◎ 羅敬思 徐治中 廣東省交通運輸規(guī)劃研究中心
賈良文 中山大學(xué)近岸海洋科學(xué)與技術(shù)研究中心
廣東省沿海港航設(shè)施受風(fēng)暴潮影響特點及類型分析
◎ 羅敬思 徐治中 廣東省交通運輸規(guī)劃研究中心
賈良文 中山大學(xué)近岸海洋科學(xué)與技術(shù)研究中心
為掌握風(fēng)暴潮對沿海港航設(shè)施影響,進行了實地調(diào)研,分析總結(jié)風(fēng)暴潮對沿海港航設(shè)施的損壞特點,并結(jié)合沿海港口所處的海岸地貌特征,研究歸納沿海港口受風(fēng)暴潮影響的類型,提出防護意見,以便為相關(guān)部門防災(zāi)減災(zāi)提供指導(dǎo)。
沿海港口 臺風(fēng)暴潮 海岸地貌 類型
臺風(fēng)暴潮災(zāi)害已成為影響我省沿海港航設(shè)施安全的重大自然災(zāi)害,是港口規(guī)劃、建設(shè)和管理中必須要面對和重點解決的問題。為摸查廣東省沿海港航設(shè)施受風(fēng)暴潮影響的狀況,掌握第一手資料,“廣東省沿海風(fēng)暴潮影響和港航設(shè)施防護對策研究”課題組于2011年赴陽江、茂名、湛江、汕頭、汕尾和惠州進行了調(diào)研,通過實地考察和資料整理,分析了風(fēng)暴潮對沿海港航設(shè)施影響的特點。
(1)嚴(yán)重破環(huán)防波堤。碼頭、護岸、防波堤等水工建筑物以及進港航道普遍受影響,從程度上看,防波堤最為嚴(yán)重。
我省沿海港口多處有防波堤本破壞的情況。如臺風(fēng)“伊布都”(2003年7月)造成的臺山漁塘灣防波堤損壞、珠海市萬山區(qū)桂山島十三灣東防波堤損壞、2008年0814號臺風(fēng)黑格比造成廣海港二期南防波堤被破環(huán)。“燦都”(2010年7月)破壞了博茂港防波堤。“黑格比”(2002年9月)損壞了徐聞縣海安老港防波堤。上述三個臺風(fēng)暴潮造成的防波堤損壞,除了臺山魚塘灣防波堤,其余受損部位均主要是堤頭。臺山漁塘灣防波堤則是胸墻后移,主要是南防波堤中段長220m,其中最大位移達3.8m。
廣東省海洋與漁業(yè)局統(tǒng)計,2003-2010年全省漁港的碼頭、護岸和防波堤均有損毀,但以防波堤的損毀最為嚴(yán)重。2003-2010年,廣東省漁港設(shè)施碼頭、護岸和防波堤年均損毀分別為665m、8268m和14429m,年均經(jīng)濟損失分別為344萬元、1803萬元和6970萬元。防波堤的經(jīng)濟損失分別約是碼頭和護岸的20倍和4倍。
(2)在建工程普遍受損。沿海港口設(shè)施若在建期間遭遇臺風(fēng)暴潮襲擊,普遍存在受損情況。
汕尾電廠防波堤建設(shè)時遇到“珍珠”(2006年5月),其中800m尚未成形堤段受到損壞。陽西電廠防波堤沉箱在建設(shè)時局部發(fā)生了位移。受“納沙”(2011年9月)襲擊,在建陽江港沙扒漁港防波堤嚴(yán)重受損,而惠州港大亞灣華瀛燃料油調(diào)和配送中心的碼頭圍堰外護岸被沖垮了約70m。
