賴普文
(江西省港航管理局上饒分局)
通過對國內(nèi)京唐港航道、大清河口航道、黃弊港航道、防城港攔門沙航道、連云港以及日本的熊本港近幾年通航資料的分析,可以發(fā)現(xiàn)近海區(qū)域的泥沙聚淤主要受到三個要素的影響,即沙泥條件、邊界條件及動力條件。近海水域挖槽在形成初期,由于會受到邊坡坍塌、邊界條件及挖槽底不平整等因素的影響,而且這些干擾因素還會彼此調(diào)整,最終會導(dǎo)致挖槽內(nèi)發(fā)生較大回淤的頻率比較高,憑借工作經(jīng)驗(yàn),,我們可以得知這一階段的調(diào)整時(shí)期可以長達(dá)數(shù)十年,在調(diào)整期,回淤率大約是正?;赜俾实?.5 倍,而在成槽初期所增加的回淤量,通常不算作驟淤。大多數(shù)的航道出現(xiàn)驟淤都是由拋泥不當(dāng)而所引起。因而為了防止港口航道發(fā)生泥沙驟淤現(xiàn)象,需要對拋泥方式與拋泥位置的設(shè)計(jì)予以高度重視。除此之外,主流向、主波向或航道軸線方向也是導(dǎo)致港口航道出現(xiàn)驟淤問題的重要因素,針對此類影響因素,需要最大程度的保證航道的走向與主流向或者是主波向所一致,這也是減少泥沙驟淤的一種重要途徑。
從驟淤泥沙形態(tài)角度來分析,不同海岸條件會對港口航道產(chǎn)生不同的影響。比如淤泥質(zhì)海岸與粉沙質(zhì)海岸的港口航道就有很大區(qū)別。如果泥沙粒的直徑在0.01~0.03 mm之間,這樣的淤泥質(zhì)海岸,當(dāng)出現(xiàn)泥沙驟淤現(xiàn)象時(shí),往往是以浮泥形式來呈現(xiàn),而浮泥通常則不會對通航能力造成影響,但是會使回淤量增加,而且這種形式的泥沙驟淤主要是在大風(fēng)浪過的后小潮汛階段而形成,當(dāng)大潮汛來臨時(shí),浮泥又可能被逐漸再宣揚(yáng)輸移;對于泥沙粒徑在0.03~0.08 mm 的粉沙質(zhì)海岸,泥沙驟淤則往往是災(zāi)難性的,大風(fēng)浪直接形成“鐵板沙”,使航道完全斷航。
(1)在淤泥防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下,需要妥善處理航道的泥沙驟淤問題,從而為航道的正常通行做出保障。通常情況下,當(dāng)航道發(fā)生驟淤現(xiàn)象時(shí),需要保證常規(guī)噸級船舶有良好的通航條件,通過對水深的觀測,來提高船舶進(jìn)出港的安全性,減少礙航事故的發(fā)生率。一但發(fā)生了礙航事故時(shí),要對航道及時(shí)進(jìn)行疏通,正確在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)船舶正常運(yùn)行。
(2)通過對我國粉沙質(zhì)海岸特點(diǎn)的研究,并對近些年我國港口航道建設(shè)與營運(yùn)的實(shí)際情況進(jìn)行的分析,當(dāng)發(fā)生泥沙驟淤現(xiàn)象時(shí),能夠保證通航的船舶噸級可按比設(shè)計(jì)船型降低1~2 個等級的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行控制。比如所設(shè)計(jì)的航道是可以20 萬t 級的規(guī)模,就可以按照12~15 萬t 級的船舶對通航情況進(jìn)行控制;設(shè)計(jì)規(guī)模是10 萬t 級的航道可以按照通航5~7 萬t 級船舶控制。
(3)在驟淤發(fā)生時(shí),需要對清淤時(shí)間,天氣條件等多個因素進(jìn)行考慮,確保航道的實(shí)際通過能力可以滿足港口正常的營運(yùn)需求。
(4)一些新建的港口,其航槽斷面要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定,往往需要經(jīng)過一段時(shí)間,加之新建的港口,通常其深水港域面積都不會太大,因而周邊淺灘的一些泥沙會在到水流歸槽的作用下,進(jìn)而對航道、港池等造成影響,產(chǎn)生淤泥,而且在新建港口的運(yùn)行初期,其淤泥量會很大。除此之外,由于一些新建設(shè)的港口在起初階段,規(guī)模都不是很大,停泊位置的數(shù)量不多,而航道使用頻率也不高,因而誒了減少工程的成本投入,可以采用降低船舶噸級的措施進(jìn)行控制。
