沿海港口航道疏浚施工期大风回淤风险分析

郑绍聪

中交广州航道局有限公司  510290

摘要：本文针对某港的实际案例进行分析，用于分析的数据包括该港口水文的历史信息，以及港口在历史疏浚过程中存在的普遍性问题、该港口航道疏浚完成后发生回淤的概率以及造成回淤的主要原因等。根据上述的信息能够分析明确该港口回淤的基本信息，并且能够确定该港口回淤产生后能够出现哪些风险，通过研究能够明确港口的回淤与自然的回淤在规律方面基本相同，而由于港口航道施工期间受到大风的影响较大，因此能够确定大风已经成为引发回淤最为普遍的因素。

关键词：港口 航道疏浚 回淤风险

引言

针对港口的疏浚工程以及港口航道在正常运营期间受到回淤影响的情况，很多学者经过研究已经取得了相对完整的结果。但对于疏浚工程本身与回淤之间的关系，两者之间能够形成怎样的彼此影响等，目前研究仍处于初级阶段。在疏浚期间，回淤的原因受到多种因素的影响，因此控制的难度相对而言较高。在回淤的影响下，航道疏浚的工程总量明显高于预计的施工量。对疏浚工程与回淤之间的关系进行系统性的研究，能够使得疏浚工作规划更为科学并且合理。

1 研究对象

本文作为案例的港口位于渤海的海滨，该港口与附近的城市圈距离较近，因此需要承担相对较大的运输责任。该港口内部的航道总长度为19海里，港口的航道能够承载最高10万吨级的货轮。该港口，航道区域的总体宽度为204m，航道的深度则为14.5m。根据设计的要求，该航道的边坡为1:5。港口航道的总体面积为8976000㎡。该港口在长期使用过程中必须进行定期的清淤处理，通过清淤处理才能够保证航道的正常使用。港口清淤的范围为该港口的航道区域，目的在于保证该港口的正常使用。根据该港口既往淤积情况的统计数据，能够发现该航道当中11㎞到22㎞区域淤积较为严重，回淤总量则为960万方。

2 回淤特征

2.1 时间变化规律

本文所述港口全年的淤积并不完全相同，存在较为严重不均匀的情况，根据港口淤积统计的相关数据能够确定该港口在下半年淤积的情况一般更为严重。结合多年来该港口风浪相关数据的监测以及统计数据，对港口海浪情况以及风速之间的关系进行分析，能够确定港口的航道整体而言处于浅水的推进波范围内，根据航道的位置，考虑海底的水质处于水平流动的状态，因此能够对航道海底海水的流速进行较为准确的分析。该航道年度的变化相对较小，因此每年的回淤表现基本相同，并且同一吨级的航道在每年同一时间段内回淤情况均不存在较大的差别。

2.2 空间变化规律

回淤的表现受到空间影响同样较为明显。空间的变化规律主要表现在如下两个方面：（1）沿程的回淤情况分布较为规律；（2）回淤的变化情况与浚深的变化存在一定的规律性。沿程回淤分布的规律性主要表现在，在断面回淤研究过程中，回淤的强度与航道的里程存在非线性的关联，即随着航道里程的增加回淤的情况加剧而加剧达到一定程度后，回淤的情况将随着里程增加而降低。由于存在该空间变化的规律，港口航道回淤最为显著的区域才为其中11㎞至22㎞范围。而由于回淤的情况与浚深存在一定的关联，因此随着航道加深，回淤情况能够加剧。

2.3 大风影响

案例港口航道受到泥沙的影响相对而言较大，因此回淤的情况同样与泥沙的影响直接相关。泥沙的影响，与大风存在一定的关联。该港口对大风的影响进行了长期的统计，能够明确大风是导致骤淤的主要因素之一。且根据大风的等级以及骤淤的表现情况，能够推断大风与骤淤之间关系的分布模型。针对该港口实际情况进行分析时，需要将上述的模型计算获得的大风引发骤淤总量与实际大风气候条件下骤淤的总量进行了对比，对比的结果显示两者之间的差距在35%以内。在风级不断加大的情况下，港口航道淤积的情况不断加剧，施工段的淤积情况相对而言更为严重。

