寧波港碼頭水域近年沖淤變化及原因初步分析

張舒羽,曹　穎,李　君

(1.浙江省水利河口研究院，浙江　杭州　310020；2.浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江　杭州　310020)

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寧波港碼頭水域近年沖淤變化及原因初步分析

張舒羽1,2,曹穎1,2,李君1,2

(1.浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2.浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310020)

摘要：寧波港自然條件優(yōu)越，是世界上最繁忙的港口之一。鑒于水沙邊界條件改變和人類活動(dòng)加劇等影響，鎮(zhèn)海港區(qū)和北侖港區(qū)出現(xiàn)了一定程度的淤積，維護(hù)疏浚量較大?；趯?shí)測水下地形斷面資料，分析了甬江口外水域、北侖港水域近年來的沖淤變化特征，并對(duì)其淤積原因進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：寧波港；金塘水道；泥沙淤積

1問題的提出

寧波港位于舟山群島西南側(cè)、灰鱉洋與金塘水道的南岸。金塘水道略作東西走向，南依大陸，北屏金塘島，系一溝通杭州灣與東海的典型深水潮流峽道，水道東西口門分別寬達(dá)6.00 km和4.75 km，中部最窄處為3.10 km，整個(gè)水道呈寬窄相間的藕節(jié)狀[1]，地理位置見圖1。

寧波港是我國大陸重要的集裝箱干線港，地處我國大陸海岸線中部，南北和長江航道“T”型結(jié)構(gòu)的交匯點(diǎn)上，自然條件得天獨(dú)厚，港域“水深流順風(fēng)浪小”，主要進(jìn)港航道水深在22.50 m以上，30萬噸級(jí)巨輪可自由進(jìn)出港，40萬噸級(jí)以上的超級(jí)巨輪可候潮進(jìn)出，是世界少有的深水良港，也是世界上最繁忙的港口之一[2]。由于人類用海活動(dòng)的加劇和水沙條件的變化，港區(qū)沖淤出現(xiàn)了新的特點(diǎn)，而及時(shí)掌握港區(qū)的水深變化情況，對(duì)港口的正常運(yùn)行意義十分重大。本文將通過實(shí)測資料的整理和分析，掌握甬江口區(qū)、北侖港區(qū)水域的沖淤變化特點(diǎn)。

2周邊相關(guān)工程

近域主要的工程有鎮(zhèn)北圍涂工程(圖2)、鎮(zhèn)海港碼頭建設(shè)(圖3)等工程。

鎮(zhèn)北區(qū)域圍涂筑塘歷史悠久，建國前岸線變化較為緩慢，1950年后圍涂進(jìn)展加快(圖2)。20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)70年代后期，此階段圍涂面積約1 833 hm2(包括嵐山水庫)，使岸線大范圍向海推進(jìn)了1 km左右，形成鎮(zhèn)北第二代海塘，后海塘、萬弓塘成為內(nèi)塘。期間，于1974年新建了從招寶山開始連接虎蹲山、內(nèi)游山、外游山的3 250 m防浪海堤，截?cái)嗔私?jīng)后海塘水域的潮量，加速了鎮(zhèn)北岸灘的發(fā)育。1984—1988年，此階段圍涂面積較小，僅在虎蹲山至招寶山西側(cè)圍涂168 hm2，虎蹲山至招寶山長1 525 m防浪堤成內(nèi)塘。1996—2004年，此階段集中圍涂約1 933 hm2，包括北侖電廠灰?guī)?、?zhèn)海電廠灰?guī)?、養(yǎng)殖、泥螺山圍墾等工程的沿線圍涂，使氵解浦至防浪堤岸線外移1.7～0.4 km，形成鎮(zhèn)北第三代海塘，原鎮(zhèn)北塘成為內(nèi)塘。另外，在此期間鎮(zhèn)海港區(qū)在外游山西側(cè)完成圍涂41 hm2(2000—2001年)，隨后在該圍區(qū)外側(cè)建成18#碼頭(2004年)。2006年2月至2009年9月實(shí)施的新泓口圍墾工程圍涂面積493 hm2，岸線局部外推1.3～1.8 km，2010年12月西側(cè)的泥螺山北側(cè)圍涂開工，圍涂面積1 252 hm2。上述圍涂在工程沿線形成新的鎮(zhèn)北第四代海塘。

鎮(zhèn)海外游山港區(qū)碼頭，在外游山西側(cè)圍涂41 hm2(2000—2001年)的圍區(qū)外側(cè)建設(shè)了18#碼頭，2004年完工。于2010—2012年建成19#、20#和21～23#碼頭。

