平直海岸填筑式港口布置水流條件研究

【摘 要】本文結合實例，針對了平直海岸的水流特征，將填筑式實施之后的水流計算出來，從多個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，以供同類工程參考。

【關鍵詞】港口工程；填筑式；水流條件

依據港口的平面形態可以將港口分為三種類型，即填筑式、挖入式和天然式。在進行港口建設的時候，具體選擇哪種型式，要根據當地的實際情況，進而確定出使用類型。

一、工程實例

某港區碼頭的海岸線平直，而且有著較好的水深條件，適合建設深水港口。由于受到附近旋轉潮波的控制，該海域處于規則全日潮和不規則半日潮的過渡帶中，所以超差不大。相關資料顯示，該海域的平均超差大約為四十五厘米，由此可見潮汐的動力不強。現場實測的資料顯示，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流。漲潮主要是東北流，而落潮主要是西南流。結合各種條件和工程建設的相關要求，規劃院擬定了三種方案。第一種方案是在石河東岸布置三到十萬噸的碼頭，在西側布置一萬到五萬噸的碼頭泊位，港池采用雙防波堤掩護式，西港區有前后兩個港池，前港池的水深設計為14.5m，后港池的水深設計為11.5m；方案二是東港池采用內港池和外港池分開進行布置，內港池是三萬到七萬噸碼頭泊位，外港池為五萬到十萬噸泊位，港池布置和方案一樣；方案三是東港采用環抱型和F型組合，在西防波堤的前沿增設折線防波堤，在東側碼頭的前沿加設折線防波堤碼頭。三種方案東港區的外航道呈現一百六十度到三百四十度的走向，水深設計為16.4m，寬度為211m；西港區的外航道呈現一百三十度到三百一十度的走向，設計水深為14.1m，寬度為151m，和東航道成三十度的夾角。

二、水流計算

依據工程的實際情況，建立平面二維潛水方程潮流數學模型將流量模擬出來。對建立好的模型進行驗證之后，使用三角形單元法將水流計算出來。

三、分析工程實施后的水流情況

（1）平面流態。方案一：東防波堤堤腳處和東港池有回流現象，成逆時針方向漲潮，而退潮相反。主航道和潮流的主流基本上是垂直的，呈現出往復流的特征，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。西港區港池內的流速不大，碼頭周圍的潮流都是沿著碼頭的走向，在港口門周圍呈現出了明顯的旋轉流特征；方案二在漲潮時，東、西港區口內以及東港區的西邊有逆時針的回流現象出現，以東港區港池內的回流最明顯；在退潮時，東、西港區之間以及東港區港池內呈現出了順時針的回流現象，但是強度比較小；在西港區港池內，水流緩慢。方案三：東港池在防波堤的掩護下，漲潮和退潮的速度都比較慢，在漲潮時低東邊呈現出了小范圍的回流現象，落潮時在西邊呈現了大范圍的回流現象，除此之外的水流狀態基本上和方案一樣。（2）航道和碼頭的橫流。經過觀測，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，而在口門周圍的橫流速度稍微大一些，次航道的最大橫流速度在0.21m/s～0.66m/s。（3）對四周水流的影響。通過分析比較可以得出，在方案一實施之后，港區東西兩側的速度和之前相比減小了，而前沿和西港區西南角的流速增加了。港區西邊的影響范圍大約是7.1km，東側的影響范圍大約是7.4km，港區前沿的影響范圍大約是5.2km；方案二實施后對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，其中東側影響范圍大約在7.2km，西側的影響范圍大約在6.2km，而外海的影響范圍大約是5.1km；方案三實施之后東側的影響范圍大約是7.1km，與方案一相似。

經過分析比較，在平直的海岸碼頭最好不要突出過多的海岸線，為了避免在口門周圍有較為復雜的流態出現，并減少相互之間的影響，最好將相鄰池口門布置在同一個水平線上，為了在最大程度上減小圍填工程對附近水流產生影響，對于較大噸位的泊位，最好采用棧橋碼頭來布置。這樣才能保證工程的合理性。

參 考 文 獻

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