舟山老塘山港区2万吨级码头工程潮流数模及港池泥沙回淤分析

傅杰能，王琼琳

（浙江东天虹环保工程有限公司，浙江杭州 310012）

舟山老塘山港区2万吨级码头工程潮流数模及港池泥沙回淤分析

傅杰能，王琼琳

（浙江东天虹环保工程有限公司，浙江杭州 310012）

通过潮流数值模拟计算及工程建设后对港域潮流场的变化，分析了拟实施方案对老塘山港域淤积所产生的影响，为码头工程的建设提供科学依据。

数模；潮流；淤积

1 地理位置

舟山老塘山港区2万吨级码头工程位于舟山市定海区老塘山港区，工程位置距离舟山市定海城区约18 km，西南距宁波北仑港约17 km，距离上海港约128 km，港址地理坐标30°03′N；121°58′E。

2 水文概况

工程点潮汐特征以及设计水位值采用外钓岛短期（2009年6月1日-30日）验潮资料和定海水文站1978-2008年长期潮位观测资料统计。

项目前沿涨潮流自东南向西北流，落潮流自西北向东南流，呈现出明显的沿岸往复流特性。工程海域属非正规浅海半日潮流类型，潮流为往复流形式。拟建工程处于舟山本岛西侧，深水近岸，潮流在此受地形作用影响明显。

参照工程附近水域实测水文测验分析结果，码头前沿设计流速为1.5 m/s左右，流向与等深线一致。

GPS测绘技术的测绘方式主要分为以伪距定位法、载波相应测量定位法及GPS定位等。现阶段大地型接收装置的载波相位测量精度不断增长，为GPS装置测绘误差的降低提供了重要技术支持。

项目所在区域的潮流类型为正规半日潮流占绝对优势，实测资料表明本水域潮流流向和流速具有明显的半日周期变化。

3 建立数学模型

3.1 控制方程

水果供给一般由果农—代办服务商—批发商—零售商—消费者多层级流通组成。江城县农业生产中以家庭为单位的小规模分散经营模式在水果生产中大量存在，大多数企业和果农是在本地区内封闭经营，不了解国内外市场供求变化，还在以生产为中心，水果生产出来之后再寻找销路，因此，当水果集中上市时果贱伤农的现象经常出现，导致了水果价格的大幅度波动。

本项目地处舟山岛西侧岸段、岑港以南、老塘山海域，周围有菰茨航门、西堠门、桃夭门、富翅门、册子水道等水道众多，南向毗邻横水洋；项目所处海域，水深流急、地形复杂，属强感潮岸段，大小岛屿较多，有良好的避风避浪条件。计算区域采用网格实时耦合的方法：耦合计算区分为大、中、小1、小2四层同步计算的区域，网格的Y向均为正北向，网格精度分别为180 m、60 m、20 m、6 m，时间步长5 s；四个耦合计算区分别剖分成384×340的结构化矩形网格，总计网格数为52 2240个。计算大区取东西向约121°37′-122° 21′E，南北向约29°52′-30°27′N（图1和图2）。

大学生忧郁的笑了，而且，远远的另一方，有人注意到了这边空地上的情形，被这情形引起了好奇兴味，第二个人跑来了。

式中：z为水位；h为未扰动水深；h+z为总水深；u、v分别为x,y方向的流速分量；f为科氏系数；τxb、τyb分别为海底切应力在x向和y向的分量；ρ为海水密度；g为重力加速度；Ax、Ay分别为x向和y向的涡动粘性系数[1-2]。

3.3.2 潮流验证

3.2 模型建立和验证

采用平面二维浅水潮波运动方程和连续方程：

2013年，水电局在部党组的正确领导下，认真贯彻落实党的十八大和十八届三中全会精神，按照中央加快水利改革发展决定提出的“大力发展农村水电”，“在保护生态和农民利益前提下，加快水能资源开发利用”的要求，积极转变发展方式，全力推进民生水电、平安水电、绿色水电、和谐水电建设，中央投资30.8亿元，比2012年增加了108%，协调国家农发行出台了农村水电信贷支持政策，全年完成投资240亿元，新增装机200多万kW，总装机超过6 800万kW，年发电量2 000多亿kWh，很好地完成了各项工作任务。

