第二章 自然条件.doc

第2章 自然条件2.1 工程地理位置本工程位于温州市洞头县霓屿岛东南部的官财岙同心村，距洞头县约21km，距温州灵昆岛约16km，地理位置约为E1210333，N27 5100，具体见图2.1.1。图2.1.1 地理位置图2.2 气 象洞头列岛海区属亚热带季风气候区，由于北部有苍山、雁荡山、洞宫山等山脉，对西北来的寒流起着屏障作用，加上纬度较低，当地气候温暖湿润，雨量充沛、四季分明。根据洞头县气象站多年资料统计（站址位于洞头岛东屏镇后坑村山顶，地理位置2109E，2750N，观测场地海拔高度68m），本地区气象特征如下：2.2.1 气温多年平均气温： 17.4 累年极端最高气温： 35.7 累年极端最低气温： -4.1 多年月平均最高气温： 27.5 （8月）多年月平均最低气温： 7.2 （2月）洞头区多年气温适中，年际平均气温在16.718.0间，变化不大，变化幅度仅1。2.2.2 降水本区域全年雨水充沛，降水成因主要是锋面雨、热带气旋。全年降水多集中在46月，由于南方暖气流和北方冷气流在江南交锋，形成连续不断的梅雨天气，降水量占全年的3644%；其次为79月台风带来的降雨，降水量占全年的2028%。其主要降水特征如下：多年平均降水量： 1215.6mm；累年最大降水量： 1752.4mm（1962年）；累年最小降水量： 648mm（1971年）；累年日最大降水量： 214mm；多年平均降雨日： 153 d；多年平均降雨 10mm天数：39.2d；多年平均降雨 25mm天数：13.3d；多年平均降雨 50mm天数：3.8 d。2.2.3 风况根据洞头气象站19712001年多年的风速资料分析得到，本地区夏季多为SW向大风，春秋季节多为偏S向或偏N向大风，又以偏N向大风为主，冬季盛行NNE向大风。全年平均风速3.8m/s，强风向为SSW向，最大风速为32m/s（1975年8月12日），全年常风向为NNE向。此外，对洞头县气象站2004年1月2007年9月实测风速资料分析显示，该站常风向与以往一致，为NNE向，频率合计48.42%，其中NNE出现频率最大为17.06。强风向与往年有所差别，为NNW方向，最大风速为31m/s，次强风向为N向，风速为24.3m/s，均出现在2004年8月12日“云娜”台风期间。风速5级出现的次数为1011次，主要出现在NENE向和SSSW向，延时一般在14小时，延时大于10小时的出现6次；6级的大风出现155次，主要出现在N、NEESE向和SSSW向，延时一般在13小时，延时大于10小时的出现1次（出现在N向）；7级的风速出现48次，主要出现在N、ENE向和SSW向，延时一般在12小时；8级的风速出现19次，主要出现在WNWN向，延时一般在1小时左右。洞头气象站各向风速特征见表.2，各向分级风速频率见表2.2.3，风玫瑰见图2.2.1。洞头气象站风玫瑰（19712001）洞头气象站风玫瑰（20042007）图2.2.1 洞头气象站风玫瑰 洞头气象站各向风速、频率特征值（19712001） 表2.2.1风 向NNNENEENEEESESESSE最大风速(m/s)2828262514281925平均风速(m/s)2.93频率（%）16.519.8风 向SSSWSWWSWWWNWNWNNWC最大风速（m/s）2032172018221720平均风速（m/s）3.53.4频率（%）1.556 洞头气象站各方向风速特征（2004.012007.09） 表2.2.2风 向NNNENEENEEESESESSE最大值(m/s)24.312.313.917.118.417.413.110.3平均值(m/s)3.13频率(%)16.117.0615.268.453.622.111.933.52方向SSSWSWWSWWWNWNWNNW最大值(m/s)20.623.612.415.115.520.318.931平均值(m/s)3.22.5频率(%)6.329.365.291.510.710.581.814.81 洞头县气象站各向分级风速出现频率（） 