关于某港区水域泥砂回淤及维护的研究

潘泽彬

摘 要：港区水深维护工程直接关系到港口日常生产与经济效益。通过实现港区水深维护工程的标准化、精细化和科学化管理，可节省大量的维护疏浚费用，将对港区的发展具有十分重要的意义。故此，需对水域泥沙回淤展开研究，文章结合某一具体港区情况，运用数据统计分析，仪器测量、追踪以及系列理论分析，确定港区的回淤量，提出港区泥沙回淤的应对措施。旨在综合提升港区的安全系数，保障港区功能，规避隐患。

关键词：港区水域 泥沙回淤 维护 治理

港区水域泥沙回流港区常见现象，对港区的影响较多，过多的泥沙回淤维护工作，可造成港区的年维护疏浚量及维护费用必会大幅增加，严重影响港区的经济效益，亟需改进与完善。基于此，本文结合某一具体港区为例，展开对港区水域泥沙回淤的研究，再结合实际情况，提出有效的维护措施，详细内容如下。

1.港区周边环境及港区水域概况

港区港池内的沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉沙为主，中值粒径约介于0.0031～0.0011mm之间，平均值约为0.0054mm。港池淤积物质与周边浅滩及悬沙物质接近，显示南沙港区的泥沙淤积主要为悬沙落淤。涨潮期间由下游浅滩带入的泥沙是港区回淤的主要物质来源。

近年来，伶仃洋北部受人类活动影响，大规模挖沙导致中槽和中滩产生巨大的挖沙坑地形，由于内伶仃岛附近矾石水道和下游暗士盾水道并未连通，矾石水道挖沙坑也并未与伶仃水道连通，因此伶仃洋内三滩两槽的地貌格局并未发生改变。但是应当关注挖沙引起的伶仃洋新的地形变化对港区及伶仃航道的影响。

2.港区水域泥沙回淤分析

2.1现场密度测量及适航水深分析

为了摸清港区水域回淤泥沙物理性质，在港区内的一号码头、二号码头、三号码头、四号码头港池及相应的驳船码头泊位内共布置了30个站的密度测量站位，进行了4次密度测量。现场密度测量采用荷兰Rheotune音叉密度计，港区港池密度测量结果分析，港池内的一年期回淤泥沙的平均密度在1250 kg/m3左右。其中，回淤泥沙的上层以浮泥形式存在，根据2008年“南沙港区适航水深研究”中确定南沙港区的适航密度值约为1260 kg/m3，一号码头、三号码头港池的浮泥平均厚度基本在0.5～0.8 m之间，这部分浮泥可作为水深使用。

2.2泥沙回淤研究

港区各个码头作业区的多次水深测图资料分析计算得出港区全年回淤量值见表1，值得说明，密度测量结果，港池回淤物的平均密度约为1.25t/m3，因此高频水深测图对比出的回淤强度及回淤量均为容重1.25t/ m3的數值，表中也列出折算为容重1.4t/m3的回淤数值。

2.3港区泥沙移动情况分析

本次研究采用质点追踪方法南沙港区的水流运移趋势，以便更好地辅助了解悬浮泥沙随水流运移情况。质点追踪粒子选取洪季6月份和枯季1月份的大潮水情，从低平潮时刻开始释放，连续释放26小时，即：完整的连续两涨潮两落潮过程。根据港区内质点追踪粒子运移轨迹，可以得出以下主要结论：

（1）从整体流态来看，港区水域潮流运动基本呈往复流动，涨潮时，水体自南向北进入伶仃洋湾内，随后经虎门、蕉门、洪奇沥和横门的通道进入上游河道；落潮时，各口门水体下泄进入伶仃洋，与落潮水体汇合后向南流出伶仃洋，涨落潮过程基本相反。