图1 模拟计算范围Fig.1 Simulation calculation range

图2 验证站位图Fig.2 Validation of position

3.3 模型验证

3.3.1 潮位验证

验证资料：收集到2009年6月1日-6月30日水文测验期间获取的舟山西侧岑港码头的临时潮位站，以及2010年9月6日-9月20日在外钓岛的潮位观测资料，大、小潮期间实测潮位与模拟计算的潮位之间拟合得较好，最高、最低潮位的模拟误差一般在10 cm以内，小潮期间的高低潮位的最大验证误差也在10 cm以内（图3和图4）。

图3 岑港潮位验证Fig.3 Sea level validation in Cengang）

图4 外钓潮位验证Fig.4 Sea level validation in Waidiao）

杨公子震惊地看着我，不相信这样的话出自一个丫头之口。他看着远方，似乎在思考，而我看着他，忽然明白一个男人最动人的，不是他笔直挺立的鼻子，紧闭的嘴唇，而是他悲悯而清澈的双眸。我正目不转睛地看着他，他忽然转过头，问，姑娘家乡何方？“绍兴。”

验证资料，收集到2009年6月1日-6月30日获取的6个锚系潮流站的潮流资料作为潮流验证资料。限于篇幅，本文只给出其中1个站位的大潮、小潮验证曲线。取整点的潮流资料验证。流向的验证。从流向验证曲线来看，流向验证误差一般在5°～15°，个别转流时刻的流向误差较大，但流向误差较大的时刻一般流速均较小，因此不影响整体流态。流场模拟基本能描述该海域整体留流态特征。流速的验证。涨、落潮流的主峰拟合得较好，流速变化的趋势也得到了很好的模拟。涨落急流速误差绝对值在0.10 m/s左右；除个别点外，其他各验证点流速相对误差均控制在10%以内（图5和图6）。

图5 5#点大潮流速验证结果Fig.5 Spring rate of verification results

图6 5#点小潮流速验证结果Fig.6 Small tidal velocity verification results

总体而言，单站流向和流速的模拟结果令人满意，模拟结果反映了工程区域的潮流特征，模型可应用于工程后的预测等各项工作。

4 潮流场分析

计算海域内单站潮流计算模拟结果较好，基本上反映了计算海域潮流的实际变化情况。一般情况下，大潮期的流场能体现本海区通常海况下的动力场，为进一步考察本工程对周围区域水动力特性的影响，现分别模拟各区大潮期间涨急、落急时段潮流矢量分布图（图7和图8）。

图7 大潮涨急流矢图Fig.7 Tide to surge flow map

图8 大潮落急流矢图Fig.8 The tide ebb flow map

总的来看，基层畜牧兽医动物防疫工作存在基层畜牧兽医动物防疫体制不健全、畜牧兽医防疫观念滞后、基层畜牧兽医动物防疫专业人才缺乏等一系列问题。因此，需要改进基层畜牧兽医动物防疫工作，进而更好地指导兽医防疫工作的开展。

泥沙方面，本海区泥沙来源绝大部分是长江入海泥沙随浙闽沿岸流南下时通过周边水道进入的细颗粒悬浮泥沙。由于舟山群岛诸岛植被覆盖良好，由风化造成的细颗粒泥沙极少。本区各层含沙量分布较为均匀。泥沙表层沉积物的中值粒径为12.41 mm。平均含沙量：测区水域含沙量较高，全潮平均含沙量为0.572 8 kg/m3。

工程区位于舟山岛西岸岑港港区南口，以西向外钓岛为屏障，北靠岑港港区、南向为册子水道开阔海域。影响本区域的潮波为太平洋半日潮传播进入浙江东南部沿海后形成的复合潮波，受狭道地形制约，工程所在海区的涨落潮流基本上呈往复流特性运动，不存在大范围的环流或者旋转流。

本项目建成前后附近海区大潮涨急、落急流矢图可知，码头平台依水道主槽而建，基本平行于涨落潮流方向，工程建成后对港域潮流场的流态总的变化不大，由于码头桩基的阻流作用造成码头平台轴线方向流速有一定程度减小。

