瓯江口航道淤积特征分析

孙决策，麦 苗

（1.温州市瓯江口开发建设总指挥部，温州 325027；

2.交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津 300456）

瓯江是一条山溪河流，其出海口被灵昆岛分为南口和北口（图1）。瓯江口外岛屿林立，浅滩密布，滩槽交错，地形复杂。瓯江口外有温州浅滩、三角沙、中沙3大沙滩，有沙头水道、中水道、黄大岙水道、南水道、重山水道等几条水道，在青山岛和状元岙之间存在一个深水区，在龙湾和七里有温州港龙湾港区和七里港区；中水道——黄大岙水道是目前温州港瓯江口的出海航道，其间存在拦门沙浅滩。

瓯江口航道疏浚一期治理工程于2004年9月开工，2006年4月通过验收。工程由4.0 km的北导堤和总长16.8 km、宽140 m、深6.0 m的单向航道组成。

本文根据历次实测水文泥沙和水深图资料，对瓯江口的水沙特征、冲淤演变、航道的淤积特征进行分析，为航道的进一步整治提供科学依据。

1 水动力泥沙特征

工程海区位于瓯江口北口，自然条件比较复杂。

1.1 河道径流

据瓯江圩仁站、楠溪江石柱站近50 a实测资料统计：瓯江平均年流量为469.1 m3/s；多年平均年径流入海148.05亿m3；瓯江干流圩仁站最大洪峰流量为22 800 m3/s，最小流量为10.6 m3/s，年际间最大与最小年平均流量和径流总量变化达3.4倍。就其径流实测资料（1991～2004年）年内变化统计，径流主要发生在3～8月（占全年下泄流量的76.1%）。

1.2 河道输沙

据圩仁和石柱站输沙量统计，瓯江为山区性少沙河流，多年平均年悬移质输沙量为205.1万t，年平均含沙量为0.131 kg/m3，年最大、最小输沙量变化可达13倍。若考虑推移质，按其悬沙量的10%量级估算，推移质也仅有20～50万t。径流和输沙量年际间和年内都有较大的变化，这必然影响到强潮河口的潮流与泥沙淤积变化。

1.3 潮汐特征

瓯江口为强潮河口，据2005年6月水文全潮测验统计，各潮位站（HK1+H01）/HM2=0.24～0.28，均小于0.5，因此潮汐属正规半日潮类型。一昼夜2个潮，潮高不等现象较为明显。

瓯江河口平均潮差和最大潮差均以龙湾—黄华站为最大，并分别由河内和海域外侧向龙湾—黄华区段增高。河口外海域各站涨落潮历时基本一致，而往河口内涨潮历时减短，落潮历时逐渐增加。

1.4 潮流特征

据1999～2005年瓯江河口及其附近海域历次水文全潮各站潮流速资料调和分析和计算，该水域潮流属正规浅海半日潮流类型；由于涨落潮流受水域地形限制，基本呈往复流运动。

从整个潮流场强弱程度分布而言，瓯江河口龙湾—七里—黄华—中水道—乌仙头西浅滩—黄大岙水道为该海域涨、落潮流较强的区域，其中七里港断面深槽处流速最大，乌仙咀西侧浅滩相对较小，但流速绝对值仍较大。这就是瓯江通海航道水深能够得到维护和保持的主要原因。

1.5 余流特征

根据1999年10月～2005年7月水文全潮测验各站余流分析，瓯江河口及湾内余流的变化错综复杂，其中受到河道径流下泄量、施测时风浪、潮型大小、测站位置等多种因素影响。就该海域各站位余流大小特征值而言，一般表层余流大于底层余流（如1999年、2005年），2002年则表现为底层余流大于表层。就其量值而言，该海域总体余流强度较大，其中河道内—七里—黄华—乌仙头的余流较大，而状元岙、北水道等水域相对较小。就其余流方向而言，河道径流下泄量大时，均表现为由西向东，指向海域方向（2005年），而在正常潮型情况下有些部位较为复杂，北水道各站余流指向NE向，其余站位余流指向S向，并向三角沙中部集中。总体上看，主水道龙湾—七里—中水道—黄大岙水域余流指向E向。

