平直海岸填筑式港口布置水流條件研究

【摘 要】本文結(jié)合實(shí)例，針對(duì)了平直海岸的水流特征，將填筑式實(shí)施之后的水流計(jì)算出來(lái)，從多個(gè)不同的角度分析了工程的水流條件，最后提出了較為合理的布置建議，以供同類(lèi)工程參考。

【關(guān)鍵詞】港口工程；填筑式；水流條件

依據(jù)港口的平面形態(tài)可以將港口分為三種類(lèi)型，即填筑式、挖入式和天然式。在進(jìn)行港口建設(shè)的時(shí)候，具體選擇哪種型式，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，進(jìn)而確定出使用類(lèi)型。

一、工程實(shí)例

某港區(qū)碼頭的海岸線平直，而且有著較好的水深條件，適合建設(shè)深水港口。由于受到附近旋轉(zhuǎn)潮波的控制，該海域處于規(guī)則全日潮和不規(guī)則半日潮的過(guò)渡帶中，所以超差不大。相關(guān)資料顯示，該海域的平均超差大約為四十五厘米，由此可見(jiàn)潮汐的動(dòng)力不強(qiáng)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的資料顯示，該海岸的潮流主要為半日潮流，潮流的整體特征為順岸往復(fù)流。漲潮主要是東北流，而落潮主要是西南流。結(jié)合各種條件和工程建設(shè)的相關(guān)要求，規(guī)劃院擬定了三種方案。第一種方案是在石河?xùn)|岸布置三到十萬(wàn)噸的碼頭，在西側(cè)布置一萬(wàn)到五萬(wàn)噸的碼頭泊位，港池采用雙防波堤掩護(hù)式，西港區(qū)有前后兩個(gè)港池，前港池的水深設(shè)計(jì)為14.5m，后港池的水深設(shè)計(jì)為11.5m；方案二是東港池采用內(nèi)港池和外港池分開(kāi)進(jìn)行布置，內(nèi)港池是三萬(wàn)到七萬(wàn)噸碼頭泊位，外港池為五萬(wàn)到十萬(wàn)噸泊位，港池布置和方案一樣；方案三是東港采用環(huán)抱型和F型組合，在西防波堤的前沿增設(shè)折線防波堤，在東側(cè)碼頭的前沿加設(shè)折線防波堤碼頭。三種方案東港區(qū)的外航道呈現(xiàn)一百六十度到三百四十度的走向，水深設(shè)計(jì)為16.4m，寬度為211m；西港區(qū)的外航道呈現(xiàn)一百三十度到三百一十度的走向，設(shè)計(jì)水深為14.1m，寬度為151m，和東航道成三十度的夾角。

二、水流計(jì)算

依據(jù)工程的實(shí)際情況，建立平面二維潛水方程潮流數(shù)學(xué)模型將流量模擬出來(lái)。對(duì)建立好的模型進(jìn)行驗(yàn)證之后，使用三角形單元法將水流計(jì)算出來(lái)。

三、分析工程實(shí)施后的水流情況

（1）平面流態(tài)。方案一：東防波堤堤腳處和東港池有回流現(xiàn)象，成逆時(shí)針?lè)较驖q潮，而退潮相反。主航道和潮流的主流基本上是垂直的，呈現(xiàn)出往復(fù)流的特征，和航道形成的夾角大約在七十五度到九十度之間，最大的流速為0.5m/s～0.8m/s。西港區(qū)港池內(nèi)的流速不大，碼頭周?chē)某绷鞫际茄刂a頭的走向，在港口門(mén)周?chē)尸F(xiàn)出了明顯的旋轉(zhuǎn)流特征；方案二在漲潮時(shí)，東、西港區(qū)口內(nèi)以及東港區(qū)的西邊有逆時(shí)針的回流現(xiàn)象出現(xiàn)，以東港區(qū)港池內(nèi)的回流最明顯；在退潮時(shí)，東、西港區(qū)之間以及東港區(qū)港池內(nèi)呈現(xiàn)出了順時(shí)針的回流現(xiàn)象，但是強(qiáng)度比較??；在西港區(qū)港池內(nèi)，水流緩慢。方案三：東港池在防波堤的掩護(hù)下，漲潮和退潮的速度都比較慢，在漲潮時(shí)低東邊呈現(xiàn)出了小范圍的回流現(xiàn)象，落潮時(shí)在西邊呈現(xiàn)了大范圍的回流現(xiàn)象，除此之外的水流狀態(tài)基本上和方案一樣。（2）航道和碼頭的橫流。經(jīng)過(guò)觀測(cè)，方案一主航道最大的橫流速度在0.76m/s～0.81m/s，次航道的最大橫流速度在0.61m/s～0.71m/s。港池內(nèi)的水流緩慢，而且水流方向和碼頭的走向是相一致的，碼頭四周幾乎沒(méi)有橫流；方案二主航道最大的橫流速度在0.61m/s～0.66m/s，次航道的最大橫流速度在0.21m/s～0.61m/s，接近口門(mén)四周的橫流很小，而外邊的橫流比較大。棧橋碼頭的最大橫流速度在0.11m/s～

0.31m/s，內(nèi)棧橋的橫流速度要稍微大一些；方案三主航道最大的橫流速度在0.61m/s～0.75m/s，而在口門(mén)周?chē)臋M流速度稍微大一些，次航道的最大橫流速度在0.21m/s～0.66m/s。（3）對(duì)四周水流的影響。通過(guò)分析比較可以得出，在方案一實(shí)施之后，港區(qū)東西兩側(cè)的速度和之前相比減小了，而前沿和西港區(qū)西南角的流速增加了。港區(qū)西邊的影響范圍大約是7.1km，東側(cè)的影響范圍大約是7.4km，港區(qū)前沿的影響范圍大約是5.2km；方案二實(shí)施后對(duì)附近海域的影響和方案一是一致的，就是程度稍微要小一點(diǎn)，其中東側(cè)影響范圍大約在7.2km，西側(cè)的影響范圍大約在6.2km，而外海的影響范圍大約是5.1km；方案三實(shí)施之后東側(cè)的影響范圍大約是7.1km，與方案一相似。

經(jīng)過(guò)分析比較，在平直的海岸碼頭最好不要突出過(guò)多的海岸線，為了避免在口門(mén)周?chē)休^為復(fù)雜的流態(tài)出現(xiàn)，并減少相互之間的影響，最好將相鄰池口門(mén)布置在同一個(gè)水平線上，為了在最大程度上減小圍填工程對(duì)附近水流產(chǎn)生影響，對(duì)于較大噸位的泊位，最好采用棧橋碼頭來(lái)布置。這樣才能保證工程的合理性。

參 考 文 獻(xiàn)

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