闽江沙溪口至三明台江航道整治工程待航停泊区选址合理性分析

高亚微

(福建省港航勘察设计院有限公司，福州 350002)

待航停泊区作为航道工程的配套设施， 其作用与航道的发展息息相关， 其主要功能是满足船舶靠泊或待闸时临时停靠的需要， 以避免停航船舶在库区河段内大量聚积， 造成航道拥堵， 从而保证了船舶有序停泊和安全航行[1]。 相关规范中没有专门针对停泊区的设计， 一般在设计时可参照河港码头设计或锚地等设计内容。

1 工程背景

闽江沙溪口至三明台江航道整治工程隶属福建省三明市辖区内(简称沙溪三明航段)，位于沙溪流域中下游，航道起始点为闽江沙溪口铁路桥至三明台江大桥， 河段全长约76.21 km。 工程沿线建有沙溪口电站、官蟹电站、高砂电站、沙县城关电站，斑竹电站位于此航段内的最上游。 航道的建设规模为满足500 吨级闽江干货-Ⅱ(吃水不超过1.6 m)闽江干流标准船型通航要求；对斑竹、沙县城关、高砂、官蟹4 座电站进行技改提升；新建500 吨级船舶锚地2 处、待航停泊区6 处。

本文以沙县城关电站下游待航停泊区及官蟹电站下游待航停泊区为例， 对沙县城关电站下游待航停泊区选址布置方案进行方案比选； 对官蟹电站下游待航停泊区选址合理性进行分析。 两座电站及电站下游的待航停泊区地理位置如图1 所示。

图1 待航停泊区地理位置图

2 山区河流选址一般规定及基本原则

(1)宜选在河势、河床及河岸稳定少变、水流较平顺、水深条件适当、水域面积充足，且具备安全停泊条件的河段。

(2)宜选在地质条件良好的河段，不良地质条件需进行技术论证。

(3)宜选在急流卡口上游的缓水段和顺流区[2]。

(4)应充分考虑工程建成后对防洪、航行安全和河道治理等的影响。

(5)停泊区的港池水域不得占用现有航道，并有一定的安全距离。

(6)水上过河建筑物与停泊区的间距，水上过河建筑物在下游时不得小于设计船型长度的4 倍， 水上过河建筑物在上游时不得小于码头设计船型长度的2 倍。

(7)港池水域不得占用现行和规划航道，与航道边线的距离不得小于2～3 倍设计最大设计船型宽度[3]。

3 设计参数

3.1 概况

沙溪三明航段水域条件较为复杂，跨河建(构)筑物多，船舶通航条件复杂，河道左岸为鹰厦铁路，河道右岸为国道G205，且沙溪为雨源型山区河流，汛期水位变幅大，暴涨暴落，非汛期时库区水面基本保持平静。

沙县城关电站至高砂电站航段航道总长约18.34 km，共有9 座桥梁， 下游最近的两座大桥分别为大洲大桥和向莆铁路沙溪特大桥， 距离电站分别约为1.25 km 和2.35 km。 沙县城关水电站所在位置的河道较为顺直，但电站下游水深情况较差。

官蟹电站至闽江沙溪口航段航道总长约27.12 km，共有10 座桥梁。 从河道走势上看，官蟹电站位于弯曲河道段，距离弯曲河道弯顶约0.6 km。

3.2 规模及各参数设计

待航停泊区的建设规模同航道建设规模相匹配，为满足500 吨级闽江干货-II 型(吃水不超过1.6 m)闽江干流标准船型待航停泊要求，系泊方式均为靠岸系泊，码头结构为高桩墩台式，不考虑船员上岸。设计船型尺度见表1，停泊区设计指标及水域设计参数详见表2～3，有关水位数据值均系1985 年国家高程基准。

4 方案比选和合理性分析

4.1 沙县城关电站下游停泊区总体布置(方案一)

沙县城关水电站下游待航停泊区位于沙县城关水电站下游1.0 km 河道右岸附近。 所在位置河道宽度约为270 m，航线靠河道左岸布置，停泊区靠右岸布置，距离河道右岸约20 m。 泊位前沿线顺岸布置，停泊水域外边线与航道外边线距离约62 m，停泊区下游距离大洲大桥约250 m。 泊位顺岸布置，前沿线位置高程为100.0～100.6 m，停泊及回旋水域区位置高程为99.0～100.9 m， 水深基本不满足设计要求， 拟建停泊区底质按砂土状或碎块状强风化粉砂岩石。

表1 设计船型尺度

表2 停泊区指标参数表

表3 停泊区水域设计参数

图2 沙县城关电站下游待航停泊区平面布置图(方案一)

4.2 沙县城关电站下游停泊区总体布置(方案二)

方案二布置位置同方案一相同， 不同的是方案二向航道侧方向移动约60 m。

4.3 沙县城关电站下游停泊区总体布置(方案三)

方案三选址在距离沙县城关电站下游2.0 km 河道右岸，停泊区上游距离大洲大桥下游约250 m。

4.4 沙县城关电站下游停泊区方案比选

从安全性、经济性、船舶调度难易性和河道美观性综合考虑，推荐方案一。 方案比选详见表4。

表4 方案比选分析表

4.5 官蟹电站下游停泊区选址合理性分析

4.5.1 官蟹水电站下游待航停泊区总体布置

官蟹电站下游待航停泊区位于官蟹电站下游2.8 km处的河道右岸。 所在位置河道宽度约为240 m，停泊区距离河道岸线约26 m。 泊位前沿线与航道上游段中心线基本平行，停泊水域外边线与航道外边线距离约21.8 m。前沿线顺岸布置，前沿线位置高程约为80.0 m，水深条件良好，无需竣深，拟建停泊区底质为人工填石和淤泥夹砂，淤泥夹砂层较薄。

官蟹电站下游待航停泊区平面布置图如图3 所示。

图3 官蟹电站下游待航停泊区平面布置图

4.5.2 方案合理性分析

首先官蟹电站位置特殊，位于弯曲河道段，因此下游布置停泊区时需避开弯曲段； 其次电站下游的水深条件较差，根据《闽江沙溪口至三明台江航道整治工程》报告中显示炸礁区主要集中在官蟹电站下游2.75km 范围，炸礁深度2～3 m，泥面高程多为83.0～86.0 m，设计底高程为82.5 m，投资较大，综合考虑选址只能再向下游移动。

根据选址的一般布置原则， 官蟹电站下游停泊区宜布置在水流相对平顺的区域且水深条件相对较好的地段，本次选址布置在官蟹村附近距离官蟹电站下游2.8 km 的河道右岸，位于曲率半径650 m，圆心角约为37°的凹岸深槽段，前沿线与上游航道中心线几乎平行，沿程没有过江桥梁，且水深条件均满足靠泊要求，港池水域无工程投资。 另外根据防洪论证单位对此凹岸深槽段水域流场分布进行了模拟，凹岸段靠岸侧多年平均流速约0.35 m/s，而且工程建成前后流场分布几乎是重合的， 流速也未发生重大变化，因此本次选址较为合理。据平台的范围和数据容量，不断提升平台的数据承载力，为全国相关的大数据平台研究提供范例， 为在大数据平台基础上所进行的虚拟现实与驾驶模拟安全评价、道路设施与交通运行的动态风险预测预警、 道路交通事件管控与应急处置等奠定坚实的数据和大数据计算框架的基础。

图4 官蟹电站下游待航停泊区位置多年平均流场分布图

6 结语

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