(3)大型碼頭結(jié)構(gòu)受損較少,中、小型碼頭受損較大特別是漁港為主。據(jù)統(tǒng)計,廣東省2003至2010年的8年間,漁港的碼頭年均被破壞665m,經(jīng)濟損失344萬元。損毀長度最多的一年2004年損毀長2032m,經(jīng)濟損失為127萬元,其次為2008年,損毀長度1113m,經(jīng)濟損失達1140萬元。
(4)臺風(fēng)直接對港航營運設(shè)施造成破壞?;浳魅醒睾8劭诙嘤械鯔C、門機、航標(biāo)等被破壞的記錄。在隱蔽條件較好的港灣,臺風(fēng)主要對港口港口營運設(shè)施造成破壞。
(5)河口灣附近的淤泥質(zhì)海岸的進港航道及港池水域驟淤嚴(yán)重。崖門出海航道、深圳銅鼓航道處于河口灣粉砂淤泥質(zhì)海灣,風(fēng)暴潮期間回淤量均較大。風(fēng)暴潮帶來的航槽驟淤是正常天氣條件下回淤量的數(shù)倍甚而是幾十倍,風(fēng)暴潮驟淤成為影響港口正常營運的主要因素。臺風(fēng)“尤特”(2001年7月)襲擊汕頭市,造成汕頭港主航道嚴(yán)重驟淤。內(nèi)航道和外航道回淤量分別為17.8萬m3和96.2萬m3,總計114萬m3,維護疏浚段回淤嚴(yán)重處達1-1.7m?!罢渲椤保?006年5月)正面襲擊汕頭市,之后經(jīng)連續(xù)近半月的暴雨天氣,給外航道造成嚴(yán)重回淤。從6月12日測圖的結(jié)果反映;外航道淺點為-8.0m,比臺風(fēng)前的-8.7m淤淺0.7m,航道全線回淤量達57萬m3。臺山電廠煤碼頭位于珠江口黃茅海出口的西側(cè),為淤泥質(zhì)海岸,根據(jù)電廠煤碼頭進港航道實測的淤積資料分析,航道及港池的回淤較嚴(yán)重,年均回淤強度達1.6m以上,主要回淤期在大風(fēng)天氣、特別是風(fēng)暴潮期間,一次臺風(fēng)期的最大回淤厚度可達1.0m以上。
(6)沙質(zhì)海岸港口的航道及港池受風(fēng)暴潮影響回淤較小。從全省沿海港口進港航道驟淤影響情況來看,主要以位于河口灣的淤泥質(zhì)海岸的進港航道風(fēng)暴潮驟淤量大,而沙質(zhì)海岸的港口如汕頭廣澳港區(qū)、海門港區(qū)、惠來電廠碼頭、汕尾電廠碼頭、陽西電廠碼頭等進港航道風(fēng)暴潮驟淤影響不大,有的幾乎沒有驟淤發(fā)生。大亞灣惠州港荃灣港區(qū)主航道開挖后,多年未進行維護,仍能滿足3萬噸級船舶乘潮進出港航行要求,馬鞭洲25萬噸級航道開挖后航槽穩(wěn)定性較好,僅需每4年維護一次,航道回淤基本來自于臺風(fēng)后的驟淤,但驟淤量較少。
根據(jù)上述廣東省沿海港口設(shè)施受風(fēng)暴潮影響的特點,結(jié)合廣東省沿海港口所處的海岸地貌類型等特點,可將廣東省沿海港口受風(fēng)暴潮影響情況劃分為以下幾種類型:
(1)河口灣增水和驟淤影響型。這類港口多位于三角洲灘涂泥質(zhì)海岸,如珠江河口和榕江河口等,這類港口由于隱蔽條件好,風(fēng)暴潮期間遭受的臺風(fēng)浪影響不大,但受風(fēng)暴潮增水的影響大,常出現(xiàn)碼頭面被淹的情況。特別是洪水與風(fēng)暴潮及天文大潮遭遇時所受到的風(fēng)暴潮增水影響更大。
另外,這類港口的海岸多屬粉砂淤泥質(zhì),風(fēng)暴潮期間常會出現(xiàn)驟淤現(xiàn)象。如崖門出海航道、汕頭港進港航道等。
