乐清湾水域纳潮量演变分析

王诚超, 潘国富, 许雪峰, 陈培雄



乐清湾水域纳潮量演变分析

王诚超1, 2, 潘国富1, 许雪峰1, 陈培雄1

(1. 国家海洋局第二海洋研究所 工程海洋学重点实验室, 浙江 杭州 310012; 2. 舟山市港航管理局, 浙江 舟山 316000)

基于1965年以来的不同时期水深地形数据和卫星遥感影像资料, 对乐清湾岸线和不同特征值水深所围水域面积的历史变化进行研究, 根据GIS技术计算乐清湾近50 年的不同水域面积的演变特征。利用实测地形资料和水文数据建立乐清湾海域二维潮流数学模型分析乐清湾水域纳潮量的演变情况。结果表明: (1) 乐清湾海域纳潮量近50 年减少3.16×108m3, 2013年较1965年减少17.69%, 年均递减速率由0.06×108m3/a增加至近年的1.96×108m3/a; (2) 海湾不同区域围填海造成相应海区水域面积的缩减, 但纳潮量对水域面积改变的响应程度有显著差别。内湾滩涂围垦对乐清湾不同湾区纳潮量影响十分有限, 外湾围垦对纳潮量的影响由外湾向内湾明显递减。漩门湾二期工程显著改变乐清湾的潮流形态, 造成各个湾区纳潮量均出现大幅度的调整。本研究可以为海湾的生态环境保护和预测海湾的发展趋势提供量化的参考数据。

乐清湾; 水域面积; 纳潮量; 演变分析

乐清湾是一个与东海相通的半封闭型强潮海湾, 外湾地形相对开阔, 水深自西向东逐渐增大, 西部潮滩宽广, 东部潮流冲刷槽贯通南北[1](如图1)。中湾和内湾岛屿散落其中, 舌状潮滩和树枝状潮汐汊道交错分布[2]。湾底地貌总趋势保持西北向东南倾斜, 由浅滩向深水槽渐变的格局。以乐清市的华秋洞和玉环县的连屿为分界线, 南北地形差异较大。此线以北(中湾, 内湾)岛屿众多、水道交错, 地形起伏大, 湾底潮汐汊道与舌状、连岛坝状滩地相间, 水深自南向北减小。此线以南(外湾)水域开阔, 水深自西向东逐渐增大, 西部为宽广的华岐潮滩, 东部发育有潮流冲刷槽。近50 年为缓解乐清湾沿岸城市发展所需的土地资源紧缺问题, 对乐清湾宽广的潮滩实施了大规模的围海造地工程。这些围堤填海和港口建设工程改变了区域边界条件, 纳潮量可能会因潮流形态的改变产生不同程度的影响。

纳潮量是海湾环境评价的重要指标, 其大小直接影响海湾的水交换能力和污染物质的扩散输移, 直接制约着海湾的自净能力和环境容量, 对于维护海湾特别是半封闭海湾的生态环境至关重要[3]。有关河口海湾纳潮量的研究和分析成果较多, 如乔贯宇等[4]采用声学多普勒海流剖面方法对胶州湾口进行走航观测, 得到了胶州湾的纳潮量; 叶海桃等[5]将滩涂和水域分开, 计算了三沙湾的纳潮量和水体交换时间; 陈红霞等[6]同时采用海图和ADCP测流计计算和分析了胶州湾的纳潮量; 杨世伦等[7]通过考虑河口潮滩面积因围垦而变化的情况, 引进纳潮量计算的新公式, 对胶州湾的纳潮量进行了重现计算和分析; 吴隆业等[8]采用遥感影像资料得到了海口港的水域面积进而计算了纳潮量的变化; 方神光等[9]对伶仃洋水域面积和岸线的历史演变进行了分析和总结, 并利用遥感资料计算了过去近30 年内伶仃洋水域面积的演变情况。

