■劉守國
(福建省水產(chǎn)設(shè)計(jì)院,福州 350004)
港口按照功能、用途分類可分為商港、漁港、工業(yè)港、軍港等等[1],漁港是指具有生產(chǎn)、流通等功能的漁業(yè)基地。漁港作為漁業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,對保障漁民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,漁區(qū)社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,實(shí)施沿海小城鎮(zhèn)建設(shè)等都發(fā)揮著重要作用。
赤石灣漁港所在地詔安縣梅嶺鎮(zhèn)赤石灣村,位于詔安縣西南沿海宮口灣外灣,是閩南至粵東漁場的腹地和南北航線必經(jīng)之地,地理區(qū)位十分優(yōu)越。詔安縣近年來大力發(fā)展水產(chǎn)業(yè),不斷提高漁船的遠(yuǎn)航捕撈能力,漁業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展,漁業(yè)已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)中重要的支柱產(chǎn)業(yè)。為了適應(yīng)當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)和漁業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展的需要,當(dāng)?shù)卣?001年開始對赤石灣一級漁港進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),于2006年建成西防波堤1620m,有效改善了漁港內(nèi)的淤積情況,并在一定程度上改善了港內(nèi)避風(fēng)條件。這些項(xiàng)目的建設(shè)在一定程度上緩解了當(dāng)?shù)貪O業(yè)生產(chǎn)與配套設(shè)施不相適應(yīng)的矛盾,對促進(jìn)當(dāng)?shù)貪O業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起了重要的作用。但由于原一級漁港投資等因素的影響,赤石灣一級漁港的建設(shè)尚無法形成有效的避風(fēng)水域,每當(dāng)臺風(fēng)來臨,港內(nèi)眾多漁船均需遠(yuǎn)渡至東山等地避風(fēng),每年因外出避風(fēng)而支出大筆的費(fèi)用,同時(shí),在避風(fēng)途中也增加不安全因素。因此,梅嶺鎮(zhèn)急需建設(shè)赤石灣中心漁港,在一級漁港的基礎(chǔ)上繼續(xù)完善漁港的避風(fēng)功能,更好的保護(hù)漁區(qū)群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。
(1)氣溫
據(jù)詔安縣氣象站1957年9月至1980年實(shí)測資料統(tǒng)計(jì):多年平均氣溫21.3℃;最熱月出現(xiàn)在7月,月平均氣溫28.2℃;最冷月出現(xiàn)在1月,月平均氣溫13.1℃。極端最高氣溫38.6℃(1968年7月25日),極端最低氣溫-0.6℃(1963年1月8日),全年日最高氣溫≥35℃的日數(shù)平均4.3天。
(2)降水
多年平均降水量為1071.2mm,最多年降水量為1583.7mm (1961年), 最少年降水量為 674.2mm(1962年),最大日降水量為229.5mm。全年降水量主要集中在春末 (5月)和夏季 (6-8月),此四個(gè)月的降水量達(dá)553.8mm,占全年降水的51%。秋末(11月)和冬季(12-2月)降水少,為121.1mm,為全年的11%左右。
(3)風(fēng)況
本海區(qū)季風(fēng)活動(dòng)明顯,10月~翌年4月份盛行東北季風(fēng),6~8月盛行西南季風(fēng),東北季風(fēng)強(qiáng)且持續(xù)時(shí)間長。全年平均風(fēng)速6.1m/s,最大平均風(fēng)速在11月份,最小風(fēng)速出現(xiàn)在7月,最大風(fēng)速為36m/s(1980年7月 12日),海面上所觀測到的最大風(fēng)速為37.6m/s。
