第2章大连长兴岛—水文气象和地质资料2.1 工程地理位置长兴岛位于辽东半岛、大连市渤海一侧海岸线的中段,属瓦房店市辖境,主要包括长兴岛、西中岛、凤鸣岛等三个接近半岛形态的自然岛屿。
本港区位于长兴岛北部马家咀子至高脑子海域,其岸线直线长度约10公里,地理坐标东经121°35´,北纬39°34´。
2.2 气象长兴岛地处辽东湾东岸,属海洋性气候,受季风影响较大。
长兴岛海洋站曾于1961年建站,位于八岔沟海边,地理坐标:N39°31´,E121°16´,气象观测场拔海高度4.7 m。
该站于80年代后期撤消。
为进行长兴岛区域的港口开发,2004年12月在该站北侧马家咀(地理坐标:N39°32.5´,E121°13.6´)设立临时观测站,进行气象、波浪、潮位观测,现已取得三年的观测数据(见图2.2-1)。
根据长兴岛海洋站1961~1982年观测资料统计,并补充了一年的气象观测数据及最新三年的风资料,其气候特征值如下:图2.2-1风、浪、潮观测站位图2.2.1 气温多年平均气温10.0℃,最热月为8月,平均23.9℃;极端最高气温32.8℃(1968年8月2日),最冷月为1月,平均-5.5℃;极端最低气温-19.2℃(1966年1月20日)。
据2004 年12 月~2007 年11 月海洋站气温资料统计,该区域全年平均气温为10.9°C,最高气温平均为13.9°C,最低气温平均为8.2°C。
月平均气温最高为23.7°C(8 月)、最低为-3°C(1 月),全年中以12 月~翌年2 月为月平均气温较低月份,以6-8 月为月平均气温较高的月份。
全年极端最高、最低气温分别为30°C(2005 年7 月18 日、8 月13 日)、-15.6°C(2006 年2 月3 日)。
2.2.2 降水年平均降水量:578.3mm年最大降水量:877.9mm(1966年)年最小降水量:292.4mm(1965年)日最大降水量:142.2mm(1966年7月27日)降水量主要集中在6~9月,该4个月的降水量约占全年的75%。
降雪期为11月至翌年3月,冬季降水少,仅占全年降水的8%。
2005年实测年降水量444.7 mm,月最大降水量111.1 mm(5月),日最大降水量59.0 mm(5月)。
2.2.3 风本海区受季风影响较大,冬季多偏北风,夏季多偏南风。
详见长兴岛风玫瑰统计表(表2.2-1)及风玫瑰图(图2.2-2、图2.2-3)。
图2.2-2 多年风玫瑰图N图2.2-3 短期风玫瑰图2.2.4 雾八岔沟港址海域每年的7~10月份多雾,尤以8月份为最多。
能见度 1 km的雾日年平均18.3d。
年最多雾日34d,年最少雾日9d。
2005年实测雾日数20天,其中4月份雾日最多为5天。
2.2.5相对湿度多年平均相对湿度为67.5%。
5~9月相对湿度较大,最大月平均相对湿度86%,发生在7月。
10月~翌年4月相对湿度较小,最小月平均相对湿度为59%,发生在1月、12月。
最小相对湿度为3%,发生在1980年4月30日。
2.2.6 灾害性天气1.台风台风对本海区影响不大,1985年9月的8509号台风曾穿越辽东半岛西部,1973年7月的7303号台风曾穿越辽东湾,但均未查出大风记录。
只有1974年8月的7416号台风斜穿辽东湾,在长兴岛记录到8级的SSW 向大风,在八岔沟港区引起大浪。
2.热带气旋多年来热带气旋主要发生在7-8月。
其中7月达42次,8月达36次,分别占发生频率的45%、39%,6月、9月发生较少。
