深圳西部航道现状分析及气象水文特征研究
2021-09-10龚明正
龚明正
摘要:深圳西部航道是珠江内港口群的生命线,是船舶来往珠江三角洲和香港的重要通道,加强深圳西部航道建设和养护管理是打造珠三角世界级港口群的需要,也是未来支撑广州港、东莞港、深圳港西部港区开发建设和珠江口东西两岸临港产业发展的迫切需求。文章通过分析深圳西部航道现状及气象水文特征,为航道建设和养护管理提供基础支撑。
关键词:深圳西部;航道管理;水文;气象
1.航道概况
1.1航道地理位置及特征
深圳西部航道位于珠江口河口湾,湾顶与湾口整体呈喇叭状,上宽约4km,下宽约28km,纵向长达65km,水域面积约1700km2。湾顶由大角山和沙角对峙形成峡口,万山群岛为湾口面对的天然屏障;水下地形横向具有西部浅、东部深的分布特点,纵向具有湾顶窄深、湾腰宽浅、湾口宽深的分布特征,水下总体地形呈“三滩两槽”的格局,三滩指东滩、中滩和西滩,两槽指西槽和东槽[1]。东滩为大铲航道,现状等级500吨级、规划等级5000吨级;东槽为矾石航道,航道现状等级3000吨、规划等级10万吨;西槽为伶仃水道,作为广州港出海航道,现状等级10万吨、规划等级30万吨。
1.2航道现状与规划
深圳西部航道主要服務于南山港区、大铲湾港区、大小铲岛港区、宝安港区等深圳西部港口群。根据《广东省航道发展规划(2020—2035年)》,深圳西部航道有24条纳入规划,航道航道里程288.6km,19条为沿海航道,航道里程262.6km,5条为内河航道,航道里程26km。其中,长约35km的沿海航道中最高现状等级达到10万吨级,长约48公里的沿海航道最高规划等级达到20万吨;长约5公里的内河航道最高现状等级为六级、最高规划等级为Ⅲ级。
1.3航道养护管理
根据航道养护主体的不同,可将航道划分为公共航道、专用航道、天然航道等3类。纳入规划的24条深圳西部航道中,公共航道13条,航道里程168.2公里,由中央、广东省或深圳市财政出资养护;专用航道11条,航道里程78.4公里,由相应的运管单位负责出资养护;天然航道3条、航道里程42km,暂无单位进行养护管理。
2.自然条件
决定深圳西部航道水域通航环境的因素除了航道本身条件外,还受气象和水文条件等自然条件的影响。
2.1气象条件
气象条件包括气温、能见度、降水、风况、雷电、热带气旋(台风)、风暴潮,其中主要影响因素为风况、热带气旋和风暴潮。
深圳西部航道位于珠江口,属于亚热带海洋性气候,常年夏无酷暑,冬无严寒,夏半年炎热多雨,冬半年温暖少雨。年均气温约23.0℃,历史最高气温39℃,历史最低气温0.2℃;多年平均降水在1800~2300mm之间,夏半年(4~9月)约占全年降水量85%,冬半年(10~3月)仅占15%;受海洋性气团与大陆气流的相互作用,大气中水汽不断增加,附近海域多年平均相对湿度约80%。
2.1.1风况
根据赤湾气象站多年的风资料统计(1995~2020),深圳西部海域年平均风速为3.9m/s,年均最大风速为27m/s,月均最大风速为5.3m/s(6月),历史最大风速为27m/s(9月),赤湾海洋站强风向偏东,次强风向西北,历年最大风速均在14.7m/s以上,且多出现在受热带气旋和强冷空气影响期间。累年风多出现在东-东北及南向,其中东风频率最大,达16.6%;东北东和东北向分别为15.0%和13.7%,南向为10.4%,其余各向风频率在1.4%~7.0%之间。
2.1.2热带气旋
热带气旋影响是深圳西部海域最为严重的灾害,热带气旋所导致的台风、暴雨和风暴潮直接影响航道的通航状况。根据历史天气资料分析(1949—2020年),深圳西部海域一年中受热带气旋影响期长达7个月(5月-11月)多集中在6月至9月份,其中最多的月份是9月、占28%,其次是8月、占26%,7月和6月较少、分别占23%和11%。
2.1.3风暴潮
风暴潮灾害主要是由登陆和影响本区的台风引起。风暴潮产生与台风位置、强度有关,当台风登陆珠江口时,附近沿海将会产生风暴潮灾;台风中心附近风速越大、气压越低,风暴潮灾越严重。风暴潮每年主要发生在7月至9月,共占全年71.2%,其中7月份最大达到30.5%,珠江口内水深大部分小于25m,在强台风期间海底沉积物受搅动的可能性很大。
2.2.水文条件
水文条件包括径流、波浪、潮汐、潮流等,其中主要影响因素为潮汐和潮流。本文以赤湾站、舢板洲站和大虎站水文资料来研究深圳西部航道水文条件。
2.2.1径流
深圳西部航道位于珠江口,汇集了珠江入海的主要径流。据统计,多年平均径流量为3330亿m3,受气候变化影响,流域内降雨有丰年和枯年之分,最大与最小年径流量之比约为3~10倍;径流的年内分配也不均,4~9月为洪季,10月~次年3月为枯。
2.2.2潮汐
深圳西部海域潮汐属不规则半日混合潮。涨潮时,受珠江口湾型的收缩作用,潮汐能量沿程不断积聚,导致潮差从湾口向湾顶逐渐增大,退潮过程则相反,导致珠江口从外到内潮差逐渐增大之势[2]。根据赤湾水文站多年水文资料分析标明,历史最高潮位2.97m、最低潮位-1.39m、年均高潮位1.16m、年均低潮位-0.21m、最大潮差3.47m、平均潮差1.38m。
2.2.3潮流
通过二维水流数值模拟技术,对深圳西部航道所在海域潮流的流向、流速特征进行分析研究(见图1、图2)。
(1)流向。涨落潮过程中,西槽是潮流和下泄径流的主要通道,东槽则主要受潮流控制,中部西槽入口附近的海域是涨潮分流和落潮汇流的地方。涨落潮流与主槽有一定交角,在整个珠江口潮流基本上为较稳定的南北向往复流。
(2)流速。整体而言落潮流大于涨潮流,东、西槽涨潮平均流速大致相近,但落潮流速则一般是西槽大于东槽。受上游径流的影响,涨潮历时小于落潮历时,涨潮历时一般为5~6小时,落潮历时一般为6~8小时。涨潮平均流速为0.4~0.5m/s,落潮平均流速一般为0.5~0.6m/s。无论涨潮还是落潮,湾内纵向流速分布均呈由湾口向湾顶逐渐增大的特点。
3.结语
深圳西部航道位于珠江口水域,其水文、气象条件是影响航道通航条件的关键因素。充分研究航道布局和气象水文特征,有助于加强对航道建设养护管理,保证航道水深、宽度、弯曲半径等维护尺度和航标位置、颜色、发光等均处于正常技术状态,达到航道水深年保证率和航标维护正常率的要求,为船舶提供安全畅通的航行环境。
参考文献:
[1]赵焕庭.珠江河口的水文和泥沙特征[J].热带地理,1989,09(03):201-212.
[2]应强,辛文杰,毛佩郁赢.港珠澳大桥附近海域海床演变分析[J].水道港口,2010,31(5):444-448.