邱桔斐，馬 越，丁 紅，王長(zhǎng)海

（上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院 上海 200137）

海洋傾倒區(qū)與航道間距初步研究

邱桔斐，馬 越，丁 紅，王長(zhǎng)海

（上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院 上海 200137）

在港口航道工程設(shè)計(jì)中，傾倒區(qū)與航道間距設(shè)置是個(gè)重要的敏感問(wèn)題，目前在規(guī)范中無(wú)明確規(guī)定。文章對(duì)多個(gè)港口的傾倒區(qū)與航道間距設(shè)置案例深入研究，提出自己的看法和認(rèn)識(shí)，在此與相關(guān)設(shè)計(jì)人員和學(xué)者進(jìn)行探討。

傾倒區(qū)；航道；間距；淤積

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和對(duì)外貿(mào)易的快速發(fā)展，使港口航運(yùn)事業(yè)也得以突飛猛進(jìn)的發(fā)展，進(jìn)出港船舶越來(lái)越多，越來(lái)越大，對(duì)港口航道的通航水深要求越來(lái)越高，進(jìn)港航道向超寬、超深和全天候方向發(fā)展。

眾所周知，由于長(zhǎng)江、黃河和珠江等河流攜帶的大量泥沙入海，使得中國(guó)近海灘涂平緩，水深較淺，水下地形復(fù)雜多變。為了滿(mǎn)足大型船舶通航和停泊的要求，必須對(duì)港池和航道進(jìn)行疏浚，由此產(chǎn)生大量的疏浚物需要處置，目前處置疏浚物的3種方法：海上傾倒、陸地或近岸灘涂吹填和科學(xué)再利用。其中，大部分疏浚物將在海上傾倒，而傾倒區(qū)合理性設(shè)置是一個(gè)非常重要的敏感問(wèn)題，有關(guān)這一方面涉及的問(wèn)題很多。如，海洋環(huán)境和海洋生態(tài)及沖淤等，筆者著重從傾倒區(qū)與航道間距和航道回淤問(wèn)題進(jìn)行分析研究。

1 海洋傾倒區(qū)和航道回淤

海洋傾倒區(qū)類(lèi)型分遠(yuǎn)海型和近海型，近海型又分河口型和近岸型，從海岸工程角度又分港口型和航道型。在我國(guó)，目前使用的海洋傾倒區(qū)多半屬于近海航道型，其主要特點(diǎn)是疏浚量巨大，臨近航道兩側(cè)，離航道（水道）在0～4 km范圍內(nèi)。這類(lèi)海洋傾倒區(qū)最大優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)距短，施工方便，疏浚成本低，海洋環(huán)境影響范圍?。?］。缺點(diǎn)是對(duì)航道回淤影響大，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）拋泥瞬間產(chǎn)生大量由細(xì)顆粒泥沙組成的懸浮物隨流擴(kuò)散淤積。由于這部分泥沙為非自然水動(dòng)力條件產(chǎn)生的，已超過(guò)自然水流條件下所能攜帶懸移質(zhì)泥沙能力。因此，水體中的含沙量處于超飽和狀態(tài)，自然水流根本無(wú)能力帶動(dòng)這部分疏浚懸浮物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間和長(zhǎng)距離的運(yùn)動(dòng)，只能在較短的時(shí)間內(nèi)和有限的范圍內(nèi)運(yùn)移，直至水流與含沙量達(dá)到平衡，即達(dá)到海域含沙量本底狀態(tài)，才停止。這一過(guò)程實(shí)際上是水體中含沙量逐步降低和泥沙逐步淤積的過(guò)程，其中部分泥沙落淤在附近航道。

（2）由于長(zhǎng)期大量?jī)A倒疏浚物，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的泥沙破壞原來(lái)海床自然平衡狀態(tài)，使得海床局部隆起，改變局部自然狀態(tài)下的海底地貌。當(dāng)傾倒量不大時(shí)，在自然波浪和水流的作用下，海床要達(dá)到動(dòng)力平衡，必然逐步向海床本來(lái)面貌恢復(fù)。這一海洋傾倒區(qū)附近海床恢復(fù)過(guò)程，通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：①在海洋傾倒區(qū)內(nèi)堆積的一部分泥沙，在波流作用下被二次掀起，以懸移質(zhì)的形式隨流擴(kuò)散輸移，再淤積，以面狀微淤形態(tài)重新分布在傾倒區(qū)周?chē)Ｓ?，包括航道區(qū)；②在海洋傾倒區(qū)內(nèi)堆積的部分泥沙，在波流作用下以底沙形式短距離運(yùn)移，或帶狀輸移，或四周擴(kuò)散輸移，有可能造成航道淤積。

