南通港如皋港区件杂货码头4号泊位工程

南通港如皋港区件杂货码头4号泊位工程设计任务书河海大学港航学院水港系二〇一二年三月-1-1设计资料1.1设计需求南通港现有港区集中在长江沿岸，已开发如皋、天生、南通、任港、狼山、江海、富民、启海等八个港区。截至2008年底，南通港拥有千吨级以上生产泊位74座，年综合通过能力约7698万吨，其中通用件杂货泊位能力570万吨，多用途泊位能力360万吨。从近几年南通港吞吐量与能力比看，南通港吞吐量始终是其能力的1.5倍以上，并一直处于较高超负荷的状态下运行。1990年南通港全港吞吐量为1042.7万吨，到2008年底已发展到1.32亿吨，1990~2008年年均增长速度为15.1%。如皋港区是南通港最上游的一个港区，也是南通港现有的八大港区之一，截至2008年底，如皋港区已建设生产性泊位12个，其中5万吨级泊位7个，3万吨级泊位2个，5千吨级泊位2个，3千吨级泊位1个。如皋港区自1997年开港以来，吞吐量呈快速上升趋势。据南通港务局统计，1997年完成9.41万吨，2000年完成72.07万吨，2003年完成136万吨，2005年完成157.3万吨，2008年完成287.4万吨。从1997~2008年，吞吐量年均增长速度为36%。2008年在如皋港区建成5万吨级通用泊位3个（其中下游1号、2号泊位水工结构均兼顾10万吨级）及相关配套设施，码头设计年通过能力560万吨。投入运行一年即达产，并超过设计能力，公司尚有大量的承运订单及协议在手，码头能力已不能满足运量需求，时有压船现象发生。为此，江苏如皋港务集团有限公司拟在原1~3号泊位上游申报进行4号泊位码头工程（4万吨级件杂货）的建设，与下游已建1~3号泊位工程呈连片式布置。1.2自然条件1.2.1地理位置拟建码头工程位于长江澄通河段如皋中汊下段长青沙西南岸，距上游焦港约22km，距下游皋张汽渡约800m，与下游的如皋港区通用码头工程已建1号、2号、3号泊位构成连片式布置。工程点陆路距如皋市区约45km左右，距南通市区约35km，溯长江至南京约239km，顺长江而下距吴淞口约127km。地理概位坐标东经120°34′54″，北纬32°01′52″。-2-1.2.2气象根据南通气象站的气象观测资料统计结果，本地区气象特征值如下：(1)气温累年极端最高气温38.5℃（1995年9月7日），累年极端最低气温-10.8℃（1997年1月31日），累年最高月平均气温28.2℃，累年最低月平均气温2.5℃，多年平均气温15.1℃。超过30℃高温天数年均58.0d，超过35℃高温天数年均3.2d。(2)降水多年年平均降水量1083.7mm，多年年最大降水量1465.2mm，多年年最小降水量641.3mm。本地区降水多集中在5～9月，降水量占全年的64.6%，全年平均降水日数为121.7d。≥5.0mm降水天数51.4d，≥10.0mm降水天数31.9d，≥25.0mm降水天数10.7d，≥50.0mm降水天数2.8d，≥100.0mm降水天数0.4d。(3)风况本工程所在区域，夏季盛行东～东南风，冬季以西北风和东南风为主。多年平均风速为3.1m/s，常风向为E向，其频率为9%，次常风向为NE、ENE及ESE、SE向，频率均为8%。历年最大风速为26.3m/s，对应风向为NE向（1960.07.07），测得瞬时最大风速为30.4m/s，风向SW（1975.07.14）。另外，根据实测风速资料统计结果，本地区大风日数如下：≥5级大风日数为55.6d，≥7级大风日数为12.8d。