其中以左折类影响为最显著,渤海湾海峡及湾内中部,辽东半岛等地最大风力可达8-11级,风向偏北、NE向。
3.寒潮和温带气旋据渤海湾海域1951~1975年统计:渤海湾海域大连、绵州、乐亭、天津、惠民5个代表站同时或3个以上达到寒潮标准平均每年1.7次,1~2个站达到寒潮标准其余均有不同程度降温,或2~5个站达到强降温标准,平均每年4.8次,若按发生时间计算,发生于12月~翌年2月间前者年均为0.5次,后者年均约2次。
渤海湾海域同时达到寒潮标准的年分有1957年10月15~18日、1960年10月24~26日、1969年10月30~11月2日,最晚的寒潮为1969年4月15~18日。
一次强寒潮过程可造成连续降温,其温度降幅可达22°C~24°C,一日最大降低可达14 .9°C(大连)。
寒潮将引起海上大风,一般为6-8级,大的可达9~10级以上。
2.3 水文2.3.1 潮位长兴岛无长期潮汐观测站。
根据长兴岛马家咀验潮站2004年12月~2006年11月两年的潮位观测数据并与老虎滩、营口鲅鱼圈海洋站建立相关关系,主要结论如下:1.潮汐根据长兴岛港潮位观测资料,经调和分析计算,其潮汐性质(H K1+H01)H M2=1.15,本海区的潮汐性质属不规则半日混合潮。
日不等现象比较明显,潮汐强度中等。
2.基准面关系本项目水工工程高程系统采用马家咀理论最低潮面,各基准面关系如性下图:图2.3-1 各基准面关系图3.特征潮位本海区的潮汐属不规则半日混合潮。
港址潮汐特征值如下:最高高潮位 2.81m最低低潮位-0.78m平均高潮位 1.75m平均潮位 1.26m平均低潮位0.71m4.设计潮位本港区的工程设计水位:设计高水位 2.35m设计低水位0.23m极端高水位(重现期:50年) 3.4m极端低水位(重现期:50年)-1.4m2.3.2 港内波浪1.波况长兴岛海域风浪与涌浪之比为4:1。
其涌浪多为SW向,风浪多为N~NNE向。
详见波况特征统计表(表2.3-2)及波浪玫瑰图(图2.3-2)。
长兴岛马家咀波况特征统计表表2.3-2NH 0.5m 0.6m 1/101/10 H 0.7m 0.8m 1/10 H 0.9m H 1.2m 1.0m 1/101.3m 1/10 H 1.5m 1.6m 1/10 H 1.9m H 2.5m 2.0m 1/102.6m 1/10 H图2.3-2 波浪玫瑰图2.设计波要素防波堤建设后码头设计波要素见3.2-5。
图3.2-6 波浪计算点布置图各测点50年一遇波要素(波高、波长:m,周期:s)表3.2-52.3.3 海流为了解工程水域内的潮流特点及分布,2008年8月在长兴岛北部水域布置了20个站位,进行夏季大、小潮的全潮水文测验。
根据2008年07月31日13:00~08月01日18:00大潮、08月09日08:00~08月10日11:00小潮实测资料统计分析,概况如下:1.潮流性质:20个测站的F值介于0.15~0.48之间,潮流性质属于规则半日潮流。
2.潮流运动型式:本海区潮流基本呈往复流,各测站涨、落潮流基本沿湾岸流动,大、小潮涨、落潮流向基本一致(见图2.3-6、图2.3-7)。
3.高脑子至马家咀子海域最大流速:实测大潮期间涨、落潮垂线平均最大流速出现在C12站,流速分别为1.58m/s、1.27m/s,流向分别为22°、220°,测点最大涨、落潮流速分别为1.92m/s、1.56m/s,流向分别为39°、231°,出现在C12站表层和C17站0.2H层,各测站海流实测特征值见表2.3-6。
