■张炜煌

（福建省交通规划设计院有限公司，福州 350004）

厦门港古雷港区是《水运“十四五”发展规划》明确的全国沿海重要港区，《厦门港总体规划（2035 年）》对古雷港区的定位是：主要为临港产业服务，以原油、石化产品运输为主，兼顾散货、杂货和集装箱运输，包括古雷、六鳌2 个作业区。 赤湖工业园地处漳州市漳浦县中部临海， 是引进环保绿色理念的皮革、纸浆制品、海上风电装备制造等产业的省级工业园区。 根据工业园区发展、临港产业布局和地方经济发展的需要，地方政府组织开展了新增厦门港古雷港区将军澳作业区的港口总体规划[1]和规划环评[2]等工作。

将军澳作业区岸线呈天然状态， 建港条件薄弱，海域开敞，风大浪高流急，海洋动力复杂，周边生态红线等环境敏感区分布，在生态文明建设和生态环境保护提升至前所未有战略高度的新时代背景下[3]，给规划工作提出了更高要求。 规划编制单位贯彻《关于建设世界一流港口的指导意见》，开展了扎实的基础资料收集，进行了波浪、潮流泥沙数学模型[4]和波流动床整体物理模型试验研究[5]，通过多方案比选论证，较好地研究解决了复杂开敞海域岸线布局方案、水体交换能力提升和滨海湿地保护等关键技术问题，可为类似项目提供经验与借鉴。

1 自然条件

1.1 水深条件

水下地形由岸向海趋缓， 将军屿东侧水域开阔，水下障碍物少，水深条件较好，10 m 等深线离岸约500 m，岸滩及水下地形稳定（图1）。

图1 工程海域水深分布图

1.2 底质分布特征

底质分布以d50=0.2～2.8 mm 的沙质为主（图2）。

图2 工程海域底质中值粒径d50 分布图

1.3 波浪条件

根据2010 年3 月—2011 年2 月实测波浪资料分析，常浪向为ENE 向，出现频率合计为28.05%，其中E 向为强浪向，50 年一遇E 向H1%=7.86 m，T=10.7 s，波浪玫瑰如图3 所示。

图3 波浪玫瑰（2010.03-2011.02）

1.4 潮汐潮流条件

工程区为规则半日潮，平均潮差约2.8 m，由于地处台湾海峡分汇流区呈前进波特性，往复流。 实测落潮最大流速1.33 m/s、涨潮最大流速1.11 m/s，如图4 所示。

图4 水文测验大垂线平均潮流矢量图

2 复杂开敞海域岸线布局分析

2.1 规划方案比选

根据波浪条件，需布置1 座呈N～S～SW 走向的防波堤，以形成良好掩护条件，满足港口安全和作业要求。 规划方案综合考虑海洋功能区划、地形地貌、岸线布局、掩护水域面积等因素，开展了多方案比选论证（图5），图中虚线为现有港口航运区边界。结论如下：（1）各方案港内掩护条件均得到大幅改善，可作业天数虽存在一些差别，但均可满足港口运营要求。 如图5 所示，鉴于作业区西侧分布有将军礁浅滩区，防波堤兼码头布置于海域西侧（方案1-1）更有利于借助天然地形形成环抱式掩护水域，泊稳条件优于东侧方案（方案1-2、方案2-2）。作业区北侧东西走向2 个泊位宜采用高桩透空式结构，避免形成港内波浪反射震荡，影响港内泊稳条件。 （2）规划对比研究了6 个泊位的“小水域”方案（方案7-1、方案7-2）和8 个泊位的“大水域”方案（方案5-1），结果显示“大水域”方案总体优于“小水域”方案，其主要优势在于：一是“大水域”方案能形成更大面积的掩护水域，港内比波高值小于“小水域”方案，泊稳条件更好，可作业天数相比可增加8～10 d，并多出2 个泊位岸线资源； 二是该海域风大浪高流急，船舶通航安全模拟试验表明，“大水域”方案更有利于提升船舶靠离泊和港内调头作业的安全性；三是“大水域” 方案虽部分区域超出现行海洋功能区划范围，但可通过协调正在编制的国土空间规划给予安排， 将其调整为交通运输用海， 进行妥善衔接。（3）从泥沙冲淤角度分析，工程海域含沙量低，主要为过境泥沙，各方案悬沙淤积情况大致相当，对方案比选影响不大。工程临近波浪观测站E 向实测最大H1/10 波高达9.77 m，且附近为沙质海岸，港池口门和航道应避开破波区，降低推移质波浪骤淤风险。 综上所述，推荐方案5-1 作为实施方案。

