浅析放鸡岛水文站建设的构想及初步设计

2016-10-19周争桥广州海事测绘中心

珠江水运 2016年19期

关键词：水文站水文水位

◎ 周争桥广州海事测绘中心

浅析放鸡岛水文站建设的构想及初步设计

◎ 周争桥广州海事测绘中心

在广东省茂名市电白区博贺镇放鸡岛（大放鸡）建设水文一座，通过布设水位计、风速、风向仪、能见度仪实现对潮汐、风速、风向、能见度等水文气象信息的监测。

潮汐放鸡岛水文气象水位

1.引言

自2004年起，广州海事测绘中心开始实施建设珠江口水文信息系统，截止2016年中，已经完成内伶仃、湛江港、珠海港等11个水文站及6个海事监测点的基础建设和数据中心水文信息发布网站的建设，系统整合了现有17个站点的水文气象信息资源。通过数据统一采集、存贮、数据实时在线更新、发布，将水文气象信息资源进行共享，更好的服务水运经济、港行单位及保障相关水域的航行安全。

2.放鸡岛水文站建设基本概况

放鸡岛位处茂名滨海新区，放鸡岛海洋度假公园又是茂名滨海新区主要旅游项目，随着茂名滨海新区的迅猛发展，博贺新港区建设日新月异，博贺新港区规划建设万吨级生产性泊位33个。为更好的满足地方经济的发展需要，拟在广东省茂名市电白区博贺镇放鸡岛建设水文站一座。通过布设水位计、风速、风向仪、能见度仪实现对潮汐、风速、风向、能见度等水文气象信息进行监测，满足各级相关单位、个人的需要。主要设计内容为土建、设备部署等，包括验潮房平面布置、验潮房结构方案、验潮井设计、基础设计、水文站相应配套设备、防雷设计和工程概算等。

2.1放鸡岛基本情况

放鸡岛水文站拟建在放鸡岛上的礁石浅滩上，放鸡岛则位于北纬21.23度，东经111.00度，在电白县南海洋面，地处博贺港西南部，距博贺上岛码头8海里，是广东东部船舶通向湛江的必经之地。

2.2气象

拟建工程海域无连续性历史资料，离本工程区较近的电白县气象站属于陆地气象站，多数气象要素用作海面分析代表性较差。为此，本报告气象要素资料主要选用闸坡海洋站（东经111°50′，北纬21°35′）的资料（1965～1996年），闸坡站的气象要素大体能反映本海域的气候情况。

2.3水文

（1）潮汐。①潮汐性质：本海域潮汐系数为1.14，属不规则半日潮，海面随天体的运动而变化明显，在验潮曲线上可反映出分点潮和回归潮，大潮和小潮的典型特征。②基面关系：本海域的基准面关系如下图所示。平均海平面到当地理论最低潮面的高程为1.70，85国家高程基准面到当地理论最低潮面的高程为1.18。③潮位特征值（从理论最低潮面起算）。工程附近已有几个长期水文观测站点，对该工程建设的水位参考起关键作用，炮台站位于水东港，离本工程位置较近，闸坡海洋站位于东经111°50′，北纬21°35′。以上两个站点有长期的实测资料。④设计水位（从当地理论最低潮面起算）。根据国家海洋局闸坡站的潮位资料，按《海港水文规范》的相关方法计算得到本工程的设计水位。设计高水位3.20m；设计低水位0.26m；极端高水位4.34m；极端低水位-0.44m。⑤乘潮水位。历时2小时，保证率90%的乘潮水位为2.0m。

（2）波浪。本工程主要使用博贺测波站的资料，并参考青湾站资料。①波型：本海区常年出现以风浪为主的混合浪，东北季风期涌浪出现较多，西南季风期出现相对较少。②常波向：通过对博贺电厂站的波向统计得出，全年常浪向为ESE，频率为55.7%；次常浪向为SE，频率为31.8%。③波高：全年的强浪向出现在SSE向，在2005年博贺的波浪观测中，测得的有效波高HS最大值为4.32m，波向为SSE。次强浪向为SE。④工程海域深水区重现期波浪要素的推算：通过历史50年的台风资料，通过台风后报的方法推算本海区深海24.5m重现期波浪要素。

