乐清湾水动力及泥沙环境特征

夏若琪，韩志远，许婷

（1.温州海湾水运工程咨询设计有限公司，温州325001；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）

乐清湾水动力及泥沙环境特征

夏若琪1，韩志远2，许婷2

（1.温州海湾水运工程咨询设计有限公司，温州325001；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）

摘要：基于现场实测水文泥沙资料，对乐清湾水动力条件及泥沙环境进行了研究。乐清湾为半封闭型淤泥质海湾，湾内波浪小、潮差大、深槽流速大、波浪掀沙作用不强、水体含沙量低；乐清湾底质以粉砂质粘土为主，与瓯江口以细砂为主的底质明显不同，乐清湾内水体含沙量也明显低于瓯江口，因此乐清湾受瓯江下泄泥沙直接影响较小，湾内泥沙主要来自近岸浅滩泥沙的就地悬浮搬运。

关键词：水动力；泥沙环境；泥沙来源；乐清湾

乐清湾位于浙江南部沿海，瓯江入海口北侧，东、西、北三面被陆地包围，呈南北向分布，长约42 km，东西向水域开阔，平均宽度10 km，南侧口门宽约21 km，为半封闭型海湾（图1）。南侧有大门岛、小门岛、鹿西岛等岛屿作为天然屏障，湾内水域经由南侧岛屿间水道与温州湾、东海相连。乐清湾总面积约464 km2，其中海涂面积占47%，达221 km2。

根据温州港总体规划，乐清湾内规划港区岸线34 km，乐清湾港区将充分发挥温州港在外贸货物、中长距离的能源、原材料等大宗散货运输中的枢纽作业，将逐步建设成为规模化、集约化的综合性港区［1］。因此乐清湾内水动力及泥沙环境特征，对于乐清湾的开发利用和海洋环境保护将有重要意义。

图1　温州乐清湾形势图Fig.1Sketch of Yueqing Bay in Wenzhou

1　地貌形势

新华夏系是乐清湾主要构造体系，也是规模较大的断裂带。NNE—SSW向主断裂带和次一级的EW向、NE向、NEE向断裂控制了乐清湾的展布形态，亦使得湾内岸线曲折，岬湾相间［2］。在基岩港湾的背景上，长期接受沿岸河流和海岸侵蚀物质的充填，多数基岩海岸外，发育有宽度不等的淤泥质潮滩，形成港湾淤泥质海岸。

乐清湾内有岬角、基岩岛屿分布，深槽深入到清江附近。海湾中部的钟山～连屿断面宽约4.5 km，为湾内最狭窄、水深最大的断面，犹如狭窄的湾口控制着连屿北侧宽阔水域的涨、落潮水流和潮量；连屿以北深槽靠近西岸，深槽东侧以及湾顶为宽阔的浅滩水域；连屿南侧海湾呈喇叭口放大，深槽靠近东岸，深槽西侧为平坦开阔的浅滩水域，形成西侧宽阔的浅滩滩涂和东侧狭窄深槽的格局。

2　水动力

2.1瓯江径流

乐清湾南侧紧邻瓯江入海口。瓯江是浙江省第二大河流，发源于浙南庆元县仙霞岭，流经龙泉、云和、青田、永嘉、温州、乐清等县市，沿程有楠阴溪、宣于溪、好溪、小溪、楠溪江等支流汇入，全长388 km，流域面积1.8万km2，属于山溪性河流。据瓯江河口水文站多年资料统计：多年平均径流量为469.1 m3/s；多年平均入海径流总量为148.05亿m3；实测最大洪峰流量为22800m3/s，最小流量为10.6 m3/s，最大与最小年平均流量和径流总量变化达3.4倍；径流量主要发生在3～8月（占全年下泄流量的76.1%），最大流量主要出现在6月，最小流量出现在10月～翌年2月份枯水季［2］。