有关乐清湾的大多数研究成果集中在与乐清湾纳潮量变化密切相关的海湾水动力、水环境及水文地貌方面。20世纪90年代以前的研究主要集中在乐清湾的潮流特性、水体交换、细颗粒泥沙沉积作用[10-12],在对乐清湾的动力环境与潮汐潮流、泥沙输移环境、海洋资源开发现状等方面的研究取得了一系列成果。随着技术进步和对生态环境、海洋资源的开发利用的重视, 相关学者对乐清湾的生态、海洋动力环境进行了深入探讨。季小梅等[13]利用3个年份的历史海图资料对比研究了乐清湾近期海岸变化, 认为近期岸线由于围垦持续向海淤进, 各等深线所围水域面积不断减小。李佳[14]建立乐清湾的潮流数值模型系统研究了乐清湾的环境水力特性, 通过分析断面的潮通量较准确地计算了海湾的纳潮量。单慧洁等[15]利用海岸工程建设监测资料和数值模拟方法探讨围填海工程对海洋动力环境的叠加影响。杨晓东等[16]运用机制分解法将悬沙净输移通量分解成多个动力项并讨论不同区域悬沙输移的时空分布特征。

图1 乐清湾地貌图

前人对乐清湾纳潮量的专门研究成果相对较少, 已有研究主要限于某一个特定年份海湾空间几何条件下的纳潮量统计, 从近几十年较长时间尺度和较大空间范围系统研究乐清湾的纳潮量对多年海岸工程的响应鲜有报道。本文通过建立不同年份乐清湾水域二维水动力模型, 探究乐清湾近50年纳潮量的演变规律。为区域海洋资源开发利用、港口规划和生态环境保护供科学依据。

1 数据与方法

利用GIS软件对1965、1988、2005 年3个年份的海图进行数字化, 并与2013年实测地形数据进行坐标和参考基准面的统一校准, 获取乐清湾近50年不同时期的水深地形数据。结合1988、2005、2013 年卫星遥感影像资料, 提取乐清湾历史岸线并计算乐清湾不同水深所围水域面积。根据获得的历史水深和围填海数据, 构建4个年份的二维潮流数值模型, 通过计算不同海区的纳潮量, 系统地分析乐清湾不同时期纳潮量的变化过程, 探究围填海活动对纳潮量演变的影响。

1.1 纳潮量计算方法

通常情况下, 纳潮量是指平均潮差条件下一个海湾可以容纳的海水量。传统的纳潮量计算一般采用的公式为[6, 17]:

=∆∆

式中,为平均潮差条件下的纳潮量; ∆为平均潮差; ∆为平均水域面积(即平均高低潮位所对应水域面积的均值), 平均潮差可根据验潮站的多年实测资料求得。该计算方法简单, 计算结果较为一致。但是∆的计算比较复杂。海图上一般只标示0 m线(理论最低潮面)和岸线(相当于最大高潮线), 位于两者之间的平均高潮线和平均低潮线需通过地形推算求出。

对于湾内岛屿交错、岸线曲折、潮滩宽广的海域由于地形变化较快, 潮水漫滩归槽使潮差在海湾不同区域差别较明显, 纳潮量变化的计算误差较大。本文基于乐清湾复杂的地貌特征, 采用不同时期的地形数据和岸线资料, 基于建立的乐清湾二维潮流数学模型, 通过设置特征断面来统计乐清湾的纳潮量。对潮差随空间变幅明显、流态多变的海湾具有较强的适应性和准确性。因工程建设产生的纳潮量改变, 用该方法的计算结果可以更好地对比因不同围填海等海岸工程对纳潮量的影响。

1.2 数学模型

运用二维潮波运动方程建立正交曲线坐标系下沿水深平均的水动力数学模型, 根据Boussinnesq假定、静水压强假定建立乐清湾水域的二维水动力模型如下[18-19]:

沿水深积分的连续方程:

动量方程:

1.3 模型初始及边界条件

初始条件:

边界条件:

开边界: 边界上主要参考了石塘港、北麂、南麂和琵琶4个潮位站的长期观测资料, 站位如图2所示。采用水位控制, 即用潮位预报的方法得到开边界条件。

图2 乐清湾模型网格边界

开边界采用潮位预报边界条件:

