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当期目录

    2013年, 第2013卷, 第4期 刊出日期:2013-07-25 上一期    下一期
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    上海国际航运中心 长江口横沙浅滩挖入式港池规划方案研究 专刊
    前 言
    丁平兴
    2013 (4):  0-Ⅴ. 
    摘要 ( 1222 )   PDF(433KB) ( 1710 )  
          国务院([2009]19号文)要求上海加快国际金融中心和国际航运中心的建设,其中国际航运中心建设的总体目标是:到2020年,基本建成航运资源高度集聚、航运服务功能健全、航运市场环境优良、现代物流服务高效,具有全球航运资源配置能力的国际航运中心;基本形成以上海为中心,以江浙为两翼,以长江流域为腹地,与国内其他港口合理分工、紧密协作的国际航运枢纽港;基本形成规模化、集约化、快捷高效、结构优化的现代化港口集疏运体系,以及国际航空枢纽港,实现多种运输方式一体化发展;基本形成服务优质、功能完备的现代航运服务体系,营造便捷、高效、安全、法治的口岸环境和现代国际航运服务环境,增强国际航运资源整合能力,提高综合竞争力和服务能力。
    近10余年来,随着长江口深水航道整治、北槽12.5 m航道贯通和洋山深水港的建成投产,上海港港口货物吞吐量和集装箱吞吐量双双跃居世界第一。但是,随着社会经济的快速发展,到2020年上海建成国际航运中心的目标正面临新的严峻挑战。目前,上海港吞吐能力已经饱和,长江口现有深水岸线已经用尽,而国际其他大港,如新加坡港、釜山港等发展迅猛,上海港要维持世界第一大港、提升国际枢纽港地位面临巨大压力;上海港缺乏能接纳1.8万箱超大型集装箱船和30万t以上超大型矿石船与超大型油轮的深水泊位,在未来竞争中难以适应船舶大型化的趋势;长江三角洲和长江流域经济高速发展,其产业布局和资源分布决定了长江流域的运输强度将继续逐年增加,上海港显然不能满足长江三角洲和长江流域货运量的持续增长。
    为此,上海迫切需要规划开辟新港区,建设一批20万~30万t直至50万t级的超大型深水泊位,着力完善江海联运的条件,提升上海国际航运中心的功能,提高对长江流域货运市场的整合、辐射能力和国际竞争力,更好地服务长三角地区,服务长江流域,服务全中国,进一步发挥长江三角洲及长江流域社会经济发展中的龙头作用。
          2011年初,上海同盛集团原副总裁、洋山港口指挥部原指挥归墨,洋山港口指挥部顾问总工邵荣顺来我们单位调研,建议我们开展长江口新港址研究。华东师范大学河口海岸科学研究院和河口海岸学国家重点实验室对此非常重视,组织了专题研究组,全力支持该项国家与上海迫切需求的研究。国家重点实验室设立自主课题给予经费支持,同时进一步加强了与中交第三航务工程勘察设计院有限公司的合作,充分发挥专业设计院在港口规划和设计等方面的优势,以及华东师范大学在长江口及其邻近区域自然条件分析、数值模型技术和大型工程环境影响的分析评估等方面的优势,于2012年5月完成了《上海国际航运中心——横沙浅滩挖入式港池、人工岛规划方案研究报告》初稿;8月完成研究报告的征求意见稿,并送国内交通、港口、海岸工程等方面的著名院士、专家征求意见;9月,邀请交通部长江口航道管理局、国家海洋局东海分局、上海市水务局、中交第三航务工程勘察设计院有限公司等单位的专家,对横沙浅滩挖入式港池方案的自然条件和建设可能性、挖入式港池方案的比选、挖入式港池方案对北槽深水航道影响等,征求意见。同行专家们对该项研究,特别是横沙浅滩挖入式港池方案对北槽深水航道影响等结论给予了充分肯定,并提出不少有价值的意见和建议。