調(diào)查研究表明，由于傾倒，在海洋傾倒區(qū)內(nèi)疏浚泥沙無(wú)論以何種方法，何種途徑，絕大多數(shù)將被波流輸移到其他地方。工程關(guān)心重點(diǎn)的問(wèn)題是有多少進(jìn)入航道，回淤量多大，以什么方式進(jìn)入航道，傾倒區(qū)設(shè)置離航道多遠(yuǎn)的距離合適，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和回淤量最小的目的，目前還沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的判別標(biāo)準(zhǔn)和方法，只有通過(guò)多方面的綜合評(píng)估，才能得以確認(rèn)。

2 緊貼航道（水道）型傾倒區(qū)案例分析

近海航道型傾倒區(qū)可以分成兩類(lèi)：緊貼航道（水道）型、離航道型，海洋傾倒區(qū)離航道2～4 km遠(yuǎn)。

2.1 緊貼航道（水道）型傾倒區(qū)概況

在我國(guó)，緊貼航道（水道）型海洋傾倒區(qū)較多，筆者僅對(duì)位于長(zhǎng)江口的吳淞口北傾倒區(qū)、長(zhǎng)江口6＃傾倒區(qū)和長(zhǎng)江口10＃傾倒區(qū)3個(gè)典型案例進(jìn)行分析研究［2］。

2.1.1 吳淞口北傾倒區(qū)

吳淞口北傾倒區(qū)位于長(zhǎng)江口南港北側(cè)邊灘（圖1）一矩形區(qū)域，面積為1 km2，其北邊600 m水深約在0 m左右（已停止傾倒），南邊400 m區(qū)域的水深從0～10 m以上，向航道傾斜，實(shí)際上該傾倒區(qū)南緣距離航道（水道）為0 km，已在長(zhǎng)江口南港主水道邊坡上。在此傾倒，除了少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外；一部分傾倒物直接滑入水道主槽；一部分傾倒物在水道邊坡上短暫停留后，被水流帶入水道主槽。總之，大部分傾倒物將進(jìn)入航道隨流輸移。

圖1 長(zhǎng)江口傾倒區(qū)附近海域

吳淞口北傾倒區(qū)是為黃浦江碼頭航道維護(hù)性疏浚服務(wù)，已運(yùn)行10年以上，近幾年的年傾倒量約400萬(wàn)m3。根據(jù)近幾年該傾倒區(qū)水下地形分析可知，該傾倒區(qū)處于動(dòng)態(tài)沖淤平衡狀態(tài)，附近航道也是如此，時(shí)淤時(shí)沖，總體穩(wěn)定，無(wú)明顯異常沖淤情況發(fā)生。

2.1.2 長(zhǎng)江口6＃傾倒區(qū)

長(zhǎng)江口6＃傾倒區(qū)位于長(zhǎng)江口南槽北側(cè)邊灘（圖1）一矩形區(qū)域，面積為0.5 km2，該區(qū)域的水深從9～11 m，向航道傾斜，實(shí)際上該傾倒區(qū)南緣距離航道（水道）0 km，已在長(zhǎng)江口南槽主水道邊坡上。在此傾倒，除了少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，大部分傾倒物經(jīng)過(guò)短暫停留后，被水流帶入水道主槽，隨流運(yùn)移。

長(zhǎng)江口6＃傾倒區(qū)是為外高橋碼頭、長(zhǎng)興島造船基地和吳淞口至南導(dǎo)堤魚(yú)嘴段長(zhǎng)江口深水航道維護(hù)性疏浚服務(wù)，近幾年該傾倒區(qū)的年平均傾倒量約500萬(wàn)m3。根據(jù)近幾年該傾倒區(qū)水下地形分析可知，該傾倒區(qū)處于動(dòng)態(tài)沖淤平衡狀態(tài)，附近水道（航道）深槽不斷向下游延伸，平均每年向下游延伸約2.25 km。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該傾倒區(qū)使用得當(dāng)，與周?chē)淖匀粭l件協(xié)調(diào)，傾倒區(qū)位置設(shè)置合理，在目前傾倒量的情況下，長(zhǎng)江口6＃傾倒區(qū)拋泥沒(méi)有改變自然水道的發(fā)育規(guī)律。

