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        河口灣多邊界約束下的人工島開發(fā)方案規(guī)劃思路探討

        2020-12-23 11:37:36姚海元李蕊陳飛王達(dá)川張民輝交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院
        珠江水運(yùn) 2020年22期
        關(guān)鍵詞:河口區(qū)九龍江海滄

        姚海元 李蕊 陳飛 王達(dá)川 張民輝 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院

        廈門港是國家綜合運(yùn)輸體系的重要樞紐和沿海集裝箱干線港,是廈門東南國際航運(yùn)中心的主要載體。其中,海滄港區(qū)和東渡港區(qū)是以集裝箱運(yùn)輸為主的重要港區(qū),兩港區(qū)的深水岸線資源現(xiàn)已基本開發(fā)完畢,后續(xù)發(fā)展空間十分有限。為擴(kuò)大廈門港發(fā)展空間,增加港口岸線和土地資源,廈門港方面提出在海滄港區(qū)南側(cè)的九龍江河口灣建設(shè)人工島的設(shè)想。交通運(yùn)輸部和福建省人民政府聯(lián)合印發(fā)的《廈門港總體規(guī)劃審查意見》也提出,結(jié)合海滄港區(qū)減淤工程方案和港口發(fā)展需要,專題研究論證海滄南作業(yè)區(qū)建設(shè)人工島的可行性。由于九龍江河口區(qū)工程建設(shè)通常涉及邊界約束和影響要素較多,在目前環(huán)保要求下,需要系統(tǒng)考慮水動力條件、自然保護(hù)區(qū)、重大涉水工程等因素,科學(xué)制定河口區(qū)人工島開發(fā)方案規(guī)劃思路。

        1.九龍江河口區(qū)自然條件簡介

        廈門海域位于福建省東南部沿海,是一個半封閉型海灣,灣內(nèi)岸線曲折,地形復(fù)雜。九龍江自九龍江河口區(qū)入海,河口區(qū)由滸茂洲、烏礁洲、玉枕洲等分割為北港、中港和南港三條入海通道,其中北港和中港水流向海滄港區(qū)深槽匯聚,水流歸槽現(xiàn)象明顯,灣內(nèi)分布有雞嶼、海門島等島嶼,是潮汐潮流作用為主的典型潮優(yōu)型河口區(qū)。

        近年來,九龍江河口區(qū)河勢總體穩(wěn)定,受上游徑流和河道局部挖沙的影響,北、中、南港深槽和中港至海滄港區(qū)潮溝處于沖刷狀態(tài),其它水域總體處于微沖微淤狀態(tài)。受九龍江徑流的輸水輸沙和人工采砂、疏浚等因素影響,海滄港區(qū)13號泊位以西的碼頭線前沿淤積較為嚴(yán)重。

        2.九龍江河口區(qū)規(guī)劃邊界約束條件分析

        九龍江河口灣自然環(huán)境敏感,涉水工程多,且涉及九龍江口海岸灘涂保護(hù)區(qū)、珍稀海洋物種國家級自然保護(hù)區(qū)、九龍江口紅樹林省級自然保護(hù)區(qū)和廈漳跨海大橋工程等。

        2.1 廈門大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)

        廈門大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)位于九龍江河口灣東側(cè),自然保護(hù)區(qū)總面積為217公頃,包括大嶼島、雞嶼島全部陸域及其最低潮位線以上灘涂。2000年,大嶼島白鷺自然保護(hù)區(qū)與中華白海豚保護(hù)區(qū)、文昌魚海洋自然保護(hù)區(qū)合并成立為“廈門珍稀海洋物種國家級保護(hù)區(qū)”,見圖1。

        擬建人工島工程對雞嶼島白鷺的影響主要包括燈光、噪聲以及灘涂減小造成。其中,噪聲、燈光會影響白鷺的正常棲息和繁殖,灘涂減小則可能改變鷺鳥的覓食環(huán)境。因此,人工島方案布置應(yīng)與鷺鳥的棲息、繁殖地—雞嶼島之間留有一定的保護(hù)緩沖區(qū)域,同時人工島建設(shè)應(yīng)盡可能維持雞嶼島周邊灘涂面積。