多年各向频率及特征风速详见表1-1：表1-1各向最大风速及频率特征值表NNNENEENEEESESESSES最大风速(m/s)121214141416.715.012.210.5平均风速(m/s)3.13.43.03.02.73.13.63.83.4频率(%)778898866SSWSWWS最大风速(m/s)10.5911.713131414平均风速(m/s)2.92.83.13.74.23.63.5频率(%)32343666南通气象站风玫瑰图（1952～1980年实测资料统计）见图1：-3-N最大风速(m/s):平均风速(m/s):风频率(%):图4-1南通气象站风玫瑰图（1952-1980）0.015.00.015.00.015.0图1南通气象站风玫瑰图(4)台风根据南通气象站台风资料统计，1949-1997年本地区共受台风影响110次，平均每年2.24次，多集中于每年7-9月份，台风风力-般6-8级，最大风力12级，1987年7号台风路过南通市附近，实测瞬时最大风速为20.0m/s。(5)雾况累年最多雾日数60d，累年最少雾日数5d，多年平均有雾日数30.9d。各月平均雾日数见表1-2。表1-2南通各月平均雾天数月份123456789101112平均雾日（天）2.12.32.73.12.82.53.02.22.12.32.43.3(6)雷暴累年最多雷暴日62d，累年最少雷暴日12d，多年平均雷暴日34d。(7)降雪多年平均降雪日6.6d，累年最多降雪日34d。1.2.3水文(1)高程基准面本工程高程系统采用1985年国家高程基准面。当地各基面间的关系见下图：-4-(2)潮位特征值工程河段位于长江口近口段，受长江口外海潮汐影响，本河段水流运动呈往复流特征，潮位每日两涨两落。长江口为中等强度的潮汐河口，潮汐为非正规半日潮，日潮不等现象明显。涨潮历时短，落潮历时长，工程区域落潮历时约是涨潮历时两倍。每年春分至秋分为夜大潮，秋分至次年春分为日大潮，每月出现两次大潮汛和两次小潮汛。潮位高低主要由天文大潮决定，特别是天文大潮与台风遭遇时会形成风暴潮，从而形成高潮位。历史最高潮位是1997年8月19日形成，当日11号强台风恰遇天文大潮，工程附近天生港潮位站最高潮位达5.14m。表1-3为工程河段江阴、天生港和徐六泾三个潮位站潮汐特征值表。表1-3工程河段潮位站潮汐特征值表潮位站江阴天生港徐六泾最高潮位（m）5.285.144.83最低潮位（m）-1.11-1.52-1.56平均潮位（m）1.250.950.77最大潮差（m）3.394.014.20最小潮差（m）0.00.00.02平均潮差（m）1.641.962.01平均涨潮历时(时:分)3:304:094:17平均落潮历时(时:分)8:558:168:08(3)设计水位根据上游江阴肖山水文站，下游南通天生港水文站相应设计水位值按水面比降线性插值算出。经推算，拟建工程处的设计水位如下：设计高水位2.92m（高潮位累计频率10%）设计低水位-0.43m（低潮位累计频率90%）极端高水位5.02m（重现期为50年的年极值高水位）-5-极端低水位-1.34m（重现期为50年的年极值低水位）防洪水位根据“长江流域防洪规划”中确定，本地防洪设计水位：无台风4.80m，有台风时5.50m（工程地点临近天生港）。(4)潮流长江澄通河段处于长江下游潮流界内。根据有关资料反映，长江潮流界随径流强弱和潮差大小等因素变化而动，一般洪季潮流界在江阴附近，枯季潮流界可上溯到镇江附近。工程点所在的河段以落潮流为主，落潮历时远大于涨潮流历时，涨落潮流路基本一致。长江委水文局长江口水文水资源勘测局于2005年8月24日～8月25日在拟建工程点附近水域布设了2条ADCP走航断面和3条固定测验垂线，对流速、流向、流量等水文要素进行了观测。从实测流速资料来看，测区主要以落潮流为主，落潮流速大于涨潮流速。参照邻近工程河段断面流速分布成果资料，综合考虑本工程设计流速取值如下：涨潮垂线平均最大流速1.3m/s，落潮垂线平均最大流速2.0m/s。(5)风暴潮风暴潮是在天文大潮遭遇强热带气旋或台风影响时发生，台风浪是热带气旋或台风直接作用的结果，风暴潮和台风浪对长江堤防危害很大。1974年8月20日13号台风过境正值农历七月初三特大天文大潮，天生港最高潮位达4.46m，超过当时历史最高潮位。