1.6 含沙量

根据河口及邻近河口范围各站涨落潮潮段垂线平均含沙量、垂线平均最大含沙量以及测点最大含沙量的平面分布统计分析，含沙量分布有如下特征：（1）同一地点含沙量的值有较大变化，这主要是因为历次观测时水文泥沙自然条件不一致。例如2005年水文全潮河道发生较大径流时，河口附近明显的高含沙量浑水带消失、河口附近的含沙量成倍减少，整个水域的潮段平均含沙量在1.1 kg/m3以下。各站每年同期实测的大、中潮含沙量基本一致，但小潮含沙量却明显减小，表明潮段平均含沙量与潮汐动力明显相关。2002年水文全潮海域有S向风浪作用时，水域内含沙量大增，同时出现大量浮泥。测验期间瓯江河口及其附近（包括龙湾、七里、黄华、北水道三角沙）范围为该海域含沙量较大的区域，小门岛水域含沙量最小，其潮段平均含沙量在0.3 kg/m3以下。2005年水文全潮实测含沙量都在1.1 kg/m3以下，但河口及其附近含沙量大，其外侧海域含沙量逐渐变小直至最小。（2）河口及邻近海域的含沙量呈现涨潮大于落潮的规律。（3）在龙湾、七里、黄华、乌仙咀西浅滩、状元岙等处底层含沙量相对较大，同时其临底层存在高浓度的含沙水体（浮泥）。这些含沙量水体和临底层的浮泥将推向中水道和乌仙头西浅滩水域，成为航道骤淤的泥沙来源。近期由于温州浅滩围涂工程北导堤的形成，S风向产生的波浪掀沙受到阻挡，中水道泥沙发生骤淤的程度将大大减小。

1.7 悬沙粒径

根据水文测验各站全潮期悬沙取样分析，全水域（龙湾—湾内水域）1999年悬沙平均粒径d50为0.005 5～0.008 4 mm。各站间悬沙粒度相差不大。2005年悬沙平均粒径d50为0.015 9 mm，较1999年实测粒径值大1倍以上。这主要是由于实测期大潮遇到河道径流洪水，将悬浮和沉积于河口附近大量较细颗粒泥沙冲向海域，在潮流和波浪动力作用下还未来得及发生沉积而致。

1.8 底质

根据1999年10月～2005年7月水文测验各站底质表层取样粒级分析，龙湾、七里、黄华、乌仙头西浅滩、乌仙头、黄大岙、中沙、青菱屿等地除个别靠近边滩与深槽水域站位底质为粘土质粉砂、粉砂质砂外，大部分被砂覆盖，而北水道、小门岛除局部有粘土—砂—粉砂出现外，绝大部分为粘土质粉砂所覆盖。

河口及主流水道水域底质粒径相对较粗，且夏季（7月）较秋季（10月）要细，这主要是夏季沉积于床面的泥沙未经风浪掀沙的影响，而秋季ESE—SW向风向的波浪掀沙将沉积于床面的细颗粒泥沙掀起，参与水域悬浮泥沙的运动，显露了原河床质为砂的本质分布。在温州浅滩围涂工程灵霓大堤筑成后，黄华—乌仙头主水道内波浪掀沙作用减弱，在中水道挖槽范围内，底质中值粒径相对较细，为粉砂质粘土，改变了原来为砂质的特征，这种变化对航道维护非常有利。

1.9 泥沙来源

1.9.1 河道输沙

瓯江流域多年平均每年经河道向下游输沙205.1万t，在径流、潮流作用下于河口及其两侧沉积堆积，造成了河口拦门沙浅段、北水道与中水道间的三角沙浅滩和灵昆岛东南侧的温州浅滩，且沿着落潮水流两侧和主流末端淤积，说明其泥沙来源于河道输沙。

1.9.2 海域来沙

浙江沿海海域潮流主要由进入浙闽海域的太平洋黑潮暖流（称台湾暖流）和沿岸流2个系统组成，其中台湾暖流每年春初至秋末在南风作用下沿岸线北上，由于其水清、含沙量小，使沿岸区域泥沙随流北上，岸滩冲刷，每年秋末至春初该岸线海域盛行东北、西北风，台湾暖流势力减弱，长江口淡水舌向南偏移形成向南运动的沿岸流，具有水深、含沙量高的特点，作用范围仅限离岸40～50海里的狭长水域，沿岸流携带的泥沙于沿程和水域相对平静的海域淤积，造成长江口南侧大部水域冬、春季的泥沙淤积。据浙南（北起玉环岛乐清湾、南至平阳咀）沿岸-10 m等深线内水深冲淤变化统计，1931～1971年间平均每年淤积3 000万m3，平均淤积速率为2.2 cm/a。而该区域瓯江、飞云江、鳌江3条江平均输沙量仅为350万t，与其海域有很大差别。因此长江口外泥沙的南下扩散是造成温州海域泥沙淤积的重要原因。河道及浅滩水域广泛分布着粉沙质泥沙，其中小于0.004 mm的细颗粒物质含量达60%，这部分泥沙在波浪作用下起动、悬浮，随潮流运动并在动力环境较弱的水域中落淤，形成泥沙的局部再搬运。