表2.2.3风级3级4级5级6级7级8级9级10级11级以上合计风向7.98.010.710.813.813.920.824.424.528.428.5N5.2022.1780.420.0640.0120.0030.0037.88NNE7.3073.50.4510.00911.27NE6.1743.5060.4960.0790.00310.26ENE3.6671.8640.280.0430.0245.88E1.2060.140.0370.0270.0150.0031.43ESE0.4110.1610.0520.0340.0030.66SE0.3990.1130.0970.0090.62SSE1.0360.1580.041.23S1.7030.5390.140.0210.0060.0062.42SSW3.1681.6840.5150.0210.0120.0150.0035.42SW1.8580.9750.0520.0032.89WSW0.140.0370.0030.0030.0060.19W0.0370.0150.0030.05WNW0.1010.0370.0060.0030.0060.15NW0.560.1640.0180.0060.0060.76NNW0.9140.2010.0060.0030.0030.0030.0031.13合计33.88315.2722.6070.3260.0880.0460.0090.00352.23同时，根据洞头县气象站19712006年（其中19712001年风速资料为定时2分钟平均风速，根据浙江省海塘工程技术规定中的方法将其订正为连续自记的10分钟平均风速）观测资料推算了该站不同重现期设计风速，具体见表2.2.4。 洞头气象站各方向重现期50年一遇风速（m/s） 表2.2.4NENWNWSSW34.534.329.128.537.4 热带气旋和台风根据浙江省气象局台风路径资料统计分析，每年511月份是热带气旋影响期，其中78月份为热带气旋盛行期，年平均出现4次，有严重影响的或在本地区登陆的大约两年遇到一次。大风持续时间长短与影响本区热带风暴强度和移动速度有关。据统计，受热带风暴影响时，50的大风过程持续时间在612小时，28的大风过程持续时间在1836小时，21的大风过程持续时间在42小时。台风带来的风、雨、潮水破坏力极大，常会形成洪涝和风灾，给工农业、渔业生产和人民生命财产造成巨大的损失。1953年5310号台风在温州乐清登陆，最大风力达12级，温州、台州地区出现洪涝，沉毁渔船902只，损坏2233只。1974年7413号台风在三门登陆，沿海风力12级以上，东部地区出现大暴雨，撞毁和严重损坏小渔船2340只。1984年8114号台风导致浙北、浙东地区普降暴雨，灾害较重，损失大小渔船951艘，冲垮码头113座。1989年8923号台风在温岭登陆横贯全省，时值中秋大潮汛，风、雨、潮叠加，造成重大灾害，全省37个县（市）受灾，沉损船只2094条，739个村庄39.2万人一度被洪水围困，受淹农田476万亩，倒塌房屋1.5万间，冲毁江堤海塘4000处，死亡184人，直接经济损失13.8亿元。2000年受12号台风“派比安”影响，舟山、宁波普降大到暴雨，局部特大暴雨，又恰逢天文高潮位，风、雨、潮三碰头，对舟山市造成严重影响，渔船损坏严重，受损渔船1500条，沉没160条。嵊泗一条115吨的钢质渔船沉没，一条120吨的钢质渔船移锚后翻沉，船上9名船员中1名死亡，其余重伤或失踪。同时，对近年影响较大的台风期间洞头气象站实测风速资料分析表明：2004年台风“云娜”影响期风向主要集中在N向和SESSE向，风力基本都在5级以上，实测瞬时最大风速出现在SSE向，风速达30.9m/s。2005年台风“海棠”影响时风向集中在NEESE向，风力基本都在68级，实测最大风速为23.6m/s，出现在ESE向。2006年台风“桑美”在浙江苍南登陆，受其影响洞头气象站实测风向大都在NNESE向，风力大都在56级，最大风速32.4m/s，出现在ESE向；“桑美”台风造成邻近的福建省大量船只损毁沉没，其中仅福鼎市天然避风良港沙埕港内沉没船只就达952艘，损坏1139艘，并且造成多人死亡或失踪。