厦门港海沧港区18#、19#泊位港池泥沙回淤分析

■吴再添

（福建省港航勘察设计院，福州　350002）

厦门港海沧港区18#、19#泊位港池泥沙回淤分析

■吴再添

（福建省港航勘察设计院，福州350002）

根据九龙江水域的水文泥沙、地形特征和实测资料，以及相关科研成果等，对厦门港海沧港区18#、19#泊位的水文泥沙条件和工程后的泥沙回淤进行全面的分析研究，找出了造成港池泥沙淤积的主要原因，为进一步的航道整治提供理论依据。

水文泥沙水体挟沙力回淤

厦门港是我国综合运输体系的重要枢纽和集装箱运输的干线港，东南沿海地区的区域性枢纽港口，海沧港区是厦门港的重要组成部分，18#、19#泊位位于海沧港区西侧末端，停泊水域设计底标高-15.0m（当地理论最低潮面，下同）；回旋水域与航道设计底标高均为-14.0m，港池及航道水域最大开挖深度均超过10m。自2011年6月开港以来，港池回淤严重，影响了泊位的正常生产作业。

1　海沧港区自然条件

1.1水文特征

九龙江北溪发源于玳瑁山，西溪发源于博平岭，年平均径流量144.4×108m3，年输沙量为38.1×105t。1950～2010年间九龙江河口多年输沙量和多年径流量见图1，其中北溪是主干流，全年径流量116×108m3，年平均含沙量0.18kg/m3，年输沙量22.3×105t；西溪年平均径流量37.8×108m3，年平均含沙量0.31kg/m3，洪水含沙量达到2～3kg/m3，最大超过6.7 kg/m3。九龙江径流年内分配不均，最大水量出现在4～7月，占全年径流量的71.9%～74.5%［1-2］。

九龙江河口区的潮汐性质属于正规半日潮，平均潮差为3.99m。河口区位于台湾海峡西岸，终年多大风，台风活动频繁。波浪类型主要是风浪和涌浪，年平均波高约为0.5m。在枯水期，潮流作用大于波浪的作用［3］。此外，夏秋季台风活动频繁，台风来临，伴有增水现象，致使湾内河道冲淤和水下沙洲向口外推移，也是一个不可忽视的影响因素。

1.2泥沙来源

海沧港区的泥沙来源主要有3个方面：①上游九龙江径流的河流输沙；②海向潮流输沙；③人为因素（如大型工程施工作业、采砂、疏浚等）导致的含沙量升高、泥沙输移；人为因素只是暂时的。因此海沧港区18#、19#泊位港池泥沙的主要来源是上游九龙江的河流输沙的和海向潮流输沙。

1.2.1河流输沙

九龙江河口地区的河流输沙主要来源于九龙江流域的内陆侵蚀泥沙，悬移质多年平均输沙量为234×104t，最大年输沙量为636×104t（浦南站，2008年）；流域来沙主要集中在丰水期，特别是在台风暴雨、山洪暴发时，输沙量是枯水期的600多倍。九龙江河口多年平均水体含沙量为0.18kg/m3，丰水年最大含沙量为0.45kg/m3（浦南站，2008年）［2］。

1.2.2海向潮流输沙

九龙江来沙在径流和潮流的作用下，以底沙推移和悬移的形式被带到九龙江河口地区沉积下来，根据实测资料粗略计算，九龙江口河口每日平均涨潮潮量约12.7亿m3，而九龙江口平均日径流量约0.23亿m3，潮流输沙量明显大于河流输沙量（大洪水期除外），具体表现为涨潮含沙量大于落潮含沙量，其中最大含沙量出现在涨、落急时刻。

2　港池回淤原因分析

18#、19#泊位位于港区西端，在20#～22#泊位未进入建设时，18#、19#泊位处在地形变化的边缘，港池淤积的主要原因有：①港池开挖水深急剧加大引起的水体挟沙力下降；②端部港区岸线不平顺造成的回流、缓流区；③台风影响；④洪水影响；⑤其它因素如河口盐度变化和有机质含量等。

2.1港池水深急剧加大引起的水体挟沙力下降

海沧港区的水下地形自西向东有明显坡度，港区原天然地形的平均坡度达到约1/1000，落差显著是海沧港区地形的主要特征。由于18#、19#泊位港池是在浅滩上开挖形成，港池挖深在10m以上，水深急剧变化引起流速的明显减少。数学模型试验也表明海沧港区建成前后泊位区的落急流速明显降低（见图2）。

18#、19#泊位港池水深由大约2m挖深至-14，-15m，上游来的水体到达港池区后能量被耗散，水流流速迅速降低，造成水体挟沙力下降，水体中所含的泥沙会在港区落淤下来。水深变化越大则流速减小越多，泥沙落淤也越严重；端部码头港池挖深较大，因此淤积也较严重。