3港區(qū)水域近年沖淤變化

3.1斷面高程變化

鑒于所掌握的資料情況，按2大區(qū)域分析2002—2011年的沖淤變化。圖4～5為代表斷面2002—2011年的高程變化圖，斷面位置見圖1。1#、2#斷面代表甬江口外水域，斷面高程變化見圖4；3#、4#斷面代表北侖港區(qū)水域，斷面高程變化見圖5。由圖4～5可知：甬江口區(qū)近岸深槽淤積較大。2002—2011年甬江出?？谖鱾?cè)鎮(zhèn)海外游山港區(qū)碼頭深槽淤積2.00～7.00 m；甬江出?？跂|側(cè)海床淤積7.00 m以內(nèi)。北侖港區(qū)外側(cè)水域受金塘水道峽道效應(yīng)的影響，最深處水深達(dá)50.00～100.00 m，海床總體較為穩(wěn)定。

3.2海床容積變化和沖淤幅度

表1列出了2002—2011年離岸1 500 m范圍內(nèi)各段沖淤情況統(tǒng)計(jì)。由表1可見：

2002—2011年，甬江口外水域0～1 500 m各區(qū)段均有較大淤積，0～500 m范圍內(nèi)淤積量為746萬m3，平均淤積2.99 m；500～1 000 m淤積量1 012萬m3，平均淤積4.05 m；1 000～1 500 m范圍淤積量1 150萬m3，平均淤積4.60 m。0～1 500 m范圍淤積量2 908萬m3，平均淤積3.88 m。

2002—2011年，北侖港區(qū)近岸區(qū)域略有淤積，遠(yuǎn)岸區(qū)域略有沖刷。0～500 m范圍內(nèi)淤積量為12萬m3，平均淤積為0.02 m；500～1 000 m范圍淤積量364萬m3，平均淤積0.73 m；1 000～1 500 m范圍沖刷量596萬m3，平均沖刷1.19 m。0～1 500 m范圍沖刷量220萬m3，平均沖刷0.29 m。

注：表中“-”為沖刷。

4碼頭前沿沖淤變化原因分析

4.1甬江口門兩側(cè)碼頭沖淤變化原因分析

甬江口西側(cè)分布有鎮(zhèn)海外游山港區(qū)，它的沖淤變化與外游山深潭高程變化同步，深潭底高程的統(tǒng)計(jì)圖表見圖6[3]。

(1)1963—1979年，外游山深潭無明顯淤積，底高程維持在-40.00 m左右，期間鎮(zhèn)北雖有圍涂活動(dòng)，海塘有所外推，但由于1975年鎮(zhèn)海港自招寶山連接虎蹲山、外游山島嶼建防浪堤，深潭在防浪堤挑流束水作用下，一度還略有沖刷。

(2)1979—2002年，深潭處于持續(xù)淤積狀態(tài)，至2002年11月底高程淤高到-27.00 m，年均淤積0.80～0.40 m。此期間的淤積主要與防浪堤挑流長度逐年縮短有關(guān)，包括20世紀(jì)70年代防浪堤截流和鎮(zhèn)北圍涂形成第二代海塘后岸灘淤長、1984—1988年招寶山西側(cè)圍涂，1996—2002年鎮(zhèn)北沿線圍涂及第三代海塘形成等。

(3)2003年2月至2004年11月，深潭加速淤積，淤高6.60 m，淤積速率達(dá)3.6 m/a?？拷摃r(shí)間段的建設(shè)除1996—2002年鎮(zhèn)北圍涂外，2000—2001年在外游山西側(cè)岸灘圍涂41 hm2，之后在圍堤前沿外游山西側(cè)300 m處興建了18#碼頭(2004年建成)。另外，外游山深潭附近為甬江口4個(gè)疏浚傾倒區(qū)之一，并存在著違規(guī)傾廢(建筑垃圾)現(xiàn)象。初步分析此階段的加速淤積與1996—2002年鎮(zhèn)北圍涂、鎮(zhèn)海港41 hm2圍涂和18#碼頭的建設(shè)以及傾倒區(qū)集中傾廢或違規(guī)傾倒等因素有關(guān)。

(4)2005—2011年深潭沖淤變化不明顯，其中至2008年淤厚0.50 m，2008—2011年深潭還略有沖刷，至2011年底高程維持在-21.80 m。此期間新泓口圍涂493 hm2，金塘大橋興建，可見兩工程的建設(shè)尚未對(duì)深潭淤積產(chǎn)生很大影響。后期的沖刷可能與工程區(qū)域含沙量減小和大環(huán)境灰鱉洋床面沖刷有關(guān)。

總體而言，外游山深潭原本是在金塘水道外圍由作為島嶼的外游山挑流形成的沖刷坑，1970年代防浪堤建成后，形成岸邊凸體。其前沿的沖刷坑得以維持甚至還略有沖深，其后深潭呈累積性淤積。遠(yuǎn)區(qū)圍涂引起該區(qū)域流速減小，影響速度緩慢，近區(qū)圍涂削弱外游山的磯頭效應(yīng)引起快速淤積。近年來深潭底高程淤積是鎮(zhèn)北圍涂緩慢影響、鎮(zhèn)海港41 hm2圍涂及碼頭建設(shè)快速影響、以及七里嶼拋泥突發(fā)影響的綜合結(jié)果。