小潮期的潮流正压力作用减弱，潮流场受温盐效应等斜压力作用以及风应力的作用更为明显。大潮期正压力作用增强，除非遇到强风应力作用，流场才会受到较大的影响。项目前沿涨潮流自东南向西北流，落潮流自西北向东南流，呈现出明显的沿岸往复流特性。

计算域内流场模拟计算结果基本反映了该海域潮流和潮波的实际变化，模型可用于工程后的泥沙冲淤计算。

演唱民族声乐作品时，除了关注发声技巧之外，更应注重情感表现。即使是同一部作品，声音不同，作品韵意也存在差别。故而，民族声乐演唱过程中，要充分发挥“情”的作用，无论是发声、还是歌词把握，都要突出“情”这一字，从而使作品情感传达更加准确。演唱者可依据声乐作品背景及情感氛围，选择与之相匹配的音色。当然，该过程中，声音也很关键。民族声乐演唱者要注重基本功练习，灵活把握歌唱技巧，通过声乐作品本身，将真挚的情感表达出来。声乐演唱者要善于借鉴优秀的作品，并将其应用到自身实践中，情感和技巧兼备。

项目所在区域的潮汐性质属正规半日潮海区，在一天之中有两个高潮和两个低潮，且高低潮潮位高度接近，涨憩和落憩历时较短，涨落潮历时也相差不大。

5 工程实施后冲於影响分析

5.1 水文动力

涨潮流由东南向西北经螺头水道进入横头洋，在金塘岛东南分成南北两支，南支沿金塘水道向西推进，北支沿册子水道西北向穿过西堠门、桃夭门、富翅门三水道汇入杭州湾，影响工程区前沿的主要是册子水道来的沿岸涨潮流。落潮流的流路大致相似于涨潮流，受地形影响本海域南向多开阔海域、北向多岛屿遮蔽水道狭窄，工程区的落潮流为菰茨航门和富翅门沿岸落潮流的一支，明显弱于涨潮时。综合图7和图8可知，工程区海域的潮动力环境涨潮时主要受控于册子水道的涨潮流、落潮时受控于菰茨航门和富翅门水道的落潮流。工程区受外钓、中钓、里钓等岛屿阻隔，涨落潮流流速明显小于水道主槽，前沿潮流流路基本平行于岸线走向。

工程后，码头平台处及码头平台轴线方向北向400 m内平均流速减小最大，大潮全潮平均流速减小0.04～0.15 m/s，流速减幅5%～18%；码头前沿30 m外平均流速略有增加，大潮全潮平均流速增大0.02～0.04 m/s，流速增幅2%～7%；水道内流速也略有变化，平均变化基本小于0.03 m/s。计算区域内其余海域工程前后大潮平均流速变化不明显。总体而言，根据计算结果由于码头群桩的阻流作用，使得通过的潮流流速减小，码头沿线形成了比较明显的流速减小区，且减小区由码头平台向北延伸超400 m，符合工程海区涨潮流强于落潮流的潮流特征。

5.2 工程后最终的泥沙冲淤强度分布

如果在对船舶进行制造的过程中，焊接质量出现问题的话不仅会使制造的成本增加，还极有可能在后期花费大量的资金来进行修复，甚至于可能使船舶的航行遇到一定的安全隐患。而如果是货船发生问题的话极有可能使人们的生命安全与商人的财产安全受到严重的威胁。基于此就需要对焊接生产技术和质量进行一定的改进，而这对于保障社会的和谐发展也有着极为重要的积极。

本研究的优势：(1)不同厂家CT机的肝脏灌注参数存在差异[6-7]，且不同的灌注软件及灌注模型获得的肝脏灌注参数值一致性较低[8-9]，不适用于进行CT灌注随访观察。而本研究的两台CT机均为东芝公司的320排螺旋CT机，第2代320排螺旋CT机仅在第1代CT机的软硬件配置上进行了升级，而数据采集方案、灌注值测量工作站均一致。(2)由于不同肝占位性病变的CT灌注值差异较大，难以相互比较，而正常肝实质的灌注情况变化较小，故本研究在正常肝实质区域选取ROI；同时，为了使测量数值准确反映全肝灌注情况，选择测量横断位、冠状位和矢状位三方位的灌注参数值，并取平均值，从而能减小测量误差。