综上所述，温州湾航道水域的泥沙来源主要为瓯江河流来沙、外海海域来沙及局部水域的泥沙再搬运。

2 航道区附近滩面冲淤演变分析

对1986年、1999年、2002年、2005年历年水深测图进行了比较分析。通海航道岐头以下—乌仙咀西侧2 km，东西长6.5 km、南北宽3 000～7 000 m的范围里，每隔250 m作一个断面（与测图1：25 000精度一致），进行历年冲淤分析，从中可以看到：1986～2005年间，3.7 m（平均海面）至理论深度基准面0 m间浅滩部分以淤积为主，19 a间淤积322.7万m3，年均淤积17.0万m3，年平均淤积强度为4 cm；0 m下水域以冲刷为主，19 a间冲刷208.8万m3，年均冲刷11.0万m3，平均冲刷强度为1 cm/a，总观3.7 m以下19 a间淤积114万m3，年均淤积6.0万m3，水深年平均冲刷强度为0.32 cm。

综上所述，多年来该航道水域范围总体上理论基面以上浅滩略有淤积、0 m下深槽略有冲刷，总体呈现略有冲淤变化的平衡状态。

3 航道淤积特征

3.1 1984年、2002年航道试挖槽的冲淤变化

1984年10～12月和2002年4月分别对中水道浅滩段长1 800 m、3 200 m的航道进行了疏浚，浚深分别达到5.20 m和5.50 m以上，分别平均增深0.65 m、0.68 m，其后分别对挖槽段航道水深进行了多次观测分析，航道水域平均冲淤变化如下：按平均水深变化，其泥沙淤积可以分作3个阶段，第一阶段分别为1984年12月～1985年7月19日和2002年5月31日～7月12日，该时段航道平均水深分别由5.22 m、5.60 m变至5.24 m、5.44 m，水深分别增加0.02 m、减小0.16 m，平均水深变幅在0.20 m以内。第二阶段分别为1984年7月19日～8月2日和2002年7月12日～8月27日，航道平均水深分别减小0.68 m和1.10 m，为航道泥沙骤淤时段。第三阶段分别为1984年8月2日～12月和2002年8月27日～11月16日，航道平均水深分别增加0.32 m和0.11 m，使航道水深由最不利的情况逐渐冲刷到航道疏浚前的状况。由此可以看出：中水道水域航道在正常情况下有冲淤变化，但对整个航道水深影响不大，基本呈现冲淤平衡或略有淤积的规律。但7～8月间有骤淤现象，其后航道滩面水域将发生一定的冲刷，使之恢复原滩槽水深维持的状况。

3.2 2005年和2006～2007年浅滩航道疏浚后泥沙的淤积情况

通海航道浅滩段于2004年10月30日疏浚施工，2005年1月19日施工完成，4月通过航道5.5 m阶段的验收，2005年10月～2006年2月进行第二阶段疏浚施工，疏浚至-6.0 m。其间进行了航道水深的检测。各段时间测图水深的变化见图2和图3。

2005年3月航道平均水深疏浚至6.13 m后，近2个月（3月～5月）平均淤厚仅为0.10 m，而5～8月期间经历了瓯江洪水（流量最大达5 000 m3/s）及“海棠”、“麦莎”等台风过程，航道平均水深分别减少0.33 m、0.61 m，航道竣工后至8月总淤厚达1.04 m；2006年3月航道平均水深疏浚至6.64 m，3～6月淤厚0.34 m，6～8月淤厚0.84 m，总淤厚达1.14 m。2006年航道平均水深虽然比2005年竣工后增加了0.5 m，但2 a淤积强度基本一致。2006年9月～2007年8月该海域未经历大的洪水下泄和台风过程，航道平均水深相对发生了冲刷变化，平均冲刷0.26 m。图2和图3显示了航道水深等深线不同时间的变化过程。

瓯江每年3～5月为春汛时间，7～9月为夏汛时间，而此时正值该海域台风季节，由上航道冲淤变化分析，航道发生淤积变化时间正是瓯江汛期洪水下泄和台风期间；其他时期冲淤变化甚微，因此瓯江出海航道泥沙淤积的时期为汛期洪水下泄、台风经过时的强淤过程（或称骤淤），1984年、2002年航道试挖槽以及2006年8月～2007年8月的航道冲淤过程正说明了这一点。

综上分析，瓯江口航道泥沙淤积以骤淤为主，航道治理工程应以控制骤淤的措施为主。

4 结论

（1）工程海区潮汐属正规半日潮类型，为强潮汐海区。工程海区潮流性质属不规则半日浅海潮流，潮流运动基本呈往复流变化，落潮流速大于涨潮流速。（2）工程海区的泥沙来源主要为瓯江河口悬浮来沙或浅滩沉积泥沙再搬运，组成相对较单一，且颗粒较细，不易沉积。（3）航道水域范围多年来总体上处于浅滩（0 m上）略有淤积、0 m下深槽略有冲刷，总体呈现略有冲淤变化的平衡状态。（4）瓯江出海航道泥沙淤积主要发生在汛期洪水下泄和台风经过后的骤淤，且以骤淤为主，其他时期冲淤变化甚微。（5）瓯江出海航道的治理措施应以控制骤淤为主。

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