鎮(zhèn)海外游山港區(qū)沖淤變化趨勢與外游山深潭的變化同步，其中碼頭前沿2003年2月至2004年底是快速淤高的過程，17#、18#、21～23#泊位前沿分別淤高3.30，3.00和1.50 m；2005年后，除21～23#泊位前沿繼續(xù)以0.4 m/a的速率淤高外，其余的泊位前沿床面高程已變化不大(其中18#和21～23#泊位前沿需疏浚維持設(shè)計(jì)水深)[2]。

4.2北侖港碼頭沖淤變化原因分析

北侖港碼頭位于金塘水道南岸，金塘水道內(nèi)漲落潮流主流存在明顯分歧，漲潮流主流偏北，落潮流主流偏南。較強(qiáng)的落潮流進(jìn)入金塘水道后，受峽道束窄的影響，該區(qū)域流速進(jìn)一步加大。北侖港海域與陸域泥沙來源均極少，泥沙呈“過路沙”性質(zhì)， 該海域呈“大流大沙”的特點(diǎn)[3]。港區(qū)近岸水體含沙量大，平均為1 kg/m3。

1978年開始，北侖港一期工程順利開工，1985年建成。自此至今，北侖沿岸區(qū)域掀起了碼頭興建熱潮。碼頭建設(shè)盡管沒有改變海岸泥沙來源和水體含沙量，但提供了有利于“過路懸沙”落淤的環(huán)境。北侖沿岸碼頭結(jié)構(gòu)多數(shù)采用高樁梁板型式，盡管透空率較大，但由于樁基存在較大的阻水作用，使得南岸淺水域的漲落潮流流速減小，水流的挾沙能力減弱，有利于細(xì)顆粒泥沙的落淤。特別是棧橋垂直于岸線的布置，更易滯留與岸線平行的沿漲落潮流方向運(yùn)移的懸沙。杭州灣治江縮窄工程使落潮流由杭州灣帶至金塘海域的輸沙量減小，也使納潮量減小，由治江縮窄工程引起北侖港小幅淤積[4]?？傮w來說，受金塘水道峽道水流制約，加之泥沙來源不多，該海域海床較為穩(wěn)定，沿線碼頭的建設(shè)是引起北侖岸段近岸淤積的主要原因。

5結(jié)論

(1)甬江口兩側(cè)海床以淤積為主,0～500 m范圍2002—2011年平均淤積厚度為2.99 m；0～1 500 m平均淤積厚度為3.88 m。外游山深潭2002—2011年間最大淤積厚度為6.40 m。甬江口西側(cè)碼頭(鎮(zhèn)海外游山港區(qū))淤積是鎮(zhèn)北圍涂影響、鎮(zhèn)海港41 hm2圍涂及碼頭建設(shè)影響、七里嶼拋泥影響的綜合結(jié)果。鎮(zhèn)海港自身41 hm2圍涂和碼頭建設(shè)使原有的外游山凸體消失，引起深潭短期的快速淤積；拋泥傾倒引起深潭突發(fā)性淤積。

(2)北侖港區(qū)岸段海床較為穩(wěn)定，0～500 m范圍內(nèi)2002—2011年平均淤積厚度為0.02 m；500～1000 m范圍內(nèi)2002—2011年平均淤積厚度為0.73 m，0～1 500 m范圍平均沖刷深度為0.29 m。沿線碼頭棧橋和樁基的阻水為沿岸泥沙提供了落淤的環(huán)境，是引起北侖岸段碼頭局部淤積的主要原因。

參考文獻(xiàn)：

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(責(zé)任編輯姚小槐)

Scouring Erosion Changes and Preliminary Reasons Analysis of Ningbo Port Dock Waters in Recent Years

ZHANG Shu-yu1,2,Cao Ying1,2,LI Jun1，2

(1.Zhejiang Institute of Hydraulics & Estuary, Hangzhou 310020,Zhejiang,China; 2.Zhejiang Institute of Marine Planning and Design,Hangzhou 310020,Zhejiang,China)

Key words:Ningbo Port,Jintang aqueduct, sediment deposition

Abstract:With favorable natural conditions,Ningbo Port is one of the busiest ports in the world. Due to the influence of sediment and water boundary condition changes and increasing human activities,a certain degree of sedimentation appeared in Zhenhai and Beilun port areas,which requiring a lot of maintenance and dredging.Based on the measured underwater topography section data,this paper analyzed the scouring and silting variation characteristics in the waters at Yongjiang River estuary, Beilun port,and the west side of mountain channel in recent years,and discussed the reasons of siltation.

收稿日期：2015-12-25

基金項(xiàng)目：水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201401010)；浙江省水利科技計(jì)劃項(xiàng)目(RB1516)；中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(財(cái)政[2014]183號(hào))；浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014F10036)。

作者簡介：張舒羽(1976-)，女，碩士，高級(jí)工程師，主要從事河口海岸研究工作。E-mail：31632189@qq.com

中圖分類號(hào)：TV148

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-701X(2016)02-0026-03

DOI：10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.02.008