2.2风和波浪

据乐清气象站1960～1994年风资料统计（图2）：常风向为NE向，频率为11.7%，其次为NNE向和S向，频率分别为7.2%和7.1%；强风向为SSE向，最大风速为25.0 m/s，次强风向为NE向，最大风速为23.0 m/s。

本区每年4～11月都会受到台风影响，其中7～9月台风侵袭频繁。根据多年台风资料统计［1］，影响本海区的台风共出现232次，平均每年5.1次，最多的1961年达10次。7～9月台风出现的次数约占全年总数的84%［1］。台风对本地区的影响一般持续2 d时间，台风登陆时极大风速为40 m/s以上，并出现狂风暴雨，水位上涨，巨浪滔天，给当地带来极大损失。

据乐清湾沙港头浮标测波站2011年12月～2012年11月波浪实测资料统计可知（图3）：常浪向为N，频率为26.81%，次常浪向为SSW，频率为10.31%；强浪向为SW，其Hmax波高为1.8 m，次强浪向为SSW，Hmax波高为1.7 m。H4%波高≤0.5 m占94.57%，H4%波高＞1.0 m仅占0.13%。乐清湾海域由于掩护条件好，波浪相对较小。

图2　乐清气象站风玫瑰Fig.2Wind rose of Yueqing Bay

图3　沙港头浮标站波玫瑰Fig.3Wave rose of Shagangtou buoy station

2.3潮汐

据乐清湾内沙港头潮位观测站资料分析，该海域潮汐形态系数（HO1+HK1）/HM2值均小于0.5，属于正规半日潮型，但局部区域浅水影响系数HM4/HM2＞0.04，因此该海域属于非正规浅海半日潮类型。

乐清湾为强潮海域，潮差由南侧口门向北侧逐渐增加，沙港头实测最大潮差超过7.95 m，年平均潮差4.71 m。涨潮平均历时由南侧口门向北部湾内逐渐增大，落潮平均历时逐渐减小，湾内涨潮历时大于落潮历时。

另外，由于指挥员缺乏对实际战场的了解，造成了一些不必要的伤亡。冯仁昌举了一个例子：“我们没有坦克和装甲车的支援。但我军很多士兵都是乘着坦克前进的。当时有上级下令，要求战士们将腰带绑在坦克上，这样可以随着坦克来机动。但是越南军队使用了高射机枪，在山头上对我军进行扫射。由于腰带来不及解开，很多士兵被打死在车上。”

表1　乐清湾各站潮流特征值（2011-07）Tab.1Statistics of current velocity in Yueqing Bay（2011-07）m/s

2.4潮流

乐清湾内涨、落潮流受到岸线、岛屿和深槽地形的影响，基本呈现为往复流运动。根据2011年7月24～30日全潮观测资料统计（测站位置如图4）：乐清湾西部浅滩流速最小，涨落潮垂线平均流速在0.14～0.21 m/s，最大流速在0.32～0.38 m/s；小门岛西侧沙头水道流速大小居中，涨、落潮垂线平均流速在0.29～0.35 m/s，最大流速在0.56～0.79 m/s；乐清湾深槽水域流速最大，涨落潮垂线平均流速在0.31～0.46 m/s，最大流速在0.64～0.91 m/s。流速呈落潮略大于涨潮、深槽大于边滩的变化规律。

2.5盐度

根据2011年7月水文全潮盐度结果，乐清湾海域如表2所示。1#、8#、10#、11#站在本次水文全潮中所测得的盐度较小，盐度平均值在15‰～23‰，其余测站全潮期间盐度测量值约在28.7‰。本海域为强潮海区，盐度在垂线分布上呈强混合型，表、底盐度较为均匀，最大盐度一般出现在高潮位时，低潮位时盐度相对较低，同时除南侧沙头水道附近受瓯江径流影响较大外，其余水域影响较小，说明瓯江径流对乐清湾内盐度影响较小。