工程后码头平台延伸至码头平台轴线方向形成明显淤积区，码头平台处年淤积强度为0.2～0.32 m/a，最终淤积0.8～1.2 m。码头平台以北200 m内年淤积强度为0.16～0.32 m/a，最终淤积0.6～1.2 m；200～400 m范围年淤积强度为0.08～0.2 m/a，最终淤积0.3～0.8 m；400～600 m范围年淤积强度为0.02～0.1 m/a，最终淤积0.08～0.4 m；600 m外年淤积强度小于0.02 m/a。码头平台以南100 m内年淤积强度为0.12～0.24 m/a，最终淤积0.5～1 m；100～300 m范围年淤积强度为0.02～0.12 m/a，最终淤积0.08～0.5 m；300～900 m近岸略偏淤，年淤积强度为0.02～0.04 m/a，最终淤积0.08～0.16 m；900 m外年淤积强度小于0.02 m/a。码头平台西北向前沿70 m外至水道中央略偏冲，年冲刷强度0.02～0.08 m/a，最终冲刷0.08～0.32 m；外钓岛东岸也略有冲刷，年冲刷强度0.02～0.04 m/a，最终冲刷0.08～0.16 m。另外水道北口、外钓岛北侧等处亦有小范围的冲淤变化，年冲、淤强度基本小于0.03 m/a。计算区域内的其余海域冲淤基本平衡。总体而言，根据计算结果由于码头群桩的阻流作用，使得码头沿线形成了比较明显的淤积区（图9和图10）。

图9 工程建成后一个潮周流速变化率(%)Fig.9 Rate of a tidal week velocity change after completion of the project

图10 工程最终冲淤强度(m)Fig.10 Intensity of scouring and silting in the final project

6 结论

通过工程后港址附近海区潮流场数值模拟、泥沙冲淤影响模拟表明：

（1）工程后，码头平台处及码头平台轴线方向北向600 m内大潮全潮平均流速减小0.04～0.15 m/s，流速减幅10%～30%；南向300 m内平均流速减小0.02～0.06 m/s，流速减幅5%～15%。码头前沿西北向70m外至水道中央平均流速略有增加，大潮全潮平均流速增大0.02～0.04 m/s，流速增幅2%～7%。计算区域内其余海域工程前后大潮平均流速变化不明显。总体而言，根据计算结果由于码头群桩的阻流作用，使得通过的潮流流速减小，码头沿线形成了比较明显的流速减小区，且减小区由码头平台向北延伸600 m，向南延伸300 m，符合工程海区涨潮流强于落潮流的潮流特征。

（2）工程后码头平台延伸至码头平台轴线方向形成明显淤积区，码头平台处年淤积强度为0.2～0.32 m/a，最终淤积0.8～1.2 m。计算区域内的其余海域冲淤基本平衡。总体而言，根据计算结果由于码头群桩的阻流作用，使得码头沿线形成了比较明显的淤积区。

（3）工程后达到冲淤平衡的时间为3～4 a。

[1]窦国仁.潮汐水流中悬沙运动及冲淤计算[J].水利学报,1963(4):13-23.

[2]陈耕心.舟山港域流场特征:宁波舟山深水港域自然环境与建港条件分析[M].北京:海洋出版社,1991.

[3]杭州国海海洋工程勘测设计研究院.舟山外钓岛光汇油品码头工程潮流、冲淤数学模型试验报告[R].2010.

The Analysis of Tide Mathematical Model and Sediment Siltation on Twenty-thousand-ton Level's Wharf Engineering at Laotangshan Port in Zhoushan

BO Jie-neng,WANG Qiong-lin
(Zhejiang Dong Tianhong Environmental Project Co.LTD,Hangzhou 310012,China)

Through the calculation in the tidal simulated data and the variation of tidal current at Lao Tangshan port after the construction,this paper analysed the effects of the sedimentation at Lao Tangshan port made by the simulated scheme and provided the scientific basis for the construction of the wahrf engineering.

numerical-model;tide;sedimentation

TV148+.6

A

1008－830X(2014)04－0342－05

2014-01-16

傅杰能（1980-），男，浙江萧山人，研究方向：环境影响评价.