(2)溺谷灣增水影響型。這類港口多位于溺谷灣海岸內(nèi)部,如湛江灣、大亞灣、海陵山灣、大鵬灣、柘林灣等灣頂附近的港口,距離灣口有一定距離,隱蔽條件好,臺風(fēng)浪到達時能量已大量衰減,因此,遭受臺風(fēng)浪影響不大,但由于地形的集聚效應(yīng),風(fēng)暴潮增水的影響大,常出現(xiàn)碼頭面被淹的情況。如陽江港0814號臺風(fēng)黑格比時臺風(fēng)浪很小,但碼頭面普遍被淹30cm以上。位于湛江灣內(nèi)的湛江港沒有遭受臺風(fēng)浪影響破壞的記錄,但碼頭面在風(fēng)暴潮期間被淹時有發(fā)生。這類港口進港航道一般較為穩(wěn)定,風(fēng)暴潮驟淤的情況較少。另外,臺風(fēng)的直接打擊會對碼頭的營運設(shè)施造成較大影響。
(3)河口灣、溺谷灣臺風(fēng)浪和增水影響型。位于河口灣和溺谷灣灣口附近,屬半隱蔽型港口,對于垂直于灣口來向的波浪隱蔽較差,如大亞灣灣口附近的碼頭對南向和東南向浪的隱蔽條件較差,臺風(fēng)浪作用較強,同時也受到灣內(nèi)風(fēng)暴潮增水的影響。
(4)岬灣臺風(fēng)浪影響型。這類港口主要位于岬灣砂質(zhì)海岸,受到不同來向的臺風(fēng)浪影響,由于近岸段水深已較深,因此,臺風(fēng)浪到達海岸時仍有較強的能量,此類海岸的港口風(fēng)暴潮造成的破壞以臺風(fēng)浪作用為主,同時也存在臺風(fēng)增水的影響。如汕頭的廣澳灣、海門灣,揭陽靖海灣、汕尾的紅海灣內(nèi)的港口多屬此類。
從上述分析看,河口灣增水和溺谷灣增水影響型港口,風(fēng)暴潮防護的重點是風(fēng)暴潮增水的影響,可根據(jù)碼頭后方掩護的要求和受淹后影響的程度適當(dāng)提高碼頭面高程。
河口灣、溺谷灣臺風(fēng)浪和增水影響型港口,岬灣臺風(fēng)浪影響型港口防護重點為臺風(fēng)浪。可適當(dāng)考慮提高富裕高度,考慮布局針對灣口主要波浪來向的防波堤。
結(jié)合海岸地形地貌特征,從港址選擇和規(guī)劃布局來防范臺風(fēng)暴潮。在隱蔽條件較好的港灣建設(shè)港航工程,是防風(fēng)暴潮的首選。對于開敞海灣,隱蔽條件較差的碼頭,宜根據(jù)海域特性和波浪規(guī)律,通過建設(shè)防波堤等設(shè)施防風(fēng)防潮。從經(jīng)濟合理性和工程費用方面綜合考慮,防波堤的維護范圍越大,越可以有效減弱波浪繞射,進而減小波浪對碼頭前沿的影響,降低碼頭工程投資,也提高了港口運行時間。
[1]徐治中,羅敬思,賈良文.廣東省沿海港口布局變化面臨的臺風(fēng)暴潮災(zāi)害形勢分析,珠江水運.2013,12:78-79.
[2]廣東省交通運輸規(guī)劃研究中心,中山大學(xué).廣東省沿海風(fēng)暴潮影響和港航設(shè)施防護對策研究報告[R],2013.
[3]黎志均,劉永鋒.臺風(fēng)“伊布都”對珠海市桂山島某灣東防波堤損壞原因分析,中國港灣建設(shè).2006,5(145):10-11.
[4]肖芳玉.臺山防波堤工程損壞調(diào)查分析,珠江水運.2007,9:24-26。
[5]賈良文,謝凌峰,羅敬思等.風(fēng)暴潮對廣東省沿海港航設(shè)施影響及防護對策研究,海岸工程.2012,31(3):55-64.