2007年台风“罗莎”期间，风向多集中在NNENE向，风力多在67级，实测最大风速17.0m/s，出现在E向，其次为NE向，风速为16.5m/s。2.2.5 雾况洞头列岛海区以平流雾为主，一般发生在下半夜，日出后23小时消失，但雾的生消时间长短不一；雾的季节变化较大，雾日天气主要集中在26月，期间月平均雾日数为6.1d，710月雾日最少，平均为0.5d。累年最多雾天数 52d累年最少雾天数 10d多年平均有雾天数 37.8d2.2.6 雷暴本区雷暴日在311月份均有出现，主要集中在春夏季节。累年最多雷暴天数 45d累年最少雷暴天数 8d多年平均雷暴天数 27.7d。2.2.7 湿度洞头列岛年平均相对湿度为80%，58月份湿度较大，相对湿度都在84%以上，其中6月份可达90%。2.3 水文2.3.1 潮位 基面本工程设计基准面采用85国家高程系统（下同），当地各基准面之间的关系如下：85国家高程系统1.91m 洞头假设零点（吴淞基面）1.56m理论最低潮面图2.3.1 各基面关系 潮汐性质本海区潮汐类型属正规半日浅海潮型。本区海域潮汐日不等现象较为明显，一般从春分至秋分时段内夜潮大于日潮，从秋分至翌年春分日潮大于夜潮。另外，本海区潮差较大，涨潮历时大于落潮历时，是我国的强潮海区之一。 潮位特征值根据洞头多年实测潮位资料统计分析，本区潮汐特征值如下：平均海平面： 0.13m最高高潮位： 4.36m最低低潮位： -3.59m平均高潮位： 2.06m平均低潮位： -1.95m最大潮差： 6.79m平均潮差： 4.48m平均涨潮历时： 6h37min平均落潮历时： 6h07min影响本区域的极端高低潮位的主要因素是天文潮和台风影响。如台风和天文大潮同时相遇时，高潮位会显著升高。 设计水位设计高水位： 2.87 m（高潮累积频率10）设计低水位： -2.83 m（低潮累积频率90）极端高水位 4.63 m（重现期为50年一遇的年极值高水位）极端低水位 -3.75 m（重现期为50年一遇的年极值低水位）2.3.2 波浪 波况根据邻近海区南麂海洋站（地理坐标12105E、2727N）实测波浪资料统计，洞头列岛以东外海区海浪多为风浪和涌浪兼有的混合浪，风浪与涌浪出现的频率相当，涌浪主要出现在EESE向，风浪主要出现在NNE向。常浪向为EESE向，其次为NNENE向。强浪向为E向，实测最大波高为10.0m（2005.07）。累年平均周期为5.2s，最大周期为14.8s，累年平均波高为1.0m。波高季节分布特征为秋冬季节最大，方向主要为偏北，春末夏初波高最小。最大波高大于7.0m的波浪主要发生在夏秋季节（69月份），均与台风活动有关，台风影响期波浪方向主要为偏东和偏北向。此外，根据洞头岛东北端甲米礁（地理坐标12110E 、2750N）短期波浪观测站资料分析成果，常浪向为NEE向，频率约为69%，次常浪向为SSESSW向，频率为13%；涌浪集中在ENE向，频率为26.3%，风浪常浪向为NNE向，频率为55%，其次为SSSW向，频率为16.5%，强浪向为NNEENE向，H4%波高年平均值大于0.6m，对应年平均周期在0.54.2s之间。 设计波要素本工程位于浙江温州外海霓屿岛南部的官财岙水域，外海处于东海，受台风影响显著，属于强浪区。WNESE向波浪受陆域、岛屿掩护外海波浪很难作用到工程区，由于S向水域相对开敞，偏南向外海波浪仍可影响到工程区。因此工程位置的波浪需考虑SEWSW向的外海波浪以及对应方向的小风区风成浪。根据交通部天津水运工程科学研究所完成的洞头县布袋岙填海项目波浪数学模型试验研究报告（2010年8月），采用沿程风能的输入，利用波浪数学模型计算波浪从外海向工程区的传播变形（偏南向波浪作用下工程海域波浪分布见图2.3.2图2.3.7），进而推算得到拟建防波堤前设计波要素，具体见表2.3.1和表2.3.2： 拟建防波堤前沿50年一遇设计波要素（SEWSW） 表2.3.1设计水位H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)T(s)L(m)极端高水位4.433.933.853.397.6558.95设计高水位3.813.653.593.227.6552.37 