图5 规划方案比选示意图

2.2 岸线总体布局方案

2.2.1 货运量、货种及泊位等级

预测2035年货物吞吐量为1610万t（含15万TEU），主要货种包括木片、干散货（煤炭、非金属矿、矿建材料）、集装箱、杂货等，泊位等级为2～10 万t 级。

2.2.2 岸线及陆域规划

作业区按N～S～SW 走向呈反“L”型布置一条长3040 m 防波堤，形成半环抱式港池，口门位置朝向西南，防波堤堤顶兼作运输通道。

作业区规划布置2～10 万t 级生产性泊位8 个，形成2508 m 码头岸线，年通过能力约2350 万t（图6、表1）。 在港池内北侧天然水深－6.0～－8.0 m 处布置2～5 万t 级通用泊位2 个，采用高桩离岸式布置，侧面布置120 m 支持系统岸线。 在中段防波堤内侧天然水深－8.0～－12.0 m 处连片式布置2～5 万t 级通用泊位1 个， 天然水深－12.0～－16.0 m 处连片式布置5～10 万t 级干散货（木片）泊位2 个。在南段防波堤内侧天然水深－16.0～－17.0 m 处连片式布置5～10 万t 级通用泊位3 个。 利用防波堤掩护形成的水域集中布置调头回旋水域， 满足5 万t 级集装箱船和10 万t 级散货船调头回旋，天然水深－5.0～17.0 m。陆域平均纵深860 m，面积约57.33 万m2，现状为滨海丘陵。

表1 将军澳作业区规划指标汇总

图6 作业区规划布局方案

2.2.3 航道及锚地规划

进港航道规划为10 万t 级单向乘潮航道，航道宽度300 m， 航道轴线走向大致呈S～N～NE 走向，沿线天然水深－13.0～16.0 m，疏浚量少。

在作业区南侧水域布置1 个5 万t 级以下港内锚地和1 个10 万t 级以下港外锚地， 供海轮候潮、引航使用。 锚地天然水深均在－17.0 m 以上。

2.3 泊稳条件分析

数模及物模试验研究表明， 规划方案实施后，仅SE～ESE 方向波浪会传入港内，经防波堤遮挡后波高大幅衰减，降幅在38%～93%之间（图7、表2）。

图7 计算点位置示意图

表2 各控制点比波高值

从可作业天数来看，推荐方案各泊位受波浪和风速影响1～3# 泊位不可作业天数分别为54、49、47 d，4～8# 泊位不可作业天数为33 d；考虑雾、雨、雷暴等因素影响，各泊位可作业天数均在290 d 以上，满足港口作业要求。

2.4 水动力影响分析

2.4.1 流场变化

作业区附近潮流属半日潮流，呈往复流。 大潮涨急时刻，潮流方向由偏WSW 向ENE 推进，外海平均流速约0.60 m/s，近岸潮流平均流速约0.30 m/s；大潮落急时刻，方向相反，外海平均流速约0.55 m/s，近岸海域平均流速约0.35 m/s。小潮涨、落急时方向大致与大潮相同，小潮涨急外海平均流速约0.45 m/s，近岸平均流速约0.20 m/s； 小潮落急外海平均流速为0.40 m/s，近岸平均流速约为0.15 m/s。

