坎門漁港避風錨地防波堤平面布置研究

邵燕華，趙 勇

（浙江省水利水電勘測設計院，浙江 杭州 310002）

1 工程概況

坎門中心漁港位于玉環市坎門街道，地處浙江東南沿海臺州市最南端，是浙南的一個重要漁業基地。漁港地理位置得天獨厚，發展前景廣闊，自然條件優越，歷史上已形成漁業集散地和漁船避風港?？查T漁港二期防波堤由東堤和西堤構成，總長1 560 m，其中東堤長630 m，西堤長930 m，口門寬286 m，形成5.3 km2的港域面積，能容納3 000余艘漁船進港避風。圖1為坎門漁港地理位置圖。

坎門二期防波堤的建設雖然極大地削減外海波浪對港區的影響，為臺風期漁港避風提供有效的保護。但由于二期防波堤口門朝向東南方，東南向的混合浪可以長驅直入，因此，港區東側及口門附近避風條件極差，而港池西側避風條件相對較為理想，是目前港內避風的主要區域。由于口門朝向東南方，東南向混合浪可直接經繞射進入港池，如遇極端天氣，港內漁船有效避風水域明顯不足，15級臺風正面襲擊時漁港港區可以使用的有效避風面積（Hs≤1.00 m）僅為52.57 m2（除港區用地規劃）。圖2為15級臺風正面襲擊港池有效波高等值線分布圖[1]。

圖1 工程地理位置圖

圖2 港池有效波高等值線分布圖

2 基礎資料

2.1 潮 位

經統計分析，工程區設計高水位2.97 m（1985國家高程基準，下同），設計低水位-2.75 m，極端高水位5.34 m，極端低水位-3.67 m，多年平均高潮位2.14 m，平均潮位0.12 m。

2.2 波 浪

工程區外側有內黃門山、黃門山和南排山島嶼的掩護，受外海波浪影響，主要為風浪和涌浪組成的混合浪[2]?！笆濉逼陂g，對漁船避風錨地建設提出漁船就近避15級強臺風的目標[3]，因此采用15級臺風正面襲擊狀況作為輸入條件，利用波浪折射繞射變形聯合數學模型及其相應的計算機程序，進行二期防波堤口門處的波浪場計算[4]，結果見表1。對于本避風錨地而言，最不利的波向是ESE向。

表1 二期防波堤口門處整體模型試驗波要素一覽表

2.3 設計代表船型

根據統計資料，玉環市在冊海洋漁業船舶總計505艘。此外，臺灣、福建、江蘇及本省其他地區的部分漁船（180艘左右）也會到坎門中心漁港避風。為了滿足玉環市及其他省份、地區部分漁船就近避強臺風的需求，坎門中心漁港避風漁船數量宜控制在700艘左右。

結合當地實際情況，本次設計選取VQY811型漁船（400HP）和HG818型漁船（200HP）作為避風錨地設計的代表船型。

3 避風面積測算及泊穩標準

3.1 有效避風面積測算[1]

避風區泊船方式采用單船占用面積小，利用率較高的多船并排頂風單錨系泊方式?？紤]漁汛季節、作業習慣等因素的影響，錨地內仍需供漁船出入的航道，同時考慮今后漁船噸位加大的趨勢，初步確定所需避風區水域面78萬m2。

3.2 泊穩標準[6 - 7]

根據農業部相關規定，浙江省避風錨地建設相關規劃，并參照其他省份的泊穩標準，本次初定泊穩標準為:在15級臺風作用、設計高水位情況下港內H13%≤1.00 m的水域范圍。

4 防波堤平面布置研究

4.1 總體布置方案研究

根據所處區域的波浪、潮流、泥沙和地質地貌和港區的功能定位、施工條件等多方面技術、經濟及漁船航線習慣等因素，擬定多方案防波堤總體布置形態[8-9]，滿足漁船避風要求（見表3）。

表3 防波堤總體布置方案表

圖5 堤線平面布置方案1

圖6 堤線平面布置方案2

圖7 堤線平面布置方案3

圖8 堤線平面布置方案4

圖9 堤線平面布置方案5

圖10 堤線平面布置方案6

4.2 模型試驗

為了更好地驗證和優化防波堤平面布置對港區和航道的掩護效果，河海大學對防波堤平面布置進行整體波浪模型試驗[10]。

4.2.1 模型布置和比尺

整體防浪掩護模型試驗的尺寸為多向不規則港池（30.00 m×40.00 m×1.00 m，造波機長為24.00 m），采用正態模型，按照Froude數相似律設計（見圖11）。

圖11 試驗模型布置圖

cm，水平長度20.0 ～ 22.0 cm，模擬的波高（H1%）在7.0 ～ 8.4 cm，模型的譜峰周期在1.760 ～ 1.850 s。

4.2.3 試驗工況

波要素采用50 a一遇的ESE向設計波要素，且與設計高水位相組合進行試驗。試驗中采用不規則波波況。

4.2.4 試驗儀器和方法

港內波高應用背景水利水電科學研究院研制的DJ1800型數據采集系統和多個電容式浪高儀布置35個測點（見圖12），采樣間隔為0.013 s，采集時長為120.000 s，每組試驗重復3次。

圖12 試驗模型波高測點布置圖

4.2.2 模型制作

根據擋浪板透空堤斷面結構設計，與透空堤相接的實體斜坡堤采用同比尺換算的塊石模擬?？刂颇Ｐ退?1.0 ～ 14.0

圖13 有效波高HS等值線分布圖（方案1）

4.2.5 波浪情況

各方案有效波高等值線分布見圖13～18；各個工況避風錨地有效避風面積見表4。

圖14 有效波高HS等值線分布圖（方案2）

圖15 有效波高HS等值線分布圖（方案3）

圖16 有效波高HS等值線分布圖（方案4）

圖17 有效波高HS等值線分布圖（方案5）

圖18 有效波高HS等值線分布圖（方案6）

表4 各個工況避風錨地有效避風面積表

4.2.6 投資效益

各個工況工程投資效益見表5。

表5 各個方案工程投資效益表

5 結 論

防波堤的平面布置與所處區域的波浪、潮流、泥沙、地質地貌和港區的功能定位、施工條件等多方面技術因素、經濟因素相關。由于本工程為港中港建堤，主要從波浪和經濟2個因素進行多方案比選，并結合模型試驗等研究最終確定方案。

（1）根據6種防波堤總體形態，采用單透空堤、雙突堤（實體堤與透空堤相結合），雙突堤的防浪掩護效果高于單突堤，實體堤防浪效果優于透空堤。防波堤最終確定為雙突堤。

（2）結合雙突堤，采用實體堤和透空堤結構分段布置，研究3種口門布置方案，口門為100 m的平面布置方案為最佳口門布置方案。

（3）結合工程地質條件、施工條件、工程造價等因素，分析工程效益，方案2、方案3級方案5效益較好。

（4）確定方案3為最終推薦防波堤平面布置方案。