          根据院士、专家们的意见和建议,我们对研究报告作了补充与完善,包括:进一步阐述选择横沙浅滩作为新港址的理由;采用不同的港池与航道回淤公式,计算挖入式港池与入海航道的回淤,并补充了大风天气下港池与入海航道的回淤估算;增加了挖入式港池挖填土方估算以及挖入式港池与外航道建设对生态与环境的可能影响初步分析,等等;同时为突出重点,在研究报告中取消了长江口外人工岛规划方案的内容。研究组成员还专程考察唐山京唐港,学习他们挖入式港池建设的经验与教训,受益匪浅。在此基础上,我们完成了《上海国际航运中心横沙浅滩挖入式港池规划方案研究报告》,并邀请本行业著名院士、专家于2012年11月10日在上海对"研究报告"进行会议评审。与会专家一致认为:根据上海港定位和国际航运中心的发展要求,加快研究建设新的能满足国际集装箱枢纽港和大型深水江海联运的国际物流中心要求的大型港区,是十分必要和迫切的;根据国内外类似港口的建设经验,在横沙浅滩建设挖入式深水港区没有重大的技术制约,建设是可能的,可作为上海新港址的首选方案;本阶段的规划研究成果是科学的、合理的,可以供国家有关部门在规划新港区时作为决策依据。
    为交流我们的研究进展,我们把"研究报告"中的核心内容在《华东师范大学学报》(自然科学版)上以专刊形式发表,期望得到研究同行的共鸣与指正,更期望引起有关部门的重视,为上海早日建成国际航运中心作出贡献。
          此项工作得到同盛集团原副总裁、洋山港指挥部原指挥归墨教授级高工的指导和中交第三航务工程勘察设计院领导的支持,华东师范大学河口海岸学国家重点实验室设专项给予经费资助;专题研究组中一批已退休的老教授、老总等近二年来做出了无私的奉献,年轻博士付出了艰辛的努力,在此一并致以感谢!
    相关文章 | 计量指标
    长江口横沙浅滩挖入式港区的规划思路和关键技术
    丁平兴, 李树国
    2013 (4):  1-9. 
    摘要 ( 1909 )   PDF(3229KB) ( 2379 )  
    为落实中央政府关于“到2020年上海建成国际航运中心”的要求,适应世界航运业的船舶大型化、泊位深水化的发展趋势,上海迫切需要规划开辟新的深水港区.通过反复研究、论证和比较,本文提出:横沙浅滩是目前上海开辟新港区的最佳场所;建设挖入式港区,不但可以规避长江河口拦门沙与最大浑浊带影响,还可形成包括水深20 m以上的大量深水码头岸线,满足上海港今后20~30年的持续发展需求;优化规划方案可以避免对长江口深水航道工程产生不利影响;北槽深水航道的疏浚土可用于横沙浅滩的前期促淤成陆,挖入式港池水域的开挖土可就近提供大规模陆域形成所需的优质土源,从而大大节省陆域回填成本.
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    上海新港建设必要性的初步论证
    邵荣顺, 施雄彪, 俞 灵
    2013 (4):  10-16. 
    摘要 ( 1822 )   PDF(1689KB) ( 1976 )  
    上海港发展目前面临一系列严峻的问题:包括码头吞吐能力已趋饱和,深水岸线基本用尽,没有20 m以上水深的航道和码头,江海联运功能亟待提高,受泥沙回淤困扰和受土地资源制约等.为了落实国务院关于上海国际航运中心建设2020年的总体目标,满足上海市和长江流域经济发展的需要,适应国际航运船舶大型化的趋势,优化目前江海联运运输方式,进一步发挥上海的龙头作用,规划新港区,已是迫在眉睫.
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    长江口横沙浅滩挖入式港池方案的研究
    邵荣顺, 程泽坤, 丁平兴, 葛建忠, 虞志英, 俞 灵
    2013 (4):  17-24. 
    摘要 ( 1867 )   PDF(2563KB) ( 2137 )  
    横沙浅滩位于长江入海口,毗邻外海深水区,是江海联运理想的交通运输枢纽.挖入式港池方案可以充分利用横沙浅滩广阔的滩涂,形成大型深水港区所需的水域、陆域、深水岸线和泊位.避开外海恶劣天气的影响,泊稳条件好,航行和靠离泊安全;回淤少,对周围海域的影响小,有利于长江口深水航道的维护,有利于长江口的安全和稳定.因此,挖入式港池方案是较为科学合理,可予以推荐的方案.