（2）洪季6月份，落潮时刻流速较大，深槽通道流速普遍超过1m/s，边滩浅水区流速也在0.4～0.6 m/s之间。枯季1月份，落潮较大流速时刻也超过0.8m/s，边滩浅水区流速约在0.3～0.5 m/s之间。可见，港区水域水动力强，流速普遍较大。

（3）水质点追踪粒子运移轨迹图显示，无论洪季6月份还是枯季1月份，一号码头、二号码头、三号码头、四号码头任何一家码头港池内的水质点运移轨迹随涨落潮流均反复途经其余另三家码头的泊位及调头区。可见，这四家码头泊位及调头区水体交换十分频繁。原因分析：南沙港区所处位置水流强劲，涨落潮水流运移距离较远，且涨落潮主流向顺岸往复运动，而这四家码头又是顺岸比邻关系，工程又属于开敞式顺岸码头布置型式。

（4）对比同一个码头的水质点在洪季6月份与枯季1月份运移轨迹图，不难看出，洪季6月份，质点往珠江河口下游运移距离更远些，最远可至龙穴岛南端10公里处；而在枯季1月份，质点则往珠江河口上游上溯距离更远些，可至虎门水道。这主要是由于洪季上游下泄径流量较大，而枯季下泄径流量较小，上游下泄径流与外海潮波抗衡所致。

（5）总的来看，一号码头、二号码头、三号码头、四号码头在洪季和枯季两种典型水情条件下，各家码头水体均存在频繁水交换现象，泥沙是依附于水体而运动的，这也侧面反映了悬浮泥沙扩散四家相互影响的关系。

3.港区泥沙回淤维护研究

3.1合理安排疏浚计划

根据前文数模和水深测图分析结果，分区疏浚施工引起的悬沙扩散对对临近港池航道的回淤会产生较大影响，可导致临近港池回淤强度增大1倍以上。这不仅增加了港池维护疏浚费用，也会对港区的运营管理带来压力。

港区各个码头公司单独疏浚产生的悬沙扩散输移对相邻公司港池淤积的影响较大，因此建议各个码头公司对进行统一的维护疏浚，这样可以有效减小整个港区的维护疏浚量和维护费用，对周边环境也更有利。

3.2开展适航水深应用

应对港区目前所面临的泥沙回淤问题，除了建议的统一安排疏浚外，还可以使用适航水深技术。

2014年中华人民共和国交通运输部编制的《公路水路交通运输主要技术政策》中明确写到“在淤泥质海岸，推广应用适航水深技术和走航式适航水深测量技术。”船舶航行与停泊作业过程中，船底龙骨回淤泥沙的上层部分泥沙当做水深使用，不会受到伤害，操纵性也无明显影响。利用适航水深技术能充分利用港口水深资源，提高港口通航能力，适当延长疏浚周期，降低企业生产成本，节约社会资源。目前已有多个港口如天津港、国华台山电厂、连云港、深圳大铲湾港区、苍南电厂、厦门港等相继开展了适航水深的研究与应用工作，并取得了巨大的经济效益和显著的社会效益。

根据港区建港以来多次现场实测结果，在港池内回淤泥沙中值粒径均较小，细颗粒泥沙密实缓慢，回淤泥沙往往以浮泥形式存在。同时，该海区的泥沙来源丰富，浅滩深挖港池也利于浮泥形成，特别是在大风浪或大径流更会促进浮泥发育，多次测量发现在泊位区、港池及连接水域内都有厚度可达0.5～2.4m的浮泥存在。本项目研究过程中的多次测量也发现，在正常天气下港池、泊位区域也存在 0.5～1.3m厚度的浮泥，可以用作适航水深。因此，为了减少维护疏浚费用，迫切需要将适航水深技术真正地应用于生产实践中，这也将带来巨大的经济效益。

4.结束语

本文研究分析某港区水域泥沙回淤及维护，结合某一具体港区情况，分析港区特征，再对回淤分布情况，回淤研究方法，具体回淤维护措施等进行研究，有效完成对回淤处理，并合理对浮泥层进行利用。

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