高潮位加风浪力作用，使南通市江堤普遍受损，决口33处，苏州市江堤也有多处决口。1997年8月19日，本地区同时遭遇11号强台风和天文大潮袭击，天生港高潮位达5.16m，为历史最高潮位。本次风暴潮对南通市江堤造成了严重破坏，部分江堤处于决口的边缘。长江口是受强热气旋和台风影响频繁的区域，1949～2004年的56年间共受台风影响124次，平均每年2.21次，风力一般在6～8级之间，最大风力达12级。年最高潮位通常出现在台风、天文大潮和上游大洪水三者或二者遭遇之时，台风和天文大潮是本河段形成最高潮位的主要因素，径流作用相对较小。(6)波浪拟建工程附近无测波资料，根据如皋中汉水道的水深条件分析，港址附近主要承受上、下游顺江而来的风成浪，河口外的涌浪不能到达港区。按照《海港水文规范》（JTJ213-98）规定，由设计风速间接计算拟建码头前沿设计波要素如表-6-1-4、表1-5。表1-4码头前沿50年一遇设计波要素（极端高水位）项目浪向H1%（m）H4%（m）H13%（m）Hm（m）T（s）L（m）SE2.281.931.550.983.923.5S1.561.311.050.663.216.0SSW1.261.060.850.533.014.0表1-5码头前沿2年一遇设计波要素（设计高水位）项目浪向H1%（m）H4%（m）H13%（m）Hm（m）T（s）L（m）SE0.820.690.550.342.610.5S0.780.650.520.322.49.0SSW0.580.490.390.242.27.51.2.4河道概况澄通河段上起江阴黄山鹅鼻咀（江阴长江大桥附近），下迄常熟徐六泾，河道全长约89km。河段上、下端均为节点控制，整个河段由福姜沙汊道、如皋沙群汊道和通州沙汊道等组成。福姜沙汊道位于本河段上段，分南、北两汊，其北汊顺直、宽浅，为主汊，南汊弯曲、窄深，为支汊，是典型的鹅头型汊道。在汊道进口段，主流由南岸逐渐向北岸过渡，北汊因下游双锏沙头部楔入，将河槽分为福北和福中两股水道。由于受上游稳定的江阴水道河势和鹅鼻咀节点控制，长江主流始终走福姜沙北汊，且分流比基本保持在80%左右。在护岸工程控制下，近40年来，福姜沙汊道河势保持了基本稳定。长江水流过福姜沙汊道后进入如皋沙群汊道，该汊道包括南岸浏海沙水道、北岸双锏沙北水道、如皋中汊和天生港水道。沙体分布有双锏沙、民主沙、长青沙、横港沙等。福北水道水流沿北岸走双锏沙北水道进入如皋中汊，中汊分流比在30%左右，福中水道水流与福姜沙南汊水流汇合走南岸浏海沙水道形成主流。在南岸九龙港附近，中汊水流汇入南岸主流并贴岸下行，在十二圩附近主流开始向北岸过渡走下游通州沙东水道。天生港水道是沿北岸的一条潮汐水道，落潮分流比不足1%，其上口接如皋中汊，下口在通吕河口附近入长江主流。如皋沙群汊道下接通州沙汊道，通州沙汊道分东、西两股水道，东水道与上-7-游主流衔接平顺，分泄长江流量达90%以上，而西水道由于进流不顺，分泄流量不足10%，是以涨潮流占优势的潮汐水道。东水道过龙爪岩节点后，深槽偏离北岸，深槽与北岸之间沙体为新开沙，沿北岸的狭长水道是新开沙夹槽。与通州沙尾相连的沙体为狼山沙，它是从上游不断下移、西偏而至。在徐六泾节点附近，新开沙夹槽、狼山沙东水道、狼山沙西水道和福山水道等多股水流汇合进入徐六泾节点段。1.2.5地形、地貌本工程位于南通如皋市长青沙岛南侧，临港工业区，东邻皋张汽渡，陆域为长江滩地地貌，水域为长江水道。水域最前沿泥面高程最低达-13.0m，陆域滩地泥面高程约为2.0~2.70m。1.2.6河势如皋沙群汊道上接福姜沙汊道，下连通州沙汊道，长度达20余km，由于该河段河道宽阔，沙洲、汊道众多，历史演变较为激烈并对下游河势产生直接影响。随着海北港沙和又来沙两次较大规模并岸及人为整治工程干预，如皋沙群汊道由多分汊河型演变为如今的双分汊河型。如皋中汊，是上世纪七十年代初期由又来沙滩面串沟演变而成。中汊形成初期，双锏沙北水道水流主要经双锏沙与又来沙之间的双锏沙水道汇入南汊浏海沙