2.4工程地质

拟建场地位于放鸡岛岩滩区，海底表面为长期受海蚀作用而形成的基岩，地质条件良好。对于本工程建设，无不良地质现象。

2.5建设场地现状

对于本工程建设，放鸡岛水文站的建设位置初步选择两处进行对比研究，即分为建设方案一与建设方案二。

方案一的建设地点位于放鸡岛西南侧（礁石浅滩），方案二的建设地点则位于现有游客登岛码头附近。

2.6水工建筑物种类和安全等级

（1）水工建筑物种类。本工程水工建筑物为放鸡岛验潮房及相应的基础、验潮井等。

（2）抗震设防及安全等级。建筑物结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。

3.放鸡岛水文站设计条件

3.1防震设计

根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。

3.2水文、气象条件（详见第一节内容）

3.3设计水位（当地理论最低潮面起算，下同）

设计高水位3.20m；设计低水位0.26m；极端高水位4.34m；极端低水位-0.44m。

3.4设计原则

（1）满足使用的要求；（2）结构方案应技术先进、经济合理，并能适应区域内的施工条件；（3）结构能适应地质条件。

3.5水文站结构方案

根据现场调研情况，拟从建设位置方面进行对比研究，分为建设方案一与建设方案二。

（1）建设方案一——推荐方案。本方案中，将验潮房建于放鸡岛西南端的礁石浅滩处，即在靠近山脚位置新建一个C30钢筋砼桩台，尺寸为4.82m×4.0m，面积19.28m2，高1.8m。考虑钢筋混凝土验潮房自重较大，桩台下部基础采用4根φ600冲孔灌注桩（灌注型嵌岩桩）作为支撑。

桩台上部设验潮房，为直径3m的圆柱形C30钢筋砼结构，建筑面积7.09m2，建筑高度5.1m，室内铺地砖。验潮房内摆放一个木桌，安放于验潮井上部，用于安放水文、气象等设备。验潮房屋顶及基础承台周围设304#不锈钢护栏，为方便工作人员到屋顶检查，设置304#不锈钢上屋面爬梯，接闪杆则位于建筑顶部。

桩台下设316L不锈钢验潮井，内径714mm，桩基平台与山体斜坡面上设置的墩台采用钢筋砼引桥衔接，引桥长3m。

验潮井长度约7.5m，由UHMWPE管材和10mm厚不锈钢螺旋管组成，总壁厚为31mm，共由5处法兰盘相拼接形成，验潮井顶部高出地面0.2m，实木盖板。进水孔位于底部，距离开挖基岩面以上0.5m。验潮井消波器共分为3级，第3级消波器位于最低理论潮面下1m。

此外，为避免验潮井筒出现晃动，采用宽300mm、厚15mm的316L不锈钢钢板将井筒抱箍焊接后，分别与周围的4根灌注桩钢护筒相连接。

钢筋砼验潮房外墙贴陶瓷马赛克瓷砖，设有隐框钢化玻璃窗，窗台和窗上口突出墙面，并选用红色墙砖，其它部分采用白色墙砖，体现出造型厚实、稳重的地方传统特色。

（2）建设方案二——比选方案。本方案的水工结构尺度与建筑物尺度与方案一相同，仅建设位置发生了变化。即建设在现有游客登岛码头附近处。

（3）方案比较与推荐。①建设地点比较：建设方案一位于岛西南端的礁石浅滩处，经现场踏勘并了解岛上岸线规划情况，水文站拟建场地不在规划范围内，可满足场地建设条件要求；建设方案二位于现有游客登岛码头附近，据了解，此靠泊码头每天停靠船舶相对较多，当船舶停靠时，将与本方案的建设位置发生冲突，且根据当地管理部门调研意见，此地点建设可能性甚小。②验潮房结构方案与耐久性比较：两种方案均采用钢筋砼结构方案，耐久性较好。③施工难易度：两种方案均需要建设桩基平台，工期较长。

综合比较，本阶段推荐方案一作为建设方案。