推荐方案实施后，港池内部和临近防波堤水域流速流向均发生一定改变，具体表现为港池内流速明显变小，变化幅度为－0.1～－0.6 m/s，防波堤外流速总体略微变大，变化幅度为－0.1～0.4 m/s，局部流向变化较大。 最大流速区范围由工程前的地形深槽区域向西南推移1200 m。防波堤建设大幅降低了港池内流速，有利于操船作业；规划对周围的水流影响总体有限，主要在工程位置3 km 范围内（图8、9）。

图8 规划方案涨急流矢图

2.4.2 口门及航道区横流

推荐方案实施后，涨、落潮最大横流位置有显著差别，涨潮时最大流速带位于港池口门，落潮时南移或至航道拐点附近。 涨、落潮最大横流值分别为0.98 m/s 和0.99 m/s。 为保障船舶进出港航行安全，鉴于口门及航道区横流流速较大，航道沿线天然水深条件良好，规划将作业区单向进港航道宽度增大至300 m；规划给出了横流全潮历时资料，便于运营期船舶避开横流流速较大时段进出港。

图9 规划方案落急流矢图

2.5 泥沙淤积条件分析

2.5.1 潮流作用下悬移质淤积

工程区水体含沙量较小，实测大潮期间含沙量在0.05～0.08 kg/m3，工程区附近泥沙为过境泥沙，推荐方案实施后，由于港池、回旋水域内水流流速减小，悬沙会产生一定的落淤，平均淤强约为0.2 m/a，回淤量约为18.3 万m3/a。

2.5.2 波浪作用下推移质淤积

推荐方案实施后，港池航道西侧部分区域需对将军屿附近沙质浅滩开挖，最大挖深约10 m，在极端天气条件波浪作用下推移质易从西侧进入港池、航道。 推荐方案将港池口门和航道避开了破波区，降低了骤淤风险。 物模试验表明，推荐方案港池水域10 年一遇骤淤量仅为3.17 万m3，50 年一遇骤淤量约为13 万m3。

3 环境敏感区保护及水体交换能力提升措施分析

规划方案与周边陆地、海洋生态红线进行了衔接，避免作业区水陆域及航道、锚地占用各类生态红线区等环境敏感区域。 规划深入开展了对作业区西侧沙源保护区影响论证和港池内外水体交换能力提升措施研究。

3.1 对沙源保护红线区影响分析

将军湾重要自然岸线及沙源保护海域生态红线区位于作业区西侧约3.5 km，管控措施包括要求严格保持自然岸线形态、禁止诱发岸滩蚀退的开发活动等。 规划实施后降低了将军湾局部水流强度，偏东向浪条件下改变了将军湾近岸波生流方向，降低了波浪掩护区的波浪动力，在波、流的共同作用下，将促使沙源保护区形成微淤环境，平均淤积厚度约0.05～0.1 m/a，不会造成岸线蚀退，有利于将军湾沙源保护区岸滩稳定（图10）。

图10 规划方案对沙源保护区冲淤影响预测图

3.2 水体交换能力提升措施

提升港池内外水体交换能力，有利于保持海洋自净能力，维持海洋生态承载力，如美国长滩—洛杉矶港通过采用岛式防波堤多口门布置形式，保证了水体交换能力[6]。 规划方案提出的半包围式港池方案在形成有效掩护水域的同时，也限制了港池内外水体流通， 导致污染物易在边缘位置残留聚集。为保护海洋环境， 规划在北侧防波堤设置过水通道，提升水体交换能力。

过水通道设置在在防波堤北侧根部AB 段，考虑水体流通和通道使用需求，该段防波堤布置为透空式结构，以加快港池内外水体交换时间。 根据港口运营安全需要，透空式结构开口大小还应综合考虑港内波高泊稳条件、 穿堂横流等因素论证确定，为此规划对开口620、520、420、320、220 m 方案进行了90%水体交换时间、港内比波高、港内横流增量的对比研究分析，主要结论如图11、12 所示。