(4)多年平均霧日天數(shù)為30.5d,最多年霧日數(shù)為46d,最少年霧日數(shù)為19d,一年中春季(3-5月)為多霧季節(jié),霧日天數(shù)約占全年的60%,期間4月份是鼎盛期,月中1/4時(shí)間有霧,10月和11月極少有霧,9月和12月平均霧日數(shù)不到1d。開始成霧的時(shí)間,大都集中在22時(shí)至翌晨7時(shí),成霧次數(shù)的70-80%,多屬平流霧。
(1)潮位特征值
本港為不正規(guī)半日潮混合潮港,潮位特征值如表1所示:
(2)設(shè)計(jì)水位
表1 潮汐特征值表(m)
對港區(qū)潮位觀測站與東山海洋站同步觀測一個(gè)月高低潮水位資料進(jìn)行相關(guān)分析,設(shè)計(jì)潮位計(jì)算結(jié)果如下(黃零基準(zhǔn)):
設(shè)計(jì)高水位(10%HW): 1.87m
設(shè)計(jì)低水位(90%HW):-0.89m
極端高水位(50年一遇):2.76m
極端低水位(50年一遇):-1.64m
(3)潮流
本港屬河口港,受逕流和潮流雙重影響,潮流性質(zhì)為往復(fù)流。漲潮最大流速0.67m/s,最小流速0.20m/s,平均流速0.40m/s;落潮流最大流速1.10m/s,最小流速0.70m/s,平均流速0.89m/s,平均漲潮歷時(shí)7.02h,落潮歷時(shí)5.24h。落潮時(shí)間短,流速矢量大;漲潮時(shí)間長,流速矢量小;中層0.2h~0.6h流速大,底層流速小。根據(jù)2000年10月測流資料,漲潮由東岸自南向北,經(jīng)舊駁岸前沿,直沖對岸渡西南端沙咀,實(shí)測漲潮漂流最大流速為1.35m/s。最大流速發(fā)生駁岸前沿。落潮由東岸糧站前沿由東北向西南,直沖對岸渡西南端沙咀,而后水流逐漸擴(kuò)散,落潮最大流速約1.19m/s,發(fā)生在渡西沙咀附近。
(4)根據(jù)南京水利科學(xué)研究院波浪推算結(jié)果顯示該處波浪最大值為S向,50年一遇+極端高水位H1%=4.89m,H13%=4.33m;50年一遇+設(shè)計(jì)高水位H1%=1.89m,H13%=1.38m。
本港是赤水溪出海口,內(nèi)港淺灘寬闊,低潮位時(shí),大片露出,只留下狹窄的潮汐通道;港內(nèi)為砂質(zhì)海灘,沙灘平緩,岸坡穩(wěn)定,航道底質(zhì)為淤泥含沙,水域狹長隱蔽,南側(cè)建設(shè)防波堤掩護(hù)后是漁船的天然避風(fēng)良港,防波堤及導(dǎo)流堤底質(zhì)均為細(xì)砂,不液化[2]。
3.1.1 防波堤
赤石灣中心漁港港區(qū)東側(cè)為天然山地掩護(hù),西側(cè)有原一級漁港防波堤掩護(hù),目前主要來浪向?yàn)槟蟼?cè)開口,防波堤布置旨于擋住南側(cè)來浪。另由于赤石灣中心漁港屬農(nóng)業(yè)部漁港項(xiàng)目,需滿足避風(fēng)水域面積(50年重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)高水位時(shí)在各向波浪作用下,H1%波高在1m以內(nèi))大于40萬m2。因此防波堤布置于港區(qū)南側(cè)內(nèi)嶼礁外,防波堤長度由掩護(hù)水域面積、泥沙、潮流情況控制。
3.1.2 導(dǎo)流堤
赤石灣中心漁港北側(cè)為赤水溪出水口,水流直穿港區(qū)中心,臺風(fēng)期間降雨量增大,水流增加對港內(nèi)避風(fēng)船只影響較大,因此導(dǎo)流堤旨于掩護(hù)港內(nèi)避風(fēng)船只不受河流出水口沖刷影響,導(dǎo)流堤長度由泥沙、潮流情況控制。
根據(jù)赤石灣中心漁港港區(qū)的水深地形及風(fēng)浪條件等綜合因素考慮,防波堤及導(dǎo)流堤建設(shè)方案如下:
于港區(qū)南側(cè)新建南防波堤長380m,防波堤呈東西走向,西側(cè)與原西防波堤形成朝向西向的口門,口門寬175m;東側(cè)與內(nèi)嶼形成朝向東側(cè)的口門,口門寬212m。
導(dǎo)流堤于港區(qū)西北側(cè)防護(hù)林東岸自北向南建設(shè)導(dǎo)流堤1000m,與西防波堤、南防波堤合圍成的避風(fēng)區(qū)水域面積為49萬m2。詳見圖1。
圖1 平面方案布置圖
3.3.1 防波堤波浪、泥沙、潮流實(shí)驗(yàn)
(1)波浪實(shí)驗(yàn)