图42011　年7月大潮各站流速矢量Fig.4Tidal current vector in Yueqing Bay in July 2011

3　泥沙环境

3.1水体含沙量

（1）2011年7月水文全潮含沙量。2011年7月水文全潮观测期间乐清湾水域涨、落潮潮段平均含沙量和垂线平均最大含沙量统计其结果如表2，由表2可以看到：各站涨、落潮平均含沙量，大潮为0.029～0.371 kg/m3，中潮为0.03～0.15 kg/m3，小潮为0.03～0.102 kg/m3。各站涨、落潮垂线最大含沙量为0.04～0.52 kg/m3。从平面分布上看，以瓯江口北侧沙头水道1#、2#站以及乐清湾西部浅滩水域9#站的含沙量较大，其大潮涨潮最大含沙量为0.371 kg/m3；而其余各站基本位于深槽内，平均含沙量均在0.04 kg/m3左右，最大含沙量也仅为0.1 kg/m3。深槽内各站含沙量不大。各站全潮平均的悬沙中值粒径D50为0.0074mm，各站差异不大。

（2）2003年全年固定站含沙量。据乐清湾沙港头水文测站2003年1月1日～12月31日每日两次高、低潮位时表、底层水样含沙量观测资料分析，结果如表3。由表3可以看到：全年各月平均含沙量，表层介于0.043～0.156 kg/m3，年均值为0.080 kg/m3；底层介于0.068～0.264 kg/m3，年均值为0.142 kg/m3，底层最大为1.213 kg/m3。从各月平均含沙量的分布情况来看，以每年1～4月含沙量最大，这和乐清湾冬季盛行偏北风以及江浙沿岸的高含沙量水流有关。这说明该水域水体含沙量相对较小。

表2　乐清湾海域各测站含沙量特征值（2011-07）Tab.2Suspended sediment concentration in Yueqing Bay（2011-07）kg/m3

表3　沙港头站2003年逐月平均含沙量统计Tab.3Monthly averaged suspended sediment concentration in Shagangtou station（2003）kg/m3

（3）2005年大风天含沙量。根据2005年7～9月乐清湾附近登陆的5号台风“海棠”（7-19）、9号台风“麦莎”（8-6）、13号台风“泰利”（9-1）和15号台风“卡努”（9-11）4次台风影响期间沙港头滚装码头栈桥站（离岸边440 m）和靠岸边滩置固定站水体含沙量观测结果分析可知：乐清湾港区范围水体含沙量仅在台风登陆前后8 h有增大的情况，栈桥站底层最大含沙量达到0.85 kg/m3，靠岸浅滩由于大风浪的掀沙作用，最大含沙量达到3.04 kg/m3。因此，一次台风过程对该海域水体含沙量增加有限，历时短暂（仅为一次涨落潮过程），台风对于该海区水体含沙量影响有限。

（4）结合瓯江口1999年、2002年、2005年历次水文全潮含沙量观测资料分析，瓯江口含沙量分布呈现由口内（七里）向外海（小门岛）逐渐减小的趋势，其中以七里最高，平均含沙量超过0.9 kg/m3；沙头水道水域也较高，平均含沙量在0.6～0.7 kg/m3，垂线最大含沙量可达3～4 kg/m3。瓯江口含沙量明显高于乐清湾内。由此可以看出，乐清湾海域除南侧的沙头水道附近的含沙量较高外，其余水域含沙量均不大，瓯江口以及外海泥沙的影响不大［3］。

3.2底质泥沙

据2005年7月该水域表层底质取样结果（图5）：瓯江河口区域除靠近边滩与深槽底质为粘土质粉砂、粉砂质砂外，底质类型大部分为细砂，底质中值粒径为0.153 5～0.356 mm；乐清湾边滩和深槽水域底质类型均为粉砂质粘土，底质中值粒径基本在0.002～0.005 mm。