2.1.3 長(zhǎng)江口10＃傾倒區(qū)

長(zhǎng)江口10＃傾倒區(qū)位于長(zhǎng)江口北槽南側(cè)，在S7丁壩和S8丁壩之間（圖1）一矩形區(qū)域，面積為2.4 km2，該區(qū)域的水深7～9 m，向航道傾斜，實(shí)際上該傾倒區(qū)北緣距離航道600 m。在此傾倒，部分傾倒物隨流擴(kuò)散，部分傾倒物堆積在傾倒區(qū)內(nèi)，而后這部分泥沙被水流帶入水道主槽，其中，少部分淤積在航道內(nèi)，大部分泥沙沿北槽南側(cè)隨流入外海。

長(zhǎng)江口10＃傾倒區(qū)是為北槽深水航道維護(hù)性疏浚服務(wù)，近幾年該傾倒區(qū)的年平均傾倒量在800萬(wàn)m3。根據(jù)近幾年該傾倒區(qū)水下地形分析可知，該傾倒區(qū)時(shí)淤時(shí)沖，相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)附近航道淤積有限，在可承受的范圍內(nèi)。說(shuō)明該傾倒區(qū)設(shè)置基本合理，能充分利用自然水流條件，保持該傾倒區(qū)和航道穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 緊貼航道（水道）型傾倒區(qū)基本條件分析

3個(gè)傾倒區(qū)的基本情況如表1所示。

表1 傾倒區(qū)重要參數(shù)

由表1可以看出，要使得緊貼航道（水道）型傾倒區(qū)維持正常運(yùn)行，必須滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件。

（1）往復(fù)流，漲落潮主流向或平行航道，或略微偏離航道。

（2）流速足夠大（大于泥沙起動(dòng)流速），使得航道內(nèi)床沙被掀起，隨流運(yùn)動(dòng)。

（3）每天要有一定的時(shí)間，流速大于泥沙起動(dòng)流速。

（4）水體中含沙量處于次飽和與未飽和狀態(tài)，具有一定的富余挾沙力，將擴(kuò)散至航道內(nèi)的泥沙帶走。

（5）疏浚物粒徑與航道床沙粒徑持平，或略低，避免產(chǎn)生海床質(zhì)粗化淤積現(xiàn)象。

（6）傾倒頻率恰當(dāng)，傾倒量適度，有節(jié)有利，避免超量?jī)A倒，使得傾倒區(qū)和附近航道地形發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。

3 離航道型傾倒區(qū)案例分析

3.1 離航道型傾倒區(qū)概況

目前我國(guó)離航道型傾倒區(qū)較多，筆者僅對(duì)江蘇、上海、浙江海區(qū)的幾個(gè)傾倒區(qū)進(jìn)行分析。

3.1.1 連云港北傾倒區(qū)

連云港北傾倒區(qū)位于東西連島東，進(jìn)港航道北側(cè)（圖2）一矩形區(qū)域，面積為1.5 km2，水深3～6.5 m，傾倒區(qū)距離航道3 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分（80%以上）傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積海州灣內(nèi)，少量淤積在航道內(nèi)。

圖2 連云港傾倒區(qū)附近海域

連云港北傾倒區(qū)是為連云港碼頭航道維護(hù)性疏浚服務(wù)，已運(yùn)行10年以上，近幾年的年傾倒量在100萬(wàn)～500萬(wàn)m3之間。從近幾年該傾倒區(qū)水下地形分析可知，該傾倒區(qū)處于動(dòng)態(tài)沖淤平衡狀態(tài)，附近航道沒(méi)有明顯異常沖淤情況。

3.1.2 連云港南傾倒區(qū)

連云港南傾倒區(qū)位于連云港口門(mén)東南，進(jìn)港航道南側(cè)（圖2）一矩形區(qū)域，面積為1.67 km2，水深5～7 m，傾倒區(qū)距離航道3 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分（80%以上）傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積海州灣內(nèi)，少量淤積在航道內(nèi)。

