宁波镇海港区淤积机理及影响因素分析

郜会彩，李志永，王瑞峰，李若华

(浙江省水利河口研究院，杭州 310020)

1 研究背景

土地资源短缺是人类面临的严峻问题。预测21世纪中期我国人口将净增2亿～3亿，而耕地减少累计量将达1 800 km2，届时我国将缺少4亿～5亿人口的生存空间［1］。许多沿海国家与地区都将与海争地作为解决土地资源不足的重要途径，如荷兰的围海造陆、日本废弃物填海造陆、澳门的填海造地等。随着我国沿海经济的快速发展，围海造地便成为增加岸线资源、缓解用地紧张的有效途径。杭州湾南岸镇海岸段自上世纪80年代后期开始围涂，至今累计围涂面积约4 467 hm2(6.7万亩):80年代围涂约2 000 hm2(3.0万亩);2001年底宁波港镇海港区为兴建18#泊位，在拟建泊位后方促淤围涂40 hm2(600亩)，作为码头的化工储罐区和堆场;2002年和2004年分别围涂1 133 hm2(1.7万亩)和800 hm2(1.2万亩);2005年新泓口围涂493 hm2(0.74万亩)［2］。这些围海造地工程改变了周边的地形和水流泥沙条件，使宁波港镇海港区赖以生存的外游山深潭逐渐萎缩淤浅。本文利用翔实的实测地形资料对外游山深潭的淤积机理和原因作出解释，区分不同因素对港区淤积贡献的大小，揭示人类活动影响下港区泥沙淤积机理和规律，为天然深水良港的可持续发展提供科学依据。

2 港区概况

镇海港位于宁波甬江口北岸，其NNW－N向水域开阔，与钱塘江河口相连，正北与南汇咀隔海相望，NNE－ESE向水域为舟山金塘水道，该水域有七里屿、黄蟒山、金塘山以及大榭岛等岛屿为天然屏障，使宁波港成为不可多得的天然良港。目前镇海港区有已建的 17#，18#，19#，20#泊位，以及拟建的 21#，22#泊位。各泊位位置及外游山深潭等高线如图1所示。由图1中(2008年7月测图)等深线可知，外游山深潭大致呈东西向椭圆形，－15 m等高线长轴长1 640 m，短轴长610 m。镇海港区各泊位均沿外游山深潭布置，并依赖外游山深潭的优良水深条件而存在。但近年来随着人类活动的加剧，外游山深潭正处于快速淤积状态，80年代以来累计淤积幅度达15.0 m。1995年后深潭－30 m等高线消失，至2008年－20 m等高线消失，－15 m等高线也明显向东侧淤缩。而－15 m等高线则是镇海港赖以生存的生命线，因此，亟需对外游山深潭的淤积机理和原因作出解释，为镇海港的生存和发展提供科学依据。

图1 镇海港各泊位位置及外游山深潭等高线图Fig.1 Location of berths at Zhenhai harbor and contours of the pool at Waiyou mountain

3 海域水动力特性

镇海港海域潮汐为非正规浅海半日潮，镇海站多年平均潮差1.91 m，平均涨潮历时6 h 18 min，平均落潮历时6 h 7 min。外海潮波由东南向西北挺进，传至浙江近岸，受岸壁阻碍、岛架堵截和地形制约，多沿水道或岸线走向传播。涨潮时东南方向的外海潮流先后从佛渡水道、虾峙门、清滋门和福利门水道等进入峙头洋，再经螺头水道在大榭岛附近水域分成两股，一股通过册子水道经西堠门和富翅门进入杭州湾，另一股则向西经金塘水道进入杭州湾，镇海港水域涨潮时主要受此股涨潮流的影响。如图2所示，水流出金塘水道后，水域边界突然放宽，水流发散，深槽分汊，一股贴甬江口沿外游山深潭西进，另一股沿金塘山西侧北上。落潮时来自杭州湾的落潮流下泄至该水域时，受地形影响过水断面缩窄流势渐强，对该水域有着重要影响。