由此可见，瓯江下泄粗颗粒泥沙主要堆积在瓯江北口水道及附近浅滩水域，乐清湾水域受瓯江下泄泥沙直接影响较小，工程区附近泥沙主要来源于近岸浅滩泥沙的再搬运及外海泥沙。

图5　乐清湾海域底质类型及D50分布图Fig.5Distribution of seabed sediment type and D50in Yueqing Bay

3.3泥沙来源

乐清湾内悬沙来源途径有径流输沙、湾外海域来沙及湾底掀沙3个方面，其中湾底掀沙是乐清湾直接的泥沙来源，径流输沙及湾外海域来沙是间接来源。

（1）乐清湾沿岸入海较大河流为瓯江，该河流为山溪性河流，降水量多集中于夏季，水势暴涨暴落流速较大，携带的物质一般较粗。多年平均输沙量为205.1万t，来沙量不多。瓯江河口区底质泥沙多为细砂，中值粒径为0.154～0.356 mm；而乐清湾浅滩和深槽水域以粉砂质粘土为主，粒径在0.002～0.004 mm，瓯江口的底质与乐清湾内有明显不同。由此可以看出，瓯江河口上游来沙对乐清湾海域的影响有限或不大。

（2）浙江沿海海域潮流主要由太平洋黑潮暖流进入浙闽海域（称台湾暖流）和沿岸流两个系统组成，其中台湾暖流每年春初～秋末在南风作用下沿岸线北上，由于其水清、含沙量小，使该沿岸区域泥沙随流北上，岸滩冲刷，每年秋末～春初该岸线海域盛行东北、西北风，台湾暖流势力减弱，长江口淡水舌南偏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 nm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［6］，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，与其海域来沙相比，差异很大。因此可以说长江口外泥沙的南下扩散是温州海域在历时长期演变过程中形成大面积和宽度较广的淤泥质浅滩的主要泥沙来源［3-5］。

（3）乐清湾海域含沙量呈近岸高、外海小以及浅滩高于深槽的分布特点，表明本海域近岸浅滩泥沙的就地悬浮搬运对水体含沙量的影响最大。因此，对乐清湾有影响的泥沙主要来自于近岸浅滩泥沙的就地悬浮搬运。

4　结语

（1）乐清湾为半封闭型淤泥质海湾，东、西、北三面被陆地包围，南侧有大门岛、小门岛、鹿西岛等岛屿作为天然屏障，湾内由于掩护条件好，波浪相对较小。

（2）乐清湾潮汐属非正规浅海半日潮类型。乐清湾为强潮海域，实测平均潮差达5.05 m。涨、落潮流基本呈往复流运动。湾内深槽水域流速大，涨落潮垂线平均流速在0.31～0.46 m/s。

（3）湾内波浪动力不强，波浪掀沙能力较弱，海域涨、落潮平均含沙量为0.029～0.371 kg/m3，涨、落潮最大含沙量为0.04～0.52 kg/m3。

（4）乐清湾边滩和深槽水域底质均为粉砂质粘土，底质泥沙中值粒径基本在0.002～0.005 mm。乐清湾底质与瓯江北口水道及附近浅滩水域以细砂为主的底质明显不同，表明乐清湾受瓯江下泄泥沙直接影响较小。表明本海域泥沙主要来自近岸浅滩泥沙的就地悬浮搬运。

参考文献:

［1］中国海湾志编纂委员会.中国海湾志：第六分册［M］.北京:海洋出版社，1993.

［2］韩志远，麦苗.乐清湾港区一期拓展区工程水动力泥沙环境及海床稳定性分析［R］.天津：交通部天津水运工程科学研究所，2013.

［3］李孟国，李文丹.温州港深水航道三维潮流数值模拟［J］.水运工程，2010（1）：86-87. LI M G，LI W D.Numerical simulation of 3D tidal current in deepwater channel at Wenzhou port［J］.Port&Waterway Engineer⁃ing，2010（1）:86-87.

