大连长兴岛-水文气象和地质等工程资料

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4.7m。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444.7mm，月最大降水量111.1mm〔5月〕，日最大降水量59.0mm〔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多年风玫瑰图图2.2-3短期风玫瑰图长兴岛风玫瑰统计表表2.2-1风向多年〔1961～1982〕短期〔2004年12月～2005年11月〕平均风速〔m/s〕最大风速〔m/s〕频率〔%〕平均风速〔m/s〕最大风速〔m/s〕频率〔%〕N6.8403.726.3214NNE8.03418.2511.0319NE5.02410.219.23218ENE3.4145.309.5156E3.4182.763.4135.3ESE4.5134.414.2152SE4.8142.746.8177.8SSE4.7132.997.5184S4.6182.907.02010.8SSW5.0193.978.0197SW4.8185.967.81914WSW5.01813.686.9246.0W4.9187.884.4133.0WNW5.2163.614.5163NW5.1161.644.4142.0NNW5.6202.195.3132.C7.7912.2.4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1km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。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个以上到达寒潮标准平均每年1.7次，1～2个站到达寒潮标准其余均有不同程度降温，或2～5个站到达强降温标准，平均每年4.8次，假设按发生时间计算，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。渤海湾海域同时到达寒潮标准的年分有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〔HK1+H01〕HM2=1.15，本海区的潮汐性质属不规那么半日混合潮。日不等现象比拟明显，潮汐强度中等。2．基准面关系本工程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列图：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那么半日混合潮。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2.3-2测站工程长兴岛马家咀长兴岛马家咀常浪向NESW常浪向对应频率〔%〕17.618次常浪向SWNE次常浪向对应频率〔%〕9.610强浪向NNEN实测H1/10最大波高〔m〕5.4*4.2*次强浪向NENNE实测H1/10最大波高〔m〕5.2*(7.5)4.0*H1/10波高≥1.0m出现频率24.2%25%H1/10波高≥1.6m出现频率13.9%5%统计年限2004.12~2007.111983.5～1983.11注：括号内为对应周期，带*号为实测最大波高。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3.2-5方向水位P13P14P15H1%LH1%LH1%LNE-1.41.867.4672.077.4692.017.4690.231.877.4702.087.4722.017.4722.351.917.4742.127.4752.067.4753.41.917.4752.127.4762.067.476NNE-1.41.827.7711.817.7731.587.7730.231.837.7741.827.7761.597.7762.351.837.7781.837.7801.627.7803.41.847.7791.847.7811.637.781N-1.42.048.2761.898.2791.788.2790.232.068.2801.928.2831.848.2832.352.18.2851.988.2871.968.2873.42.128.2861.998.2881.998.288NNW-1.42.327.7712.667.7732.867.7730.232.377.7742.717.7762.937.7762.352.487.7782.877.7803.127.7803.42.517.7792.917.7813.177.781NW-1.42.217.1632.197.1651.217.1650.232.247.1662.227.1681.247.1682.352.367.1692.347.1711.317.1713.42.387.1702.377.1711.337.171WNW-1.41.997621.697640.957640.232.027651.717660.967662.352.117681.87691.027693.42.147691.827701.03770W-1.41.17.3660.97.3680.77.3680.231.117.3690.97.3710.77.3712.351.157.3720.937.3740.747.3743.41.167.3730.947.3740.757.374WSW-1.417.4671.037.4690.997.4690.231.017.4701.047.47217.4722.351.067.4741.097.4751.067.4753.41.077.4751.17.4761.077.476SW-1.40.517.2650.467.2670.47.2670.230.527.2670.467.2690.417.2692.350.557.2710.497.2720.447.2723.40.557.2720.57.2730.447.2732.3.3海流为了解工程水域内的潮流特点及分布，2023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2023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，潮流性质属于规那么半日潮流。2．潮流运动型式：本海区潮流根本呈往复流，各测站涨、落潮流根本沿湾岸流动，大、小潮涨、落潮流向根本一致〔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2.3-62023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120.30840.572720.25130.20990.352650.16140.141150.262620.10150.101490.192560.08160.121990.172550.08170.142200.182530.08180.162350.192530.09190.142530.192660.08200.132790.222860.09210.142870.292920.11220.132990.332990.11230.113240.383180.11240.16170.873030.255．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，进入内港池内流冰根本不会存留，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〔Pt〕：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〔Pt〕：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〔Pt〕：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〔Pt〕：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〔Pt〕：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=28.3kPa，Ф=16.5°；快剪C=7.4kPa，Ф=2.8°；2、①4粉质粘土固快C=63kPa，Ф=15.4°；快剪C=30kPa，Ф=7.5°；3、①6粉质粘土固快C=107.7kPa，Ф=16.0°；快剪C=7