以2012年实测水下地形和实际维护挖泥资料，采用平均水深法计算海沧18#、19#泊位港池的回淤量，计算范围见图3，计算结果见表1。

表1　　海沧18#、19#泊位港池回淤计算表

从表1可以看出，水深较深、地形变化大的停泊水域（水深-15m）年淤强远大于调头区的年淤强，从一方面可以印证水深变化越大则流速减少越多，泥沙落淤也越严重。

2.2端部港区岸线不平顺造成的回流、缓流区

在海沧港区建设的过程中，端部码头存在岸线不平顺的问题，现有19#泊位西段部岸线有显著的拐角 （图4），拐角挑流会使码头前方产生回流区，也是造成泥沙容易落淤的一个原因。岸线不平顺的问题将随着上游泊位建成而有所改善。此外，海沧港区18#、19#泊位调头区设计水深为14.0m，而夹在港区中间的一些泊位调头区设计水深为10.0～12.0m，相当于存在一水下浅坝，也是造成18#、19#港池区出现回流的因素之一。

结合图3、图4我们可以看出北调头一区、南调头一区处于拐角处，该处拐角挑流产生的回流较北调头二区、南调头二区明显，其中南调头一区受两个拐角回流影响，比北调头一区受回流影响更大。从表1可以看出，北调头一、二区和南调头一、二区水深条件一样，在拐角处受回流影响的北调头一区和南调头一区年淤强要大于北调头二区和南调头二区；受回流影响更为厉害的南调头一区年淤强又大于北调头一区，这也说明拐角挑流产生回流区是造成泥沙淤积的一个重要原因。

2.3台风影响

在台风影响下，开敞海区生成巨浪，并伴有风暴潮产生，在风暴潮和台风浪作用下，近岸相对开敞水域海床的泥沙将被大量掀扬，含沙量增高，台风产生的大浪和风暴潮也将使海床的泥沙大量起动输移。特别是海沧18～19#泊位段水域滩高、水浅、流大，滩面泥沙更易起动。受九龙江河道以及浅滩地形走势影响，落潮存在水流归槽现象，使泥沙容易落淤在此，这些泥沙进入港池造成淤积。

2.4洪水影响

在九龙江上北溪郭洲头建有拦河闸，将北溪的径流和泥沙库容拦截在郭洲头以上河段，枯水期只有很少的径流和泥沙入海，大量的泥沙则主要集中在几个洪峰期较短的时间内泄出河口。九龙江在洪水期间，暴雨将陆地泥沙带入河流并随之向下游输移，汛期拦河闸开闸泄洪，来水量增大，加上一部分被冲起的闸下淤积的泥沙，使来沙量也大为增加；另外在大洪水作用下，上游下泄的洪水会冲刷北港口的高滩，形成较大的沙量进入海沧港区。故洪水下泄的泥沙是造成港池淤积特别是骤淤的关键因素。表2为近几年北溪水闸开闸泄洪后海沧航道14#～19#泊位航段的回淤量。

表2　海沧航道开闸泄洪回淤表

可以看出，洪水期间上游开闸将带来大量泥沙下泄，造成港池和航道的淤积。海沧18#、19#泊位港池局部水域与航道共用，港池其余部分水域挖深大于航道、水动力也更弱，因此洪水期间的港池回淤量也会大于航道内的回淤量。

3　结论

（1）从以上分析可以看出，水体挟沙力下降和端部港区岸线不平顺是造成18～19#泊位港池日常回淤的主要因素，而台风、洪水期间上游泥沙下泄则是造成异常港池骤淤的关键因素。

（2）因水体挟沙能力下降和端部港区岸线不平顺造成的回流、缓流区引起的回淤，将随着港区向西推进建设而逐渐好转，海沧18#、19#泊位港池的回淤量也将逐渐减少。

（3）码头业主应和上游水闸管理部门建立联动机制，一旦洪水期间开闸泄洪，应及时通知码头业主，企业则应做好应对骤淤的应急预案，以保障码头安全生产。

（4）通过对海沧港区18～19#泊位港池回淤的分析，可以为类似港区航道和港池的泥沙淤积研究提供参考。

由以上分析可以看出，在海沧港区未来向西建设发展的过程中适时进行相关的整治工程是非常必要的，如可以在海沧未来规划港区航道南侧布置挡沙堤以减少泥沙向海沧港区输移，对北港口高滩进行固滩整治等。

［1］郭民权，江毓武.九龙江河口洪水期悬沙及冲淤变化的数值模拟［J］.厦门大学学报：自然科学版，2010，49（5）688-693.

［2］王元领.福建九龙江口洪枯季悬沙输运过程初步研究［D］.厦门：国家海洋局第三研究所，2005.

［3］中国海湾志编撰委员会.中国海湾志（第八分册）［M］.北京：海洋出版社，1998.