图11 90%交换时间与比波高对比图

图12 90%交换时间与港内横流增量对比图

研究表明， 从90%水体交换时间来看， 开口420 m 方案最优，但该方案与不开口方案相比，港内波高增幅达30%，港内横流增加达0.6 m/s，不满足安全要求。 在此基础上，规划进一步研究缩小开口宽度方案， 结果表明，170 m 开口+280 m 间隔埋设过水管涵方案与不开口方案相比，港内波高增幅仅约6%， 港内穿堂横流增加约0.16 m/s，90%水体交换时间从27 h 减少为16 h， 可以兼顾海洋生态保护及港口运营安全，作为规划推荐方案。 项目实施阶段应综合船舶系泊试验等结论，进一步优化论证过水通道方案。

4 滨海湿地保护

滨海湿地是生物产量最高的生态系统之一，具有极高的资源开发价值和环境调节功能。 据不完全统计，因人类不合理利用及环境变化，自新中国成立后至2006 年， 我国滨海湿地损失219 万hm2，相当于滨海湿地总面积的40%[7]。 规划应贯彻国家滨海湿地保护和严格管控围填海政策，避免因港口建设新增围填海，尽量缩小因作业区开发占用滨海湿地面积，在保护海洋生态环境的同时，也利于项目的启动实施。

规划作业区外侧布置反“L”型防波堤兼水平运输通道， 防波堤呈垂岸突堤式布置，1～6#码头泊位与防波堤连体式布置于其内侧。 根据《海域使用分类》（HY/T123-2009）、《自然资源部办公厅关于开展全国海岸线修测工作的通知》（自然资办函〔2019〕1187 号）、《全国海岸线修测技术规程》等规定，防波堤处岸线界定为构筑物与海岸线连接处，防波堤及码头本身未形成有效岸线，用海方式界定为“非透水构筑物”。7#、8#码头采用高桩平台并通过栈桥与后方陆域相连，用海方式属“透水构筑物”。 规划木片、煤炭等大宗散货通过皮带机廊道疏运至后方厂区，节约土地资源使用，规划优化取消了原4.8 hm2填海造地方案，港口陆域全部利用现有滨海丘陵，面积约57.33 hm2。 规划防波堤、码头及陆域用海方式均不属于围填海，符合国家现行的围填海政策要求。

5 结语

（1）将军澳作业区是厦门港古雷港区的新增作业区，海域开敞，风大浪高流急，需建设防波堤形成良好的人工掩护条件。 规划综合考虑天然水深地形、掩护效果、泊稳条件、通航安全、泥沙淤积等因素，开展了多方案比选研究，推荐西侧8 个泊位“大水域”方案作为实施方案。 （2）规划防实施后，SE～ESE 方向传入港内的波高降幅达38%～93%， 各泊位可作业天数均能达290 d 以上。 港池内流速减小了0.1～0.6 m/s，有利于操船作业，但口门及航道区短时最大横流近1 m/s， 运营期宜避让横流较大时段进出港，以策安全。 规划方案悬沙平均淤强约为0.2 m/a，回淤量约为18.3 万m3/a，规划方案将港池口门和航道避开了破波区， 降低了骤淤风险，10 年一遇骤淤量仅为3.17 万m3。 规划方案可以满足港口运营安全和使用功能要求。 （3）规划方案未占用海陆域生态红线等环境敏感区，并研究了对沙源保护红线区影响，规划实施后将有利于形成微淤促淤环境，能保持沙源保护区的岸滩稳定。 统筹考虑了港内波高泊稳条件、穿堂横流等因素，在防波堤根部设置了过水通道，提升了港池内外水体自然交换能力，能有效降低污染物残留聚集风险，保护区域海洋环境质量。 （4）规划贯彻落实国家加强滨海湿地保护、严格管控围填海政策，通过方案优化，最大程度地减少了滨海湿地占用，防波堤及码头采用连体式非透水构筑物或离岸式透水构筑物，码头泊位与陆域分离布置， 港口陆域主要利用滨海丘陵形成，未形成新增围填海，从而有效保护海洋生态环境，便于项目启动实施。