連云港南傾倒區(qū)是為連云港碼頭航道維護(hù)性疏浚服務(wù)，近幾年的年傾倒量在300萬(wàn)～700萬(wàn)m3之間。根據(jù)近幾年該傾倒區(qū)水下地形分析可知，該傾倒區(qū)處于沖淤動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，附近航道未顯現(xiàn)異常沖淤情況。

3.1.3 連云港15萬(wàn)噸級(jí)航道傾倒區(qū)

連云港15萬(wàn)噸級(jí)航道傾倒區(qū)位于連云港口門(mén)東南10 km，進(jìn)港航道南側(cè)（圖2）一矩形區(qū)域，面積為5 km2，水深7～11 m，距離航道4 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積海州灣內(nèi)，少量淤積在航道內(nèi)。

連云港15萬(wàn)噸級(jí)航道傾倒區(qū)是為連云港15萬(wàn)噸級(jí)航道擴(kuò)建工程服務(wù)，已運(yùn)行3年，年傾倒量在1 000萬(wàn)～1 600萬(wàn)m3之間。水下地形跟蹤監(jiān)測(cè)表明，傾倒堆積體在傾倒區(qū)北側(cè)，呈帶狀分布，堆積體厚度在0～3 m之間，在此的傾倒物80%被浪流沖走。

3.1.4 長(zhǎng)江口2＃傾倒區(qū)

長(zhǎng)江口2＃傾倒區(qū)位于長(zhǎng)江口北槽口門(mén)東南約10 km，航道南側(cè)（圖1）一矩形區(qū)域，面積為6 km2，水深7～10 m，傾倒區(qū)距離航道4 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積在長(zhǎng)江口外海，少量淤積在航道內(nèi)。

長(zhǎng)江口2＃傾倒區(qū)是為長(zhǎng)江口深水航道工程服務(wù)，近幾年傾倒量在1 000萬(wàn)～2 000萬(wàn)m3之間，多年水下地形監(jiān)測(cè)表明，由于此處水域開(kāi)闊，浪流作用強(qiáng)烈，在此傾倒的疏浚物90%被沖刷，傾倒區(qū)最大淤積厚度在1 m以?xún)?nèi)，附近海域及航道淤積也不明顯。

3.1.5 長(zhǎng)江口3＃傾倒區(qū)

長(zhǎng)江口3＃傾倒區(qū)位于長(zhǎng)江口北槽口門(mén)東北約3 km，航道北側(cè)（圖1）一矩形區(qū)域，面積為4 km2，水深9～11 m，傾倒區(qū)距離航道4 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積在長(zhǎng)江口外海，少量淤積在航道內(nèi)。

長(zhǎng)江口3＃傾倒區(qū)是為長(zhǎng)江口深水航道工程服務(wù)，近幾年傾倒量約為1 000萬(wàn)m3，多年水下地形監(jiān)測(cè)表明，由于此處水域開(kāi)闊，浪流作用強(qiáng)烈，在此傾倒的疏浚物90%被沖刷，傾倒區(qū)最大淤積厚度在1 m以?xún)?nèi)，附近海域及航道淤積也不明顯。

3.1.6 洋山港傾倒區(qū)

洋山港傾倒區(qū)位于上川山西側(cè)（圖3）一矩形區(qū)域，面積為5 km2，水深約18 m，傾倒區(qū)距離洋山港進(jìn)港航道3.7 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積在附近海域，少量淤積在航道內(nèi)。

圖3 洋山港傾倒區(qū)附近海域

洋山港傾倒區(qū)是為洋山港碼頭和進(jìn)港航道工程服務(wù)，近幾年傾倒量為400萬(wàn)～1 100萬(wàn)m3，多年水下地形監(jiān)測(cè)表明，由于此處水深流急，在此傾倒的疏浚物大部分被沖刷，淤積消亡在附近海域，附近航道淤積也不明顯。

3.1.7 蝦峙門(mén)傾倒區(qū)

蝦峙門(mén)傾倒區(qū)位于蝦峙門(mén)東南15 km外（圖4）一矩形區(qū)域，面積為4 km2，水深約18 m，傾倒區(qū)距離蝦峙門(mén)30萬(wàn)噸級(jí)航道約4 km。在此傾倒，少部分疏浚物以懸浮物形式直接擴(kuò)散外，堆積在傾倒區(qū)內(nèi)的大部分傾倒物被浪流二次掀起，隨流擴(kuò)散，重新分布，淤積在附近海域，淤積在航道內(nèi)的量很少。