图2 外游山深潭及附近海域图Fig.2 The pool at Waiyou mountain and the surrounding waters

4 海域泥沙特性

泥沙运移常常是波浪或水流共同作用的结果。水流可冲刷海床和海岸，或从别处携带泥沙落淤;波浪会侵蚀海岸产生泥沙，或掀动浅滩泥沙后，让波流或海流把它带走［3］。根据相关研究［2］，镇海港附近海域存在来自杭州湾的净输沙:大潮期泥沙从杭州湾内随落潮流进入该海域，一个潮周期其量值可达0.011 3亿t;中潮时净输沙的方向以及量值与大潮基本相同;小潮期，净输沙方向相反，泥沙从该海域进入杭州湾内部，其值达0.009 4亿t。对净进出水量而言，是从镇海海域向杭州湾内部输移，净输沙和净输水方向截然不同反映了镇海港海域海床演变的复杂性。

该海域海床沉积物类型均属黏土质粉砂，其中，砂含量约占1.15%，粉砂含量约占59%，黏土含量约占39.8%。据底质调查，该海域的沉积物分布具有如下特点:纵向上，自南向北，沉积物粒径具有逐渐变细的特点;横向上，灰鳖洋海域中部沉积物颗粒稍粗、两侧细，这种沉积物的分布特点是受金塘水道强潮流和岛屿隐蔽作用的结果。

5 冲淤分析

5.1 冲淤基本面貌

富宏的进潮量使金塘水道能维持70～80 m水深，涨落潮流紧贴甬江口两侧岸线，在深槽区往复流动，因此镇海岸滩长期以来较为稳定。根据1928—2002年的1∶50 000水下地形测量图，对本海域进行了冲淤分布分析(图3)。以甬江口为界，东西两侧冲淤面貌不同，东侧总体呈微弱冲刷，镇海港区所在的甬江口以西区域呈缓慢淤积态势。

图3 工程海域1928—2002年冲淤面貌Fig.3 Features of erosion and deposition in the surrounding waters of the project(1928—2002)

图4 海域－15 m等高线变化图Fig.4 Variation of －15 m contour lines in the surrounding waters of the project

图4为该海域－15 m等高线图(由篇幅所限，－20，－30 m 等高线略)，根据该海域 －15，－20，－30m等高线的历年变化可知，自1888—2011年百余年间，深槽位置总体大致未变，金塘水道及沿金塘山西侧深槽的各等高线变化也不大，但甬江口外游山深潭水域变化较大，主要表现为淤积。受杭州湾南岸外围淤积和附近围垦工程等人类活动的影响，深槽逐年淤高;1995年及以后－30 m等高线消失，至2008年－20 m等高线消失，－15 m等高线明显向金塘水道方向淤缩(约2.8 km)，只在外游山头部留有－15 m高程的局部深潭。

5.2 淤积原因分析

5.2.1 人类活动的影响

外游山深潭的发育和保持，主要有潮流和地形2方面的因素:①金塘水道富宏的进潮量使金塘水道能维持70～80 m水深，涨落潮流紧贴甬江口两侧岸线，在深槽区往复流动，同时杭州湾由北而南的落潮流受岸线约束，在外游山附近潮流有所增强;②镇海岸线呈西北至东南走向，强劲的落潮流受镇海港区北侧岸线阻挡后，流向朝东，绕过外游山后，再汇入金塘水道，镇海港区北侧岸线及外游山体因向外伸出类似于丁坝头部而形成一冲刷深潭［4］。但最近几十年的人类活动使该海域的地形和水流条件产生了明显变化:

(1)为兴建镇海港，1975年8月在招宝山至游山间抛筑了长约3 186 m导堤，截断了岸滩与甬江口外的水沙交换;导堤建成后，甬江口门下移至外游山附近，导堤西侧流隐区出现明显淤涨。

(2)20世纪80年代后镇海边滩围涂约2 000 hm2(3万亩)，使岸线外移1.0 km。

(3)2001年为兴建镇海港18#泊位，其后方围涂约40 hm2(600亩)用作罐区，它直接改变了深潭附近海域的地形水流条件，且使岸线向外推出250 m，外游山体在水域中长度由300 m缩短为50 m，对水域内涨、落潮流压缩和挑流的矶头作用明显减弱，造成外游山深潭的进一步淤积［5］。

(4)2002—2004年镇海岸段围涂约1 933 hm2(2.9万亩)，使岸线外推约0.4 ～1.7 km;2005 年开始施工，至2008年7月合龙的新泓口围涂，使新泓口岸段岸线外推1.3～1.8 km;2006年4月兴建金塘大桥。