拟建防波堤前沿20年一遇设计波要素（SEWSW） 表2.3.2设计水位H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)T(s)L(m)极端高水位3.933.453.372.947.1154.03设计高水位3.627.1148.18图2.3.2 SE向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图图2.3.3 SSE向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图图2.3.4 S向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图图2.3.5 SSW向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图图2.3.6 SW向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图图2.3.7 WSW向极端高水位重现期为50年H13%波高分布图2.3.3 潮流根据邻近工程相关实测潮流分析成果，本海区潮流具有明显的半日周期变化，浅海分潮流值较大，浅海分潮较为发育，工程海区潮流性质属正规半日浅海潮流。工程区附近大范围涨、落潮流态主要受控于岛屿边界，本工程水域处在洞头本岛东西侧两股潮流主动力间的缓流区，同时又处于霓屿岛状元岙岛岛链与洞头本岛间洞头狭水道的西口扩散段，并受制于霓屿岛南部两侧矶头的影响，工程水域水流相对平缓，流速总体不大（见图2.3.8、图2.3.9）。图2.3.8 涨急图2.3.9 落急2.4 工程泥沙及海床稳定性2.4.1 泥沙来源瓯江口外海区泥沙来源：一部分是流域来沙，来源于瓯江上游，瓯江口区在径流与潮流的作用下，0.063mm的砂质沉积物一直可达洞头列岛附近，而且沉积物重力分异的顺序从瓯江口洞头列岛逐渐变细，显示出瓯江口区沉积物与流域来沙的密切关系。另外一部分来源于浙江沿岸流输沙，根据卫片资料反映，在瓯江口外海存在明显的来自浙江北部的相对高浓度水体，其影象形状呈锥形状、宽度1050km，与外海清水及沿岸含沙水体有着清晰的界面，明显要高于温州湾口外一带的含沙水体。此外，风浪作用下浅滩海域泥沙再悬浮也是工程水域泥沙来源。2.4.2 海区泥沙特征洞头岛附近水域含沙量冬季高，夏季低，含沙量冬季表层变化于0.030.3kg/m3之间，夏季表层含沙量变化于0.010.1kg/m3之间。在垂线分布上，一般随深度的递增，悬沙含沙量呈增加趋势，底层明显高于上层，冬季由于风浪较大，垂直紊动较强。2.5 地质条件根据浙江省工程勘察院编制的洞头县霓屿乡同兴村斜坡道码头及接线道路工程工程地质勘察报告（2012年9月）。勘察结果表明，将场地勘探深度以浅土体按其成因时代、埋藏分布规律、岩性特征及其物理力学性质划分为3个工程地质层，4个工程地质亚层，现自上而下简述如下：1、层淤泥质粉质粘土（mQ43 ）灰色，流塑，厚层状，局部粉粒及砂粒含量高，以粉土或粉砂状态产出，摇震反应不明显，有光泽，干强度中等，韧性中等。该层主要分布线路中部同兴村一带及码头区，层厚0.603.20m，物理力学性质差。2、层块石（cQ42 ）色杂，松散，成份为中风化状含玻屑晶屑熔结凝灰岩，块径一般2050cm，个别大者可达100cm以上。该层零星分布于岩质海岩坡脚，场地内主要分布于码头区附近，层厚1.06.70m，物理力学性一般。3、层圆砾（pl-alQ41 ）灰色，稍密状，径220mm的颗粒约占4050%，径2050mm的颗粒约占2040%，余为粗砂及砾砂。均匀性较差。该层本次仅在线路中部同兴村一带揭露，层厚约3.70m，物理力学性较好。4、层含粘性土碎石（dl-plQ32 ）灰黄色，中密，粒径2050mm的颗粒约占5060，棱角形为主，成份为强中风化状基岩，粘性土约占2030%，余为砂。土质不均。该层主要分布在线路中部同兴村一带及码头区附近，层厚约1.807.20m，物理力学性较好。