福建省詔安縣赤石灣中心漁港工程防波堤及導(dǎo)流堤布置

■劉守國

（福建省水產(chǎn)設(shè)計院，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產(chǎn)安全，漁區(qū)社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實施沿海小城鎮(zhèn)建設(shè)等都發(fā)揮著重要作用。

1 項目建設(shè)背景

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，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，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)群眾生命和財產(chǎn)安全。

2 自然條件

2.1 氣象

（1）氣溫

據(jù)詔安縣氣象站1957年9月至1980年實測資料統(tǒng)計：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。開始成霧的時間，大都集中在22時至翌晨7時，成霧次數(shù)的70-80%，多屬平流霧。

2.2 水文

（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月高低潮水位資料進(jìn)行相關(guān)分析，設(shè)計潮位計算結(jié)果如下（黃零基準(zhǔn)）：

設(shè)計高水位（10%HW）： 1.87m

設(shè)計低水位（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7.02h，落潮歷時5.24h。落潮時間短，流速矢量大；漲潮時間長，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)計高水位H1%=1.89m，H13%=1.38m。

2.3 工程地質(zhì)

本港是赤水溪出海口，內(nèi)港淺灘寬闊，低潮位時，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 總平面布置

3.1 總平面布置思路

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)，目前主要來浪向為南側(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)部漁港項目，需滿足避風(fēng)水域面積（50年重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計高水位時在各向波浪作用下，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。

3.2 總平面布置方案

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 波浪、泥沙及潮流實驗

3.3.1 防波堤波浪、泥沙、潮流實驗

（1）波浪實驗

根據(jù)波浪模型實驗從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)計高水位港內(nèi)50年一遇波高面積（萬m2）

（2）潮流實驗

根據(jù)模型實驗，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）泥沙實驗

根據(jù)模型實驗[4]，從泥沙回淤角度來看，平面布置方案實施后，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、潮流實驗

導(dǎo)流堤主要從潮流、泥沙淤積角度論證其長度[5]，模型實驗對800m、1000m、1200m三種工況下進(jìn)行了模擬，根據(jù)實驗對三種導(dǎo)流堤長度條件下，港區(qū)的淤積進(jìn)行了計算分析。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。總體而言，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)流堤長度淤積計算結(jié)果統(tǒng)計表

綜合上述分析，導(dǎo)流堤長度在800～1200m之間變化時，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，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。

4 結(jié)語

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)模型計算與泥沙回淤分析研究報告[R].南京水利科學(xué)研究院，2012.

[5]劉家駒.海岸泥沙運(yùn)動研究及應(yīng)用工程[M].海洋出版社，2009.