(5)杭州湾南岸的淤积环境也是引起外游山深潭淤积的一个大背景。

综上所述，海域深槽的范围因金塘水道较为稳定而基本不变，然而海域的局部冲淤则与人类活动关系密切。①围海造地、修筑导堤等人类活动直接引起潮量减少，该水域水流动力作用逐渐减弱，水流动力作用的这种减弱趋势，势必导致该水域向淤缩方向发展;②局部围涂使外游山深潭的矶头效应显著削弱，引起深潭的进一步淤积;③落潮流指向边滩有利于泥沙向岸边搬运，易在边滩沉积。镇海海岸及外游山深潭的淤涨主要与这3个因素有关。

5.2.2 各影响因素贡献分析

为了更深入了解外游山深潭冲刷坑淤积的原因，分析各影响因素对该水域淤积的贡献，采用1963年以来的6次测图，分析其冲淤变化。表1为外游山深潭冲淤厚度与对应的人类活动。

表1 外游山深潭冲淤变化Table 1 Variation of erosion and deposition in the pool at Waiyou mountain

由表1可以看出，自1963年以来外游山深潭共淤积约19 m。可以粗略的划分如下:其中1984年以前约3.3 m的淤积由 1975年修筑导堤引起;1984—1999年约9.0 m的淤积由镇海岸段2 000 hm2(3万亩)围垦引起;1999—2005年约7 m的淤积由18#泊位后方的40 hm2(600亩)围涂、修建18#泊位以及镇海岸段的1 933 hm2(2.9万亩)围涂引起;2005—2008年淤积的0.5 m由新泓口围垦引起。2008年7月至今不淤反冲了约1.0 m，这估计与大环境灰鳖洋床面这期间呈冲刷有关。

需要说明的是，尽管外游山深潭的淤积是由远、近处的各种人类活动引起的，但其淤积机理不尽相同。远处的围涂主要是流速减小引起淤积;而近处外游山上游侧的40 hm2(600亩)围涂因缩短突体长度，显著削弱外游山的矶头效应而引起淤积。后者虽然围垦涂面积不大，但对外游山深潭淤积影响的权重比远区围垦大［3］。

6 结语

(1)外游山深潭的发育和保持，是该海域特殊的地形、水文等条件(详见5.2节)共同作用的结果。围海造地工程和杭州湾南岸外围淤积环境改变了周边的地形和水流泥沙条件，致使宁波港镇海港区赖以生存的外游山深潭逐渐萎缩淤浅。1995年及以后深潭－30 m等高线消失，至2008年－20 m等高线消失，－15 m等高线也明显向东侧淤缩。外游山深潭的快速淤积是对人类活动改变该海域地形、水文条件做出的响应。

(2)对镇海港赖以生存的外游山深潭近40年的淤积原因进行了梳理，区分了不同因素对港区淤积贡献的大小，其中周边规模较大的围涂和外游山局部围涂使其矶头效应显著削弱是造成该深潭持续淤积的主要原因。

(3)在实施海岸工程时，必须进行综合规划，选择综合效益最佳的方案。随着我国海岸线利用的规模扩大，类似工程之间的矛盾也会不断出现，要解决这一问题必须制订综合发展和建设规划，并不断加以协调、修正、完善，这样才能保证海岸带开发的可持续性。

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［2］余祈文，李耒武，耿兆铨，等.镇海新泓口围涂工程专题研究报告［R］.杭州:浙江省水利河口研究院，2003.(YU Qi-wen，LI Lai-wu，GENG Zhao-quan.Research Report on Xinhongkou Reclamation of Zhenhai［R］.Hangzhou:Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary，2003.(in Chinese))

［3］杨干然，李春初，罗章仁.海岸动力地貌学研究及其在华南港口建设中的应用［M］.广州:中山大学出版社，2004.(YANG Gan-ran，LI Chun-chu，LUO Zhang-ren.Research on Coastal Dynamical Geomorphology and the Application in the Construction of South China Port［M］.Guangzhou:Sun Yat-sen University Press，2004.(in Chinese))

［4］韩曾萃，陈森美，伍冬领，等.河口海岸凸体刷坑最大深度及形态［J］.海洋工程，2007，25(2):78－84.(HAN Zeng-cui，CHEN Sen-mei，WU Dong-ling，et al.The Maximum Depth and Morphology for the Convex in Estuaries and along Coasts［J］.The Ocean Engineering，2007，25(2):78 －84.(in Chinese))

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