5、1层全风化含晶屑玻屑熔结凝灰岩（J3X）灰黄色，原岩结构尚可辨认，母岩风化蚀变强烈，岩芯呈粘性土夹砂状。该层本次仅线路中部同兴村一带ZK15钻孔中揭露，层厚约3.90m。物理力学性质稍好。6、2层强风化含晶屑玻屑熔结凝灰岩（J3X）灰黄色，晶屑熔结凝灰结构，块状构造，岩体风化作用强烈，风化裂隙发育，裂隙面具铁锰质氧化斑膜，岩芯呈角砾、碎石状。基岩出露区段海蚀明显。该层场地内部分有分布，层厚0.601.70m。物理力学性质较好。7、3层中风化含晶屑玻屑熔结凝灰岩（J3X）浅肉红色，青灰色，晶屑熔结凝灰结构，块状构造，岩体风化作用较强烈，节理裂隙较发育，裂隙面偶见铁锰质氧化斑，岩芯呈短柱状。该层在场地内均有分布，物理力学性质良好。 各工程地质（亚）层地基承载力参数建议表 表2.5.1层号岩性名称地基承载力基本容许值fa0(kPa)钻（冲）孔灌注桩桩侧土摩阻力标准值Qfi（kPa）岩石饱和单轴抗压强度标准值frc (Mpa)淤泥质粉质粘土4081块石260802圆砾25075含粘性土碎石250751全风化含晶屑玻屑凝灰岩220702强风化含晶屑玻屑凝灰岩4001003中风化含晶屑玻屑凝灰岩120017.5031图2.5.1 钻孔平面布置图(一)图2.5.2 钻孔平面布置图(二)图2.5.3 钻孔平面布置图(三)图2.5.4 钻孔平面布置图(四)图2.5.5 钻孔平面布置图(五)图2.5.6 工程地质横断面图2-2、3-3图2.5.7 工程地质剖面图4-4图2.5.8 工程地质剖面图4-4-1、4-4-22.6 地 震根据勘察结果，本场地浅部分布为软弱土，属对抗震不利地段。根据中国地震动参数区划图GB18306-2001、建筑抗震设计规范GB50011-2010（2010年版），本场地设计地震分组为第一组，设计地震基本加速度为0.05g（相当于抗震设防烈度6度区）。根据公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-01-2008），场地类别为类。软土地段为抗震不利地段，场地20m以浅无饱和粉土、砂土层分布，根据规范可不考虑砂土液化问题。第3章 设计船型3.1 设计船型根据调查，靠泊渔船船型资料见表3.3.1。代表船型表 表3.3.1船型船长（m）船宽(m)满载吃水(m)备注60马力1642.31.7第10章 供电、照明10.1 供电电源本工程供电电源从同心村电网接入。10.2 总降压站、变（配）电所的布置本工程不增设新的配电房，电源接至毗邻的同心村配电房。10.3 负荷与电气设备选择本工程主要用电设备为灯光照明及码头警示灯。采用单位面积法和负荷系数法相结合的方法进行负荷计算。室外照明（含道路、码头照明）按照12KW估算。本工程为三级负荷。本工程供电全部以电缆输电，电缆敷设根据场地和设备所处位置，采取电缆沟、穿管、支架及直埋等方式。供配电方式以放射式与树干式相结合电缆采用镀锌钢管DN50埋地敷设，并选用阻燃或难燃的铜芯电力电缆。10.4 港口照度与室外照明码头照明采用6m照明钢电杆，安装250W高压钠灯作为路灯照明，平均照明度不低于251X。道路照明采用3m照明钢电杆，安装150W高压钠灯作为路灯照明，平均照明度不低于151X。10.5 防雷与接地钢电杆作接地处理。港内独立接地系统接地电阻满足各系统要求，共同接地系统接地电阻不大于1欧姆。第11章 控制本工程控制系统设有照明控制系统。本工程路灯照明采用集中分段控制，控制开关设置统一设置在同心村配电房内，方便操作及节能。控制对象为码头、道路路灯。本工程控制电缆均采用普通电缆。第12章 信息与通信日常通讯也可采用手机通讯。第13章 给水排水13.1 给水13.1.1供水水源本工程水源由同心村供水网提供。水源接入管管径DN100，引入点水压P0.25MPa。13.1.2 给水系统本工程消防用水和生活用水共用一个给水系统，接至后方市政管网。室外埋地给水管采用聚乙烯钢骨架塑料复合管，电热熔连接。13.2 排水1）排水体制本工程主要为雨水排放。2）雨水系统排水出路：码头面以及路面雨水自流排放水体。13.3防洪本工程陆域标高为4.5m，略低于极端高水位4