刘培，刘悦轩，张艳艳

（水利部珠江河口治理与保护重点实验室；珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东 广州 510611）

近些年随着世界经济全球化发展，我国大部分码头的规模已经不能满足需求，都将面临扩建的现实[1]。本文以深圳孖洲岛友联修船基地码头扩建工程为例，根据扩建规模和码头实际情况，拟定了可能的布设方案，并采用平面二维潮流泥沙数学模型，论证各个方案的可行性，给出了推荐方案。本文采用的选址原则和论证手段可为相关码头扩建工程提供借鉴和参考。

1 工程概况

深圳孖洲岛友联修船基地位于珠江口孖洲岛，基地四边临水，除东南边水域水深较浅，用作材料码头及轮渡码头外，其余三边为修船码头或船坞使用，地理位置和现状见图1、图2。

图1 工程地理位置示意图

图2 友联修船基地码头及泊位分布图

为了增加LNG修理专用码头和邮轮修理专用码头，需要对码头进行扩建。

2 码头扩建选址及初步方案拟定

2.1 选址原则

结合友联修船基地的实际情况，以及工程规模的需求，拟定了以下4 个选址原则：

①满足扩建规模要求；②减少对水流阻滞影响，审慎确定码头走向；③尽量减少对现有码头的影响；④优化布置，节省投资。

根据以上四个原则，初步确定扩建码头选址应该考虑以下几点因素：

①扩建码头宜与基地邻近布置；②扩建码头不宜向基地东、西两侧垂直水流布置；③扩建码头不宜布置于基地西北端；④扩建码头布置于基地东南端相对合理。

2.2 初步方案拟定

扩建码头与现状基地南端呈大于90°角度延伸布置，则占用孖洲东、西两侧潮流通道，对伶仃洋泄洪纳潮不利。若呈小于90°角度延伸布置，一则不利于南端5#码头的利用和扩建码头本身内侧靠泊，另外与基地衔接处外侧岸线利用已无可能。因此，扩建码头宜于基地东、西两侧岸线顺延布置较合适。在满足规模的前提下，拟定方案平面布置如图3 所示。

图3 拟定方案平面布置图

方案一：沿基地东南端向东南方向延伸呈一字型布置，长度700m，不超出现有南端-5m 浅滩，码头双侧靠船。方案二：利用西南侧更加优越的水深条件和减少对基地南端材料码头的影响，码头向西南侧平移135m，并设置100m 长的引桥与基地连接，其他布置同方案一。方案三：基地东南端7#码头454m、东北端8#码头349m。

3 方案比选论证

采用潮流泥沙数学模型对方案一、方案二、方案三进行计算，对比分析不同方案实施后工程附近水域潮流运动、泥沙输移和周边滩槽冲淤演变的影响。并结合基地布置及运行现状、周边航道分布等因素，综合对比分析三个初拟方案的水利可行性。

3.1 从水利角度进行比选论证

根据平面二维潮流数学模型[2]统计结果，方案一、方案二和方案三实施对水动力和河势稳定影响趋势一致，但局部水域影响有差别，具体表现如下：

（1）水位影响。工程实施后水位最大壅高均位于孖洲岛北端，方案一、方案二和方案三最大壅高分别为0.005m、0.008m 和0.004m。

（2）流态影响。受扩建码头阻水效应，孖洲岛南端分、汇流点南移的趋势在三个方案实施后都有不同程度的表现，相对方案一，方案二分汇流点向西偏移，方案三略向东北偏移，且靠近大铲水道水流与暗士顿水道交角增加。局部水域而言，方案二实施后，靠近1#码头前沿由于扩建码头引桥阻水，形成沿岸带状回流区。方案三实施后，基地南端由于东西两侧延伸码头超过349m，引起局部动力大幅减弱。

（3）流速影响。方案一实施后，流速变化0.01m/s的范围北达小铲岛，南至赤湾，西距工程约3.5km，东抵深圳西部港区近岸。方案二和方案三引起的流速变幅和趋势均与方案一类似，仅在影响范围上，方案二向西扩大约500m，方案三范围有所减小，但基地南端水域动力极大的减弱，流速最大减幅近1m/s。