如果航道通航標(biāo)準(zhǔn)確定以后,就需要對航道備淤富裕深度與防沙堤堤頭的位置進(jìn)行合理確定。當(dāng)出現(xiàn)泥沙驟淤問題時(shí),要確保航道內(nèi)部的泥沙淤積不能超過可控制的最大范圍,采用這種方法就能滿足一定噸位級別的船舶通航。而對于那些不符合通航條件,同時(shí)也可以通過對備淤富裕深度及紡紗提的建設(shè)規(guī)模的科學(xué)化調(diào)整來使其滿足設(shè)計(jì)要求。最大允許泥沙驟淤強(qiáng)度指的的是當(dāng)發(fā)生泥沙驟淤后,航道設(shè)計(jì)的最大通航船只的吃水深度,該指標(biāo)是衡量航道出現(xiàn)泥沙驟淤問題時(shí)通航能力的重要依據(jù)之一,因而需要保證該指標(biāo)制定的精準(zhǔn)性。
由于我國地大物博,地貌類型的種類比較多,因而我國的港口會受到地質(zhì)類型的影響程度比較大。比如黃驊港綜合港區(qū)就位于我國的粉砂地貌區(qū)域,使其成為了一個具有典型性的粉砂地質(zhì)的海岸。由于該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)活動比較活躍,因而當(dāng)出大風(fēng)天氣時(shí),該港口的航道就會比較容易出現(xiàn)沙泥驟淤現(xiàn)象。因而在確定該航道的通航標(biāo)準(zhǔn)時(shí),至少需要使其能夠滿足10 萬t 級的通航要求,當(dāng)出現(xiàn)淤泥問題時(shí),也要保證至少5 萬t 級的通航能力,對于10 萬t 級巷道的有效設(shè)計(jì)深度為14.5 m,寬度為210 m,航道長度為44 km;對于5 萬t 級航道有效設(shè)計(jì)深度為12.7 m,備淤深度0.6 m,根據(jù)相關(guān)的計(jì)算可以得出最大允許泥沙驟淤強(qiáng)度為2.4 m。
通過對黃驊港綜合港區(qū)10 萬t 級泥沙驟淤強(qiáng)度的分析,為了可以加大其他港口航道的備淤富裕深度,我們需要準(zhǔn)確的對防波擋沙的位置進(jìn)行確定,根據(jù)每個港口航道的實(shí)際情況,來確定航道的長度。若堤頭與海岸的距離過近,此時(shí)就會增加航道泥沙驟淤的強(qiáng)度,這樣就不能達(dá)到通航水深的最低標(biāo)準(zhǔn)要求,因而會增加船舶進(jìn)出港的危險(xiǎn)系數(shù)。因而為了可以滿足通航要求,在延長防波提的同時(shí),也要加大備淤富裕的深度,從而可以從航道深度層面來滿足通航的實(shí)際要求。但是由于航道被加深以后,就又會造成淤積量的增大,因而會給后期的疏浚造成過高的成本投入。由此看來,上述這兩種方法不夠完美,在存在一定的優(yōu)勢的同時(shí),也都存在缺陷,因而需要根據(jù)每個港口的實(shí)際運(yùn)航能力和實(shí)際需求來科學(xué)選擇處理方法,促進(jìn)船舶正常運(yùn)行。
近些年來,隨著我國海上運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,港口的泥沙驟淤問題也日益嚴(yán)重,對船舶的正常通航造成了不良影響。在實(shí)踐工作中我們要加強(qiáng)對航道通航標(biāo)準(zhǔn)的研究,結(jié)合實(shí)際通航情況,采取有效措施進(jìn)行控制,進(jìn)而減低泥沙驟淤對通航造成的影響,促進(jìn)船舶平穩(wěn)安全通航。
[1]徐嘯,佘小建,崔崢.港口、航道泥沙驟淤問題初探[J].中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)討論會論文集,中國會議,2013,9(1):14-15.
[2]季則舟,王麗達(dá),李密.考慮泥沙驟淤影響的航道通航標(biāo)準(zhǔn)研究[D].港工技術(shù),2011,12(15):19-21.
[3]吳國鑫,李振強(qiáng).考慮泥沙驟淤影響的航道通航標(biāo)準(zhǔn)研究[D].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2012,9(30):16-17.