图2.3-6 2008年8月大潮流速矢量内港池流速计算结果表3.2-7位置涨潮落潮平均流速最大流速流向最大流速流向12 0.30 84 0.57 272 0.2513 0.20 99 0.35 265 0.165.余流本次水文测验,因地理位置不同,受地形影响,各测站的余流差异较大。
近岸的测站中,C01#,C03#,C04#,C12#余流较大,超过0.2m/s,其中C04#测站因所处位置有关,一个潮周期逐时实测流速平均后的余流最大,甚至达0.57m/s。
远岸的测站余流较小,不超过0.2m/s。
2.3.4 海冰本海区海冰相对较重,长兴岛北岸所在复州湾每年11月底至来年3月中旬结冰,冰厚约30~60cm。
正常天气条件下,进入内港池内流冰基本不会存留,但大风天会存留堆积。
根据初步分析,流冰将对船舶作业产生一定影响。
2.5 工程地质场地地层结构复杂,岩土层种类多,厚度变化大,层位不稳定,分布不连续。
上部为第四纪滨海相沉积物卵砾石、淤泥质土、粉细砂、细砂、粗砂及海陆交互相粉质粘土、粉土、角砾、碎石等,下伏基岩为震旦系钓鱼台组南芬组页岩。
①1淤泥(Q4m):灰色,流塑,含云母、贝壳碎屑,混粉土、粉砂,局部混少量碎石,有腥臭味;①2粉质粘土(Q4m):灰色,流塑~软塑,混粉土、粉砂;①3粉细砂(Q4m):灰色,中密,饱和,局部混粉土;①4粉质粘土(Q4mc):灰黄色,软塑~软可塑,局部混粉土、粉砂;①5中粗砾砂(Q4dl+pl):黄色、灰黄色,中密,饱和,局部混粉质粘土、含角砾碎石;①6粉质粘土(Q4dl+pl):黄色、黄灰色、黄褐色,硬可塑~硬塑,局部混石英岩角砾、碎石10~40%;①7碎石(Q4dl+pl):黄色,中密~密实,饱和,碎石成分主要为石英岩、石英砂岩;②1全风化页岩(P t):紫色、黄色,岩芯呈土状,局部含少量强风化碎块;②2强风化页岩(P t):紫色、黄色,干钻不易钻进,岩芯呈碎片状,岩石碎片手可折断,可见薄层状构造;②3中风化页岩(P t):灰黄色、黄色、黄褐色,岩芯呈短柱状、碎块状,薄层状构造;③1强风化石英砂岩(P t):黄色,干钻不易钻进,岩芯呈薄片状,可见薄层状构造,岩石碎片手折不易折断;③2中风化石英砂岩(P t):灰色、灰黄色,岩芯呈短柱状、碎块状,岩质坚硬;2.5.3 土层物理力学指标1、①1淤泥固快:C=28.3 kPa,Ф=16.5°;快剪C=7.4 kPa,Ф=2.8°;2、①4粉质粘土固快C=63 kPa,Ф=15.4°;快剪C=30 kPa,Ф=7.5°;3、①6粉质粘土固快C=107.7kPa,Ф=16.0°;快剪C=75.3 kPa,Ф=12.6°。
2.5.4 地基承载力和桩基参数指标岩土承载力和桩基参数推荐表表2.5-12.5.5 地质条件评价根据区域资料及本次工作成果,场地内未发现有断裂构造及其它影响工程建设的不良地质现象存在,场地岸坡坡度较小,无冲淤变化,场地及岸坡稳定性较好。
勘察场地内上部的淤泥层厚度较大,强度低,为相对软弱层;淤泥质粉质粘土及粉砂层强度较低,分布局限;细砂及粉质粘土层位厚度较大,层位稳定,有一定强度;中砂土层较厚,强度高,分布局限;粘土层强度虽高,但分布局限;强风化岩岩石构造较清楚,分布广泛且连续,岩石破碎,节理发育,岩面起伏大;中风化岩岩石构造清楚,分布广泛且连续,岩石较硬,节理发育,岩面起伏大。