        2.2 龍海九龍江口紅樹林自然保護(hù)區(qū)

        龍海九龍江口紅樹林省級自然保護(hù)區(qū)位于九龍江河口區(qū)西側(cè)和南側(cè),屬福建省省級自然保護(hù)區(qū),總面積為420.2公頃,由甘文片、大涂洲片和浮宮片三個部分組成,見圖2。甘文片位于龍海市紫泥鎮(zhèn)和角美鎮(zhèn)的甘文農(nóng)場海堤外,九龍江北港和中港的匯流處,東至紅樹林外的潮間灘涂、西臨甘文農(nóng)場海堤、南靠九龍江中港出口最北側(cè)與紅樹林連接、北接九龍江北港出口最南側(cè)。大涂洲片位于龍海市海澄鎮(zhèn)的大涂洲,東至大涂洲紅樹林邊緣、西臨大涂洲水產(chǎn)池塘邊、南靠紅樹林邊緣、北接大涂洲北側(cè)紅樹林外的潮間灘涂。浮宮片位于龍海市浮宮鎮(zhèn)霞郭村海堤外,東至燈塔附近海堤拐角、西臨南溪出口附近、南靠鎮(zhèn)東海堤與紅樹林連接、北接紅樹林邊緣。

        圖1 廈門珍稀海洋物種國家級自然保護(hù)區(qū)范圍

        圖2 龍海九龍江口紅樹林省級自然保護(hù)區(qū)范圍

        圖3 人工島規(guī)劃方案比選

        紅樹林是浮游生物繁衍、貝類以及魚蝦洄游繁殖的場所,也是鷺鳥最喜歡的棲息和覓食地。人工島方案布置應(yīng)注意與紅樹林保護(hù)區(qū)保持一定距離,圍填海規(guī)模不宜過大,盡可能減小對河口灣納潮量和紅樹林周邊淺灘沖淤變化的影響。

        2.3 相關(guān)重要涉水工程

        九龍江河口區(qū)主要涉水工程是連接廈漳兩市的廈漳跨海大橋,大橋北起角嵩路與青龍路交界處,南端止于漳州開發(fā)區(qū)的中埔,大橋全長9.3k m。其中,北汊主橋?yàn)檫B續(xù)半漂浮體系雙塔雙索面斜拉橋,主跨7 8 0 m,可滿足3 萬噸級船舶安全通航;南汊主橋?yàn)殡p塔雙索面三跨連續(xù)半漂浮斜拉橋,南汊通航凈高4 0 m,可通行5千噸級船舶。按照《中華人民共和國公路法》《公路安全保護(hù)條例》等相關(guān)法規(guī),未經(jīng)高速公路管理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn),不得在大橋周邊實(shí)施修筑堤壩,壓縮或河床等危及橋梁安全的行為。為此,在進(jìn)行人工島開發(fā)方案研究布置時應(yīng)注意方案在施工、營運(yùn)過程中對不同構(gòu)造橋墩基礎(chǔ)安全的影響,并開展人工島方案對大橋安全影響研究。

        3.九龍江河口區(qū)人工島方案規(guī)劃思路研究

        人工島方案研究應(yīng)在滿足港口基本功能和使用要求的前提下,充分把握九龍江河口區(qū)宏觀環(huán)境特點(diǎn),尋求對九龍江河口區(qū)水沙環(huán)境影響最小的方案,重點(diǎn)研究人工島方案實(shí)施后對九龍江河口區(qū)河勢和水沙環(huán)境的總體影響,海滄港區(qū)港池、航道內(nèi)的水流和沖淤變化,對周邊招銀、石碼港區(qū)港池、航道和廈門灣主航道的影響,以及對廈漳大橋區(qū)、紅樹林保護(hù)區(qū)、雞嶼白鷺保護(hù)區(qū)的影響等。