根據(jù)波浪模型實(shí)驗(yàn)從50年一遇港內(nèi)H1%波高分布圖可以看出[3]:SE~SSE方向的外海波浪進(jìn)入港區(qū)受防波堤的掩護(hù),港區(qū)水域的波高H1%一般小于0.8m,隨著波向SW方向轉(zhuǎn),港內(nèi)的波高逐漸增大。對港內(nèi)波浪影響最大的來波方向是SW方向的外海波浪,SW方向的外海波浪在漁港港區(qū)水域的大部分水域波高H1%達(dá)到0.8m,個(gè)別位置的波高達(dá)到1.0m以上。主要是該方向的波浪自口門進(jìn)入港區(qū)后的波浪繞射和局部地形的折射作用,經(jīng)計(jì)算最不利情況下為SSW向,避風(fēng)水域面積為51.8萬平方米,滿足農(nóng)業(yè)部要求。
表2 扣除航道面積后設(shè)計(jì)高水位港內(nèi)50年一遇波高面積(萬m2)
(2)潮流實(shí)驗(yàn)
根據(jù)模型實(shí)驗(yàn),潮流在現(xiàn)狀條件下,擬建避風(fēng)錨地口門附近流速較大,最大流速在1.0m/s左右,避風(fēng)錨地區(qū)域?qū)儆跍\灘,流速較小,最大流速在0.30m/s以內(nèi)。方案實(shí)施后口門附近流態(tài)均較為平順,避風(fēng)錨地口門以及口門島礁東側(cè)通道口門附近流速均有一定程度增加,從水流條件考慮,上述平面布置方案均不會對行船產(chǎn)生不利影響。
(3)泥沙實(shí)驗(yàn)
根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)[4],從泥沙回淤角度來看,平面布置方案實(shí)施后,港內(nèi)泥沙沖淤幅度均不大,其中擬建避風(fēng)錨地年平均淤積厚度在0.03m左右;擬建避風(fēng)錨地區(qū)域東側(cè)的通道內(nèi)年均淤積厚度在0.20~0.30m。只要采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施,能夠保障港口的正常運(yùn)營。
3.3.2 導(dǎo)流堤泥沙、潮流實(shí)驗(yàn)
導(dǎo)流堤主要從潮流、泥沙淤積角度論證其長度[5],模型實(shí)驗(yàn)對800m、1000m、1200m三種工況下進(jìn)行了模擬,根據(jù)實(shí)驗(yàn)對三種導(dǎo)流堤長度條件下,港區(qū)的淤積進(jìn)行了計(jì)算分析。表3則給出了相應(yīng)的淤積特征值。由圖表并結(jié)合前面的流場計(jì)算結(jié)果可以看到,由于上述3種導(dǎo)流堤長度流場變化甚微,因而淤積分布也較為相似,淤積量沒有明顯變化??傮w而言,擬建避風(fēng)錨地淤積相對較小,年平均淤積厚度為0.03m左右,淤積總量為1~2萬m3;B區(qū)域內(nèi)年淤積總量為16萬 m3左右,年均淤積厚度為0.30m。
表3 潮流作用一年,不同導(dǎo)流堤長度淤積計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
綜合上述分析,導(dǎo)流堤長度在800~1200m之間變化時(shí),對港區(qū)及口門附近流速以及泥沙回淤影響均不大。當(dāng)上游泄洪時(shí),導(dǎo)流堤對泄洪期間避風(fēng)錨地能形成較好的掩護(hù)作用。因而,導(dǎo)流堤長度不宜過短,結(jié)合實(shí)際地形條件,由于擬建導(dǎo)流堤位于沙脊上,可以考慮導(dǎo)流堤末端可建至沙脊尾端,即導(dǎo)流堤長度為1000m方案。一方面,可以較大范圍起到泄洪期間對避風(fēng)錨地的掩護(hù)作用,另一方面,可以節(jié)省投資。
赤石灣中心漁港最終采用防波堤380m,導(dǎo)流堤1000m的平面方案,該方案下避風(fēng)水域面積滿足當(dāng)?shù)貪O船停泊避風(fēng)及農(nóng)業(yè)部避風(fēng)水域面積要求;港內(nèi)淤積量小,便于維護(hù);口門處潮流改變小不影響船只進(jìn)出;導(dǎo)流堤能有效隔離河流出水對港內(nèi)避風(fēng)水域的影響,平均年淤強(qiáng)極小。
[1]劉錚,楊玉森,楊希宏.南通港呂四港區(qū)總體布置[J].港工技術(shù),2013,2(4):13-16.
[2]福建省詔安縣赤石灣中心漁港工程地質(zhì)勘察報(bào)告[R].漳州市建工程勘察院,2012.
[3]福建省詔安縣赤石灣中心漁港工程波浪數(shù)學(xué)模型[R].南京水利科學(xué)研究院,2012.
[4]福建省詔安縣赤石灣中心漁港工程潮流數(shù)學(xué)模型計(jì)算與泥沙回淤分析研究報(bào)告[R].南京水利科學(xué)研究院,2012.
[5]劉家駒.海岸泥沙運(yùn)動(dòng)研究及應(yīng)用工程[M].海洋出版社,2009.