浅谈澳门挡潮闸通航孔及应急船闸选取合理性

◎ 肖宝文 广东正方圆工程咨询有限公司

1.概述

澳门内港海傍区位于澳门半岛西侧、与珠海前山水道（湾仔段）左岸相望，于石角咀水闸下游约3km，在前山水道下游喇叭口处跨越前山水道，由于地势低洼且沿岸防护标准低，受风暴潮、天文大潮与暴雨的影响，近期发生了多次洪灾，特别是2017年1713的“天鸽”，澳门半岛水浸约340万m²，约占半岛面积的36.6%。经济损失约125亿，10人遇难，200多人受伤。2016年3月澳门代表在第十二届全国人民代表大会第四次会议上提出了“关于加强粤澳合作，兴建澳门内港挡潮闸”的建议。2018年10月项目获国务院同意建设的批复。

2.通航孔及应急船闸位置选取的研究

拟建的澳门内港挡潮闸所在河段河宽520m，沿闸轴线从左岸至右岸依次布置：左岸连接段、船闸、排洪泵站、泄水闸、右岸连接段，管理区布置在船闸与左岸间。但由于挡潮闸所在水域澳门侧占30%（约占河宽160m），因此挡潮闸的通航闸孔和应急船闸布置在枢纽左岸侧。闸址所处水域上承磨刀门洪湾水道和经前山河下泄的径流，下纳南海潮流，受洪潮交汇作用，水文情势相当复杂。在最不利工况下，水流与航道中心线存在最大15°夹角，导致局部横向流速较大，使挡潮闸二个通航闸孔及应急船闸的布置有一定难度。

2.1 通航孔选取

根据水下地形测量图，目前现状的深槽航道位于澳门侧，维护水深为3.5m，珠海侧大部分为浅滩，水深较浅，水深小于2m的浅滩宽度约80m～300m。由于通航泄洪孔所在位置水深较好，而且该位置与现状航道较好衔接，因此通航孔选址布置于现状航道深槽位置是合理的。

图1 通航孔及应急船闸布置

2.2 应急船闸选取

（1）澳门方出于救援需要，要求应急船闸布置于澳门侧，利于澳门管理；

（2）目前整体河势为左岸深、右岸浅的情况，若应急船闸布置右岸珠海侧，远离原主航槽，船只转弯难度较多，需对现状航道进行改槽疏浚，改槽后航道运行清淤维护量大，因此应急船闸选址布置于左岸侧（澳门侧），有利于与上、下游航道衔接。

2.3 模型试验

（1）针对拟建工程与下游汇流口较近、闸轴线法线与水流流向最大交角超约15°、横向流速超过标准，而平面布置受限于澳门只占河宽30%的位置，在难以通过改变枢纽选址等措施消除上述通航不利因素的情况下，通过物模研究及船模仿真试验研究对通航孔净宽及应急船闸布置方案进行优化，将通航孔上下游右侧航道边线沿右侧通航孔闸墩内侧线向右偏移，并与上游航道平顺衔接。增加通航闸孔下游航道的通航宽度，把通航闸孔从60m增大至62m，使不利水流对船舶通航风险处于可控。

（2）降低通航孔底板高程、增加通航孔闸墩上下游导流措施、调整船闸上游导航墙尺寸等方面来改善通航闸孔及下游水流流态分布。

（3）在通航孔三个闸墩上游增加弧型导流结构，各弧型尺寸分别为：左墩为半径8.0m、弧度135°；中墩为半径10.0m、弧度157°；右墩为半径8.2m、弧度146°。从而改善通航闸孔内闸墩处水流流态。

（4）在左墩和右墩下游增加50m导流结构，降低墩后涡流影响，因此节省了工程造价。

（5）通航闸孔运行的难点主要在十字门水道水域，该水域航道弯曲，径、潮流相互顶托，船舶操纵难度较大，报告通过船模试验，提出了加大船舶舵角的意见，使船舶能平稳通过通航闸孔。

（6）针对应急船闸上游河道侧导航墙存在挑流的影响，将船闸上游河道侧导航墙长度由85.0m缩短至满足规范的低值60.0m的意见。

（7）针对在7级风况下，通航闸孔关闭，应急船闸启用时，在风浪影响下操舵难度大的情况，报告通过船模试验，提出了救援船在进入引航道前，需保持较高航速进入引航道，驶入后需及时进行降档减速，必要时辅助倒车使船舶航速降至引航道内安全航速后驶入船闸，从而保持较好的操纵性，有效抵御风压对船舶航行的影响。

3.结语

由于工程建设的通航环境、与下游汇流口较近、口门区与水流流向交角较大等问题的限制，使得下游口门区通航水流条件未能满足标准要求，对船舶通航安全方面存在一定的影响，但在满足同等标准、规范的前提下，结合工程河段的实际情况，通过水工物理模型、船舶模拟仿真研究的手段去研究对工程布置方案提出优化建议，从而解决了船舶通航安全问题。

图2 通航孔及应急船闸布置

图3 通航孔闸墩优化推荐方案平面布置图

图4 船闸上下游导航墙优化方案平面布置