向波高H1%分布

方案b口门朝向为N方向，根据可能影响港内波浪的波浪方向，方案b的计算波向分别取N、NNE、NE、ENE四个方向。从各向波浪计算结果的波高分布来看，由于N～NE方向的口门处波高较大，波浪进入港内后口门附近的波高较大，受防波堤的掩护，港内码头大部分水域的波高H1%小于0.5 m；码头前波高一般小于0.2 m。波浪掩护条件较好。ENE向时，波浪在口门附近的波高约2 m，港内码头水域的波高小于0.2 m。

图9 方案b 50年1遇各方向波高H1%分布

方案c口门朝向为SW方向，计算波向分别取ESE、SE、SSE、S四个方向。从计算结果波高分布来看，受防波堤的掩护，口门朝向方案c时，在各向波浪作用下，港内码头大部分水域的波高H1%均小于0.5 m；码头前波高均小于0.2 m。波浪掩护条件较好。

图10 方案c 50年1遇各方向波高H1%分布

从以上3种口门朝向方案来看，方案c港内波高小于0.5 m或小于0.2 m的面积最大，防波堤对波浪的掩护效果最好。方案a的掩护条件次之；方案b出现较大

波浪的面积最大。

秦山岛位于新建客运码头的NE向，而方案c中防波堤口门朝向为SW向，来港船舶需大幅度调整航线才可驶入港内，对操船不利。综合考虑口门的朝向对港内泊稳条件及操船的影响，客运码头防波堤口门朝向推荐SE向，即方案a。 4 防波堤结构型式比选

根据实际需求，本工程将建设2个渡轮泊位以及33个小艇或渔船泊位，同时码头区规模应尽量缩小，以减少对秦山岛神路、琴岛天籁等周边环境的影响。

斜坡式防波堤整体宽度较大，港区内可利用的水域面积较小，为满足泊位数量需求，需扩大港湾建设规模。同时口门宽度因斜坡堤放坡而增大，将降低港内掩护条件。斜坡堤虽然单延米造价较低，但由于港湾规模增大，总体造价并不存在优势。直立堤结构占用水域面积较小，港内可使用水域面积较大，水域使用率较高；同时口门宽度较小，港内掩护条件更好。与斜坡堤相比，直立堤单延米造价稍高，但直立堤结构可使港湾整体规模缩小，工程总投资低于斜坡堤方案。

将基于上文推荐的SE向口门朝向方案，分别对直立堤和斜坡堤结构进行波浪数模试验研究。

斜坡堤总平面布置口门宽度为60 m，直立堤总平面布置口门宽度为38 m。根据数模试验结果，直立堤结构虽然自身消浪效果差于斜坡堤结构，但由于口门宽度较小，对入射波浪有较大阻挡作用，港湾内泊稳条件强于斜坡堤方案。此外，由于斜坡堤结构断面总宽度较宽，在同样的港湾规模下，斜坡堤内可布置1个渡轮泊位和8个小艇泊位，而直立堤内可布置2个渡轮泊位和33个小艇泊位。综合考虑港内泊稳条件、港湾规模和水域利用率及工程总投资，客运码头防波堤的结构型式推荐直立堤结构。 5 结 语

根据数模试验结果，港湾的建设对秦山岛神路冲刷影响小于2 cm/a，当周边海岸

达到再平衡后，总冲刷量小于5 cm，对神路的影响较小，在可接受范围内。 同时参考岚山和连云港两处海洋站波玫瑰图对本工程做口门方向研究后得出，口门朝向为SE向时港内泊稳条件较好，且对操船的影响较小。

对本工程做不同结构型式之间的比选后得出，相较于斜坡堤结构，采用直立堤港内泊稳条件更优，水域利用率更高，且工程总投资更低。 参考文献：

【相关文献】

[1] 赣榆琴岛客运码头平面二维潮流数值计算与泥沙回淤分析[R]. 南京水利科学研究院, 2017. [2] 连云港赣榆琴岛天籁客运码头工程波浪数学模型研究[R]. 江苏: 南京水利科学研究院, 2017.