（4）冲淤影响。方案一实施后，北侧的大铲水道动力增强，淤积强度减弱；暗士顿水道淤积强度略有增加，增幅为0.01～0.02m/a。方案二和方案三实施后，河床冲淤演变趋势依然与方案一类似，但方案三引起的基地南端淤强进一步增大，有继续东移的趋势。

3.2 其他因素综合比选论证

3.2.1 工程方案是否与水流平顺布置方面

方案一基本顺水流布置，同时受上游基地掩护，码头建设引起的水流动力变化影响相对较小。

方案三基本顺水流布置，但北段码头距离暗士顿水道-10m 等高线距离约50m，工程建设引起大铲水道南侧水流与暗士顿水道汇流角度增大，局部水域水流转角超过60°。同时工程与基地形成U 字型布置，基地南端动力极大的削弱，淤积增强，码头泥沙淤积向东南发展，存在影响暗士顿水道槽道稳定的风险。

方案二由于引桥凸出现有岸线垂直水流布置，工程占用伶仃洋东部通道的过流面积增大，工程建设阻碍矾石水道下泄和上溯潮流运动，工程建设引起局部壅水达0.008m，同时流速变化范围向西扩大约500m，对洪水下泄和河口纳潮影响相对于方案一不利。工程方案布置与该处流势见图4 所示。

图4 方案布置与原型水流流路的关系

3.2.2 港池维护方面

方案一建设后，沿线向东南疏通，对其没有大的不利影响。由计算结果可见，由于南端浅滩开挖，涨潮流带入1#码头前沿停泊水域泥沙减少，方案实施后，该处相对于现状淤积情况有所改善。方案二一定程度上可能加剧1#泊位港池淤积，缩短了码头清淤周期，增加了运营成本，对其港池维护可能不利。方案三布置后与基地南端合围形成U 型水域，水域内动力极大的减弱，工程建设使得该处的淤积趋势更加明显。

3.2.3 码头运营及投资方面

方案一为1#码头的延伸，起重设备可以通用，方便生产安排，在码头建成初期可以暂时不配置起重设备。方案二码头需多建设一座引桥，码头的起重设备也须独立配置。方案三码头长度相对于方案一和方案二多出103m，总投资大大增加。从码头运营及投资方面来说，方案一更优。

3.2.4 船舶停靠安全方面

1#泊位与方案二中新建引桥呈直角布置，一定程度上妨碍了上游1#码头船舶进出，给船舶停靠操作增加困难，存在从上游撞击引桥的安全隐患。另外方案三北段码头距离大铲水道所在航道较近，其前沿难以满足自身船舶停靠所需的停泊水域尺度，同时可能对通航安全产生影响。

综上所述，根据两个方案平面布置情况来看，从工程阻水对泄洪纳潮影响、港池维护、码头自身运营、船舶停靠安全等方面，方案一相对于方案二、方案三明显有利，方案一为推荐方案。

4 结论

友联基地位于矾石水道和暗士顿水道交汇地带，矾石水道和暗士顿水道的畅通，是维持妈湾～赤湾～大铲湾一线的西部港区运营的重要水动力条件。孖洲岛附近水域的开发布局应维持或加强这股涨、落潮动力，不宜使其萎缩或封堵。

扩建码头布置于基地东南端相对合理，结合地形条件和水流特性以及需求规模分析，以1#码头向东南顺水流延伸700m 布置方案为扩建码头推荐方案。

推荐方案沿已有基地岸线顺水流向东南延伸布置，在孖洲岛岛影区范围内，且码头为高桩疏水结构，对水流的阻滞作用较小。同时港池和航道开挖将暗士顿水道和矾石水道南端浅滩疏通，一定程度上削减了工程阻水效应。

从资料分析及数模预测成果来看，工程建设对水道深槽稳定的维持无大的不利影响，对伶仃洋整体水沙输移动力格局影响有限，工程建设水利基本可行。