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    长江口横沙浅滩及邻近海域水动力特征分析
    李身铎, 朱巧云, 虞志英
    2013 (4):  25-41. 
    摘要 ( 1669 )   PDF(6361KB) ( 2638 )  
    主控本海域泥沙运动和海床冲淤演变的水动力是水体中具有强周期性的潮汐运动和弱周期性的长江径流之耦合.潮汐运动主要由源潮波即半日潮波和日潮波叠加而成,因浅海非线性效应而衍生的浅水潮波也有相当贡献,从而形成具有以半日潮周期为主,且伴有日不等现象的水体流动.基本沿陆岸呈南北向传播的潮波,经长江口门在本海域顺势折向,入横沙浅滩南北的北槽和北港水槽,基本转成东西向的流动.本海域滩槽相间,且处在口门和滨坡交接段,复杂地势制约着潮流运动形式:顺河槽和沿横沙浅滩东侧分别为东西和南北主流向的往复流;而其间的海域基本呈南向流强于北向流的旋转流.正由于这种形式的旋转流存在,造成口外滨坡海床的冲刷以及挖入式港池的深水航道段会有较强的横流出现.长江径流顺河槽下泄东流,出口门后浮置于海外盐水之上,随不同季节,或东南或东北向汇入大海,由此往往造成上下水层流向不一致的垂向结构.
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    长江口横沙浅滩及邻近海域含沙量与沉积物特征分析
    徐海根, 虞志英, 钮建定, 李身铎, 郑建朝
    2013 (4):  42-54. 
    摘要 ( 1825 )   PDF(9676KB) ( 1907 )  
    长江口在河流动力和海洋动力相互作用和相互制约下,在河口口门形成了庞大的河口拦门沙系,在河口口外形成了巨大的水下三角洲.横沙浅滩是河口拦门沙系的重要组成部分.横沙浅滩含沙量不仅受到流域来水来沙条件的影响,更主要的是受到台风暴潮和寒潮大风的影响,除了大潮含沙量大于小潮含沙量的特征外,冬季含沙量大大大于夏季含沙量.横沙浅滩5 m水深含沙量的总体水平约为0.459 kg/m3.横沙浅滩邻近海域含沙量在向海方向上迅速降低.除潮汐大小含沙量呈现大小变化之外,冬季含沙量大于夏季含沙量是其主要特征.长江流域来沙近年来呈现减少趋势,邻近海域含沙量有所减少,局部海床出现冲刷现象.横沙浅滩沉积以细粉砂为主,水下三角洲沉积物以粘土质粉砂为主,横沙浅滩及邻近海域沉积物的平面分布和垂向分布均反映了横沙浅滩沉积物和水下三角洲沉积物的组合结构.拟建横沙浅滩挖入式港池和外航道沉积地层均为第四纪疏松沉积层,特别是水下三角洲地层,可挖性好,容易成槽,对工程建设有利.
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    长江口横沙浅滩挖入式港池与入海航道区域海床稳定性分析
    虞志英, 张志林, 金 鏐, 徐海根, 李身铎
    2013 (4):  55-71. 
    摘要 ( 1858 )   PDF(15504KB) ( 1866 )  
    提议中的横沙浅滩挖入式港池和入海航道区域位于长江口北港和北槽之间的横沙浅滩以及长江口外的水下三角洲海域.长江河口长期以来承受数亿万吨计流域来沙在河口区的堆积,发育了巨大的陆上和水下三角洲,横沙浅滩则是与崇明东滩、九段沙同为长江河口拦门沙地区的三大浅滩之一,长期以来位置和海床均十分稳定,是建设挖入式港池的理想区域.长江水下三角洲形成历史悠久,地形平坦,以三角洲沉积为主.随着近年来长江来沙量的逐渐减少,使长年来地形变幅甚小,对深水航道建设提供了有利的稳定环境.本文主要从海床稳定性的角度,对海床演变环境及演变趋势作出分析研究,为在长江口建设深水港提供参考.