［4］叶建国，庄晓荣.乐清湾港池开挖后骤淤可能性分析［J］.海洋工程，2007，25（1）:114-119. YE J G，ZHUANG X R.Analysis on possibility of silting up after harbor basin excavation in Yue⁃qing Bay［J］.The Ocean Engi⁃neering，2007，25（1）：114-119.

［5］李伯根，许卫忆，陈耕心.乐清湾悬沙的浓度分布与运移［J］.东海海洋，1992，10（1）:33-39.LI B G，XU W Y，CHEN G X.Distribution and transport of suspended sediment of Yueqing Bay［J］.Donghai Marine Science，1992，10（1）:33-39.

［6］陈吉余.中国海岸发育过程和演变规律［M］.上海：上海科学技术出版社，1989.

三峡河段首个航道整治工程通过验收

本刊从长江三峡通航管理局获悉，三峡大坝至葛洲坝之间的乐天溪航道整治工程已通过竣工验收。该工程位于三峡大坝至葛洲坝两坝间上段的黄陵庙与青鱼背之间，处于三峡大坝下游交通管制区。工程自2010年12月起开工。总投资超过1.5亿元，建设过程中共炸除乐天溪锚地和乐天溪河段船舶航行水域碍航礁石36.71万m3，清渣34.25万m3，航道疏浚1.5万m3。整治后锚地面积增加至46.8万m3，锚地水深增加到5.5 m，锚地水域面积增加了30%，极大改善锚地锚泊条件；同时，配套建设的航标和锚位标等设施，有效改善通航水流条件，增大航道航行水域尺度，满足分边航行的行宽要求，船舶通行的安全性也得以提升。（殷缶，梅深）

嘉陵江利泽航运枢纽工程项目建议书获批复

2014年9月25日，渝川两省市发展改革委联合行文批复了嘉陵江利泽航运枢纽工程项目建议书。该枢纽是国家“十二五”重点建设项目之一。枢纽坝址位于合川区利泽场，上游与武胜县桐子壕航电枢纽衔接，下游与草街航电枢纽相连。项目开发以航运为主、航电结合、以电促航，航道按照四级航道标准进行建设。工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。枢纽建筑物由泄洪冲砂闸、电站、船闸、左右岸连接段及护坡工程，以及生产管理用房等附属工程组成。正常蓄水位为210.725 m，电站装7.4万kW，水库总库容6.19亿m3。（殷缶，梅深）

Biography：XIA Ruo⁃qi（1979-），female，engineer.

中图分类号：TV142；O 242.1

文献标识码：A

文章编号：1005-8443（2014）05-0503-06

收稿日期：2014-02-20；修回日期：2014-04-14

作者简介：夏若琪（1979-），女，浙江省温州人，工程师，主要从事港口航道工程研究。

Hydrodynamic and sedimentary characteristics in Yueqing Bay

XIA Ruo⁃qi1,HAN Zhi⁃yuan2,XU Ting2
（1.Wenzhou Haiwan Marine Transport Project Consultation Design Co.,Ltd.,Wenzhou 325001,China;2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,Key Laboratory of Engineering Sediment,Ministry of Transport,Tianjin 300456,China）

Abstract:Based on the field hydrodynamic and sedimentary data,the natural conditions and sediment environ⁃ment of Yueqing Bay were studied in this paper.The conclusions are shown as follows:Yueqing Bay is a semi⁃en⁃closed clayey bay with small waves,and the tidal range and flow velocity in deep grooves are large.The suspended sediment concentration(SSC)in the bay is low.Seabed sediments in the bay are mainly silty clay and seabed sedi⁃ment is not active.The seabed sediment in Yueqing Bay is different to that at Oujiang estuary covered mainly with fine sand,and the SSC in Yueqing Bay is much lower than that in Oujiang estuary.Therefore,the sediment sources in Yueqing Bay mainly come from the local nearshore shoal,and there is small impact of sediments from Oujiang es⁃tuary on Yueqing Bay.

Key words:hydrodynamics;sediment environment;sediment source;Yueqing Bay