        具體研究思路如下:

        (1)人工島填筑規(guī)模應(yīng)滿足集裝箱碼頭基本功能所需的岸線長度,北側(cè)不小于3000m,陸域縱深不小于800m。

        (2)人工島北側(cè)港池水域應(yīng)滿足海滄角美南港區(qū)10~20萬噸級集裝箱船和海滄港區(qū)5~10萬噸級集裝箱船調(diào)頭和靠泊要求,保障通航安全。

        (3)人工島應(yīng)與廈漳大橋南側(cè)引橋墩保持一定安全距離,以減小對大橋橋墩附近水流的影響。

        (4)人工島西側(cè)應(yīng)與九龍江口紅樹林保護(hù)區(qū)保持一定距離,以減小對保護(hù)區(qū)水流和泥沙沖淤的影響。

        (5)人工島東側(cè)應(yīng)與雞嶼白鷺保護(hù)區(qū)保持一定距離,以減小對白鷺物種正常棲息地和繁殖地的影響。

        (6)人工島的規(guī)模和設(shè)置應(yīng)保證河口灣總體河勢總體穩(wěn)定,保障上游洪水下泄順暢以及盡可能減小對河口灣納潮的影響。

        (7)人工島與海滄港區(qū)之間需要建設(shè)集疏運(yùn)通道,連接通道可考慮橋梁、組合結(jié)構(gòu)(潛堤+橋梁)或隧道等方案。

        4.九龍江河口區(qū)人工島規(guī)劃方案

        圖4 人工島推薦方案

        按照上述人工島方案規(guī)劃思路,本研究提出“北筑港、南導(dǎo)流、東護(hù)島、西避槽”的規(guī)劃思路,借助潮流泥沙數(shù)學(xué)模型和定床、動床物理模型等研究手段,分析河口區(qū)水流流速流向、泥沙淤強(qiáng)、納潮量、分流比、主流線影響程度、跨海大橋沖刷程度、可形成港口資源規(guī)模等評價指標(biāo),比選、優(yōu)化人工島布置形態(tài)(單島、雙島)、填筑規(guī)模、連陸通道形式(橋梁、潛堤+橋梁、隧道)等,如圖3所示。

        經(jīng)多方案比選和優(yōu)化后,形成人工島推薦方案,見圖4。根據(jù)研究成果,人工島建設(shè)將影響河口灣納潮量減少幅度2.8%,雞嶼南北側(cè)分流比變化幅度3.9%,高低潮位增減幅度0.01~0.02m,海滄港區(qū)港池航道年回淤總量增加10%左右,招銀港區(qū)回淤基本無變化,上述影響基本處于可控范圍。

        5.結(jié)論

        綜上研究可見,通過選擇合理的位置、平面形態(tài)和填筑規(guī)模,在九龍江河口灣內(nèi)建設(shè)人工島并進(jìn)行相應(yīng)的港口資源開發(fā),對九龍江下游總體河勢及行洪安全影響較小,海滄港區(qū)港池、航道年回淤總量將增加10%左右,最大淤強(qiáng)略有減小,淤積分布有所調(diào)整,對嵩嶼、招銀港區(qū)影響較小,對其他港區(qū)基本沒有影響。由于工程建設(shè)引起的橋區(qū)水流速度增大、橋墩局部沖刷,均在原橋梁設(shè)計考慮的沖刷深度范圍之內(nèi)。但是,人工島工程建設(shè)仍將改變區(qū)域水流動力,重塑泥沙淤積分布,造成餌料資源下降,進(jìn)而影響中華白海豚在工程區(qū)附近的分布和活動。同時,人工島工程實(shí)施對紅樹林保護(hù)區(qū)周圍環(huán)境的生物多樣性也會造成不利影響。如人工島工程啟動實(shí)施,需要通過采取各種措施保護(hù)野生動植物和濕地資源,將對生物多樣性的不利影響降低到可接受范圍內(nèi)。

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