圖4 蝦峙門(mén)傾倒區(qū)附近海域

蝦峙門(mén)傾倒區(qū)是為蝦峙門(mén)30萬(wàn)噸級(jí)航道工程服務(wù)，近兩年傾倒量約1 000萬(wàn)m3，水下地形跟蹤監(jiān)測(cè)表明，由于此處水深流急，在此傾倒的疏浚物大部分被沖刷，淤積消亡在附近海域，附近航道淤積也不明顯。

3.2 離航道型傾倒區(qū)基本條件分析

表2至表4是幾個(gè)傾倒區(qū)的基本情況。

表2 連云港附近傾倒區(qū)重要參數(shù)

表3 長(zhǎng)江口傾倒區(qū)重要參數(shù)

表4 其他傾倒區(qū)重要參數(shù)

從表2至表4給出的情況可以看出，離航道型傾倒區(qū)設(shè)置的基本條件。

（1）旋轉(zhuǎn)流。

（2）浪流能力較強(qiáng)，流速足夠大（大于泥沙起動(dòng)流速），使得傾倒區(qū)內(nèi)的傾倒堆積物被掀起，隨流運(yùn)動(dòng)。

（3）水體含沙量處于次飽和與未飽和狀態(tài)，具有一定的富余挾沙力，將傾倒區(qū)的泥沙帶走。

（4）疏浚物粒徑與傾倒區(qū)床沙粒徑持平，或略低。避免產(chǎn)生海床質(zhì)粗化淤積現(xiàn)象。

（5）傾倒頻率恰當(dāng)，傾倒量適度，有節(jié)有利，避免超量?jī)A倒，使得傾倒區(qū)地形發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。

（6）根據(jù)傾倒區(qū)與航道自然條件和回淤承受能力，兩者間距設(shè)置為2～4 km為宜，主要關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題：一是底沙輸移距離和輸移方向；二是擴(kuò)散回淤的主要影響區(qū)域和范圍。

4 結(jié)論

綜上所述，海洋傾倒區(qū)與航道間距合理設(shè)置問(wèn)題復(fù)雜，必須進(jìn)行充分研究，多方面論證。

（1）在往復(fù)流海域，在航道回淤可承受的范圍內(nèi)，充分利用自然水動(dòng)力條件，將間接或直接傾倒入航道內(nèi)的疏浚物帶走。傾倒區(qū)設(shè)置在緊貼航道（水道）區(qū)域是較為科學(xué)合理的選擇。關(guān)注3個(gè)重點(diǎn)：①傾倒量適度，控制傾倒物在航道快速大量淤積（堆積），產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響；②具有一定的富余挾沙力，使得傾倒懸浮物順暢擴(kuò)散運(yùn)移；③自然流速不但要大于起動(dòng)流速，流向與航道方向基本一致，而且要保證一定的作用時(shí)間，使得傾倒后進(jìn)入航道內(nèi)的堆積物逐步帶走。

（2）在旋轉(zhuǎn)流海域，傾倒區(qū)必須與航道保持恰當(dāng)?shù)木嚯x，防止傾倒對(duì)航道回淤產(chǎn)生重大影響，調(diào)查研究表明離航道型傾倒區(qū)間距控制2～4 km較為適宜。該類(lèi)型傾倒區(qū)關(guān)注3個(gè)重點(diǎn)：①傾倒區(qū)與航道間距取決于水動(dòng)力（波流加潮流共同作用）輸送底沙的能力，及對(duì)航道的回淤影響；②拋泥懸浮物淤積影響區(qū)域；③傾倒區(qū)附近水域開(kāi)闊，使得在傾倒區(qū)的堆積物逐步向外輸送過(guò)程中，不對(duì)別處造成明顯的淤積體。

總之，傾倒區(qū)設(shè)置除了考慮航道回淤問(wèn)題外，還要考慮環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和海域規(guī)劃布局等問(wèn)題。以上僅是筆者的一些粗淺看法，在此與廣大讀者共同討論。

［1］ 邱桔斐.東海區(qū)海洋傾倒區(qū)現(xiàn)狀與需求分析研究［J］.海洋開(kāi)發(fā)與管理，2008，25（5）：90－100.

［2］ 王長(zhǎng)海.拋泥擴(kuò)散淤積分布計(jì)算［J］.水道港口，2007（4）：86－90.