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    长江口横沙浅滩及邻近海域灾害性天气分析
    丁平兴, 葛建忠
    2013 (4):  72-78. 
    摘要 ( 1895 )   PDF(3886KB) ( 1988 )  
    热带气旋、寒潮与大雾是影响长江口及其邻近海域港口、航道及航运安全的主要灾害性天气.本文通过收集和分析文献资料,给出影响长江口及其邻近海域的热带气旋、寒潮和大雾的特征.影响长江口及其邻近海域的热带气旋平均每年有2.3次,8—9月是高发季节;寒潮平均每年有3.15次,主要发生在秋末、冬季和初春;大雾日年平均达50~60 d,主要集中在3—7月.并通过SWAN模型,分别计算热带气旋和寒潮天气作用下在横沙浅滩及其邻近海域的波高分布.
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    长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅰ: 数值模型和验证
    葛建忠, 郭文云, 丁平兴
    2013 (4):  79-90. 
    摘要 ( 1971 )   PDF(12120KB) ( 1937 )  
    基于无结构三角形网格FVCOM模式,建立长江口高分辨率三维水动力数值模型,采用大量水文观测资料进行验证,使之能合理反映长江口,特别是横沙浅滩区域的水动力结构及其变化,为横沙浅滩挖入式港池方案的影响分析提供合理可靠的数值工具.
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    长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅱ:  对周边流场影响
    葛建忠, 郭文云, 丁平兴, 虞志英, 金 鏐, 邵荣顺,李身铎, 徐海根
    2013 (4):  91-105. 
    摘要 ( 1649 )   PDF(14383KB) ( 1994 )  
    横沙浅滩挖入式港池规划方案工程空间尺度巨大,必然对邻近的北港,特别是北槽深水航道产生一定程度的影响.本文基于经过检验的无结构三角高分辨率长江口FVCOM模型,对规划方案的不同平面布置进行模拟分析对比.结果表明,从流场整体态势、典型站位的大小潮动力特征可以看出,横沙浅滩挖入式港池南线、北线方案对北港和北槽的水动力特征并没有造成非常显著的变化,总体上呈现较为微弱的影响,而南线方案对北槽外航道影响较北线方案更为明显.两方案都造成北港往复流特征更趋明显.且南线方案横流更为显著.综合分析,北线方案叫南线方案对周边流场影响较小.
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    长江口横沙浅滩挖入式港池方案泥沙回淤估算
    葛建忠, 金 鏐, 丁平兴, 邵荣顺, 虞志英, 郭文云
    2013 (4):  106-119. 
    摘要 ( 1888 )   PDF(3005KB) ( 2120 )  
    针对横沙浅滩挖入式港池建设和维护中核心的泥沙回淤问题,本文采用海港水文规范、底切应力公式和纳潮总量估算等多种不同方法对横沙挖入式港池规划方案中的港池和外航道泥沙回淤问题进行预估,其结果较为一致.若港池出口位于-7 m泥沙浓度0.3 kg/m3的区域,港池年回淤量约为2 000万~2 200万m3,平均回淤强度约为0.3~0.4 m/a;外航道平均淤积强度约为0.3~0.4 m/a,年回淤600万~1 200万m3.且回淤分布主要集中在近靠港池口4~6 km的区域.计算表明,港池口若设于泥沙浓度更低的深水区域,泥沙回淤将显著降低.
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    长江口横沙浅滩区域湿地生物多样性和生态环境现状调查与评估
    田 波, 周云轩, 袁 琳, 赵云龙, 陈亚瞿, 袁 晓, 曹 勇
    2013 (4):  120-127. 
    摘要 ( 1978 )   PDF(2747KB) ( 2538 )  
    受河口圈围工程、长江径流以及东海潮流复合影响,长江口横沙浅滩区域湿地生物多样性和生态环境不断发生变化.本项研究采用遥感分析、现场观测和调查、室内分析、资料收集等多种方法,对区域内地形地貌、底栖生物、鱼类、鸟类、植物以及水环境进行了系统调查和分析.结果表明该区域湿地生物多样性较为丰富,水质与生态环境较好,但近十年来地形和湿地生境变化较大,未来河口工程实施与建设对该区域的影响需要进一步监测和科学评估.
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