3 大风回淤研究

大风作为一种影响因子，影响的形式分为两种，分别为即时影响以及滞后影响。即时影响一般发生在大风后5天内，案例港口由于大风一般由东侧登录，因此能够导致港口上流的泥沙量增加，大风造成的泥沙在5天内能够逐渐进入港区，并造成航道的淤积；滞后影响则发生在大风后5天到15天左右，当大风由西侧登录时，大量淤积的泥沙一般会在下一次潮汐阶段对港口造成影响。无论哪种影响对航道的使用均能够造成较为严重的影响，受到大风的影响，港口淤泥的含水量将显著增加，因此淤积的影响更大。大风因素对案例港口的影响较大，且由于大风属于自然因素因此无法人为进行控制。对港口历年相关数据的统计结果显示，港口的回淤与大风因素之间存在较大的关联性。大于对港口的港池区域同样能够造成影响，导致港池的回淤深度增加0.8567m左右。在大风影响因素无法控制的情况下，对案例港口而言重点在于对大风影响进行预防以及事后的处理，而并非避免大风的影响。

从数学角度而言，大风影响系数的计算公式如下。

公式1：

上述公式当中：P——风险因子的出席概率；T——工程总体耗时；T

1——大风影响持续时间；h——由大风影响而导致回淤的增加厚度；h1——工程设计达到的厚度。本次研究的h值为0.39m，h1值为205m，T值为365天。

根据四十年间该港口相关数据，能够确定该港口的P1为0.0024，则港口疏浚施工期间发生大风的概率P2值应当为0.6238，将上述两个数据带入到公式1当中，能够确定本次疏浚施工整体的风险度应当为4.82，而大风的风险指数则应当为2.37。2.37的风险指数代表在港口疏浚施工过程中大风的风险相对而言较高，施工时大风可能造成较为严重的影响。由于大风造成的影响无法得到控制，因此在疏浚施工前需要对大风的影响做出有效的预期，并且应当通过预先的处理，避免大风对港口的疏浚施工造成影响。

4 大风回淤风险控制

根据本次研究能够确定，在对港口航道回淤情况的研究当中，大风属于风险性因素，对航道淤塞的影响较为严重，属于高危类型的影响因素。对于港口而言，必须对大风的影响情况进行较为系统的控制，才能够避免大风造成较大的负面影响，并降低回淤的强度。通过上述的分析，能够明确通过下述措施能够降低大风造成的回淤：（1）港口疏浚过程中施工方必须对大风的影响进行科学预计，并针对大风可能的影响采用针对性的措施，使得大风对疏浚工作的影响能够得到较为有效的控制，不会产生过大损伤；（2）港口疏浚作业过程中必须通过天气预报等关注本地区的天气变化情况，掌握天气变化的相关信息，大风来临前需要对抛沙区的泥沙等进行及时的清理，大风来临前以及来临后需要对港口港池的深度进行对比检测，并且进行记录；（3）对港口的统计显示，该港口每年7月到11月出现大风天气的概率相对而言较高，因此港口在航道疏浚作业时需要避免在上述阶段进行作业，强行施工则可能导致施工成果沉没；（4）对港口而言，每次大风来临后均需要对相关的数据进行记录，而既往记录的相关数据，在未来研究过程中能够达到一定的促进作用；（5）由于案例港口航道泥沙的主要类型是淤泥，因此为避免淤泥影响必须对泥沙进行及时的处理，通过清淤维持航道的安全。

结语

本文以具体的港口案例作为研究对象，针对被研究港口回淤的情况，以及港口航道疏浚工作以及回淤之间的关系，本文明确了港口航道回淤的基本特征，以及航道疏浚工程进行过程中大风天气以及回淤之间的关联。对于航道疏浚工程而言，大风是一种不确定且影响性相对较大的影响因素，能够导致回淤的影响提升。但疏浚工程不仅与大风天气相关，与其他影响因素同样存在关联。因此对港口而言，必须及时收集各种相关的数据，包括回淤相关的数据等。

参考文献：

[1]刘文盘,汪凯.耙吸挖泥船进行黄骅港泊位维护清淤施工工艺研究[J].中国水运（下半月）.2013,(1).14-15,72.

[2]陈艳萍.天津港港内水深维护环保疏浚新工艺研究与应用[D].2009

[3]王睿,倪嘉伟.耙吸式挖泥船在常回淤航道疏浚施工中的效能提升措施[J].中国水运（下半月）.2020,(7)：112-113.

[4]何新伟,杜志轩.大型耙吸船在黏性土质条件下的施工[J].水运工程.2020,(6)：98-100.

[5]何瑞峰,徐本举,姚磊,等.盐城滨海港区维护疏浚工程施工技术优化[J].水运工程.2019,(7):38-39.