调和常数选用11个分潮, 其中日分潮4个(Q1, O1, P1, K1), 半日分潮4个(N2, M2, S2, K2), 浅水分潮3个(M4, MS4, M6)。分潮调和常数取自边界附近潮位站, 参考同潮图, 根据模型边界与长期验潮站的距离关系对调和常数进行适当调整后用于模型。

闭边界: 在闭边界取流速的法向导数为零, 在潮滩区采用漫滩边界处理。

2 乐清湾特征水深所围水域面积变化

2.1 纳潮水域面积演变

对1965—2005 年的海图和2013年的实测地形数据及1988、2005、2013 年卫星遥感影像资料综合分析, 显示: 近50 年乐清湾各等深线所围水域面积持续减小。20世纪80年代初至21世纪初期, 由于围塘造陆使岸线向海推进加速, 外湾西部的华岐潮滩岸线外推速率明显增大。

通过对乐清湾潮滩演变进行详细的分析, 得出不同水深围成水域面积的变化状况。结果如表1、表2所示: (1)1965—1988年, 乐清湾0 m以上滩涂(岸线至理论最低潮面)的面积减小45.11 km2, 年均减速1.96 km2/a。0~2 m滩涂水域面积减小0.76 km2, 年均减速0.03 km2/a。2~5 m滩涂水域面积减小1.94 km2, 年均减速0.08 km2/a。乐清湾5 m水深水道潮沟所围水域面积23年仅减小0.89 km2, 占总水域面积的25%, 表明潮汐通道的动力沉积环境处于相对平衡状态, 漩门湾的堵港工程并未对潮汐主通道的沉积动力产生明显影响;浅滩深槽水域面积在近23年减小幅度较小, 海湾平面形态和整体地形地貌除因个别工程影响产生局部调整外未现大范围变化。(2)1988—2005年, 乐清湾0 m以上滩涂(岸线至理论最低潮面)的面积减小了23.28 km2, 年均减速1.37 km2/a。0~2 m滩涂水域面积减小6.11 km2, 年均减速0.36 km2/a。2~5 m滩涂水域面积减小7.87 km2, 年均减速0.46 km2/a。乐清湾5 m水以下水道潮沟所围水域面积17年减小19.30 km2, 占总水域面积的24%; 不同水深所围水域面积均出现不同程度减小, 浅滩由于漩门二期筑堤蓄淡对中湾的动力环境产生显著改变而出现面积大幅消减; (3)2005—2013年乐清湾0 m以上滩涂(岸线至理论最低潮面)的面积减小了32.31 km2, 年均减速4.04 km2/a。0~2 m滩涂水域面积减小0.09 km2, 年均减速0.01 km2/a。2~5 m滩涂水域面积减小4.79 km2, 年均减速0.59 km2/a。乐清湾5 m以下水道潮沟所围水域面积8 年增加0.98 km2, 占总水域面积的26%。乐清湾外湾西北侧的华岐潮滩围海造陆使浅滩面积减小, 但0 m以下不同水深所围水域面积却因束水集流作用有扩大趋势, 深槽不同程度朝深宽方向发展, 深槽的泥沙输运能力提高。

表1 不同特征值水深所围水域面积

Tab.1 Water areas enclosed by different depth of eigenvalues

注: “[”表示大于等于, “]”表示小于等于, “(”表示大于, “)”表示小于, 表2同

表2 特征值水深所围水域面积变化

Tab.2 Change value of water areas enclosed by different depth of eigenvalue

2.2 乐清湾岸线演变

乐清湾绝大部分为基岩质岸线, 在内湾的东部、顶部和外湾的北部分布有宽广的淤泥质潮滩。海湾近50年处于弱动力沉积环境中, 基岩海岸抗侵蚀性强, 泥沙在湾内的悬浮与落淤处于相对平衡状态, 岸线在自然条件下未现明显变化。但近几十年来, 人工围塘促淤、围海造陆工程显著改变了海湾的动力条件和岸线演变速率。根据历年海图和遥感影像资料做出了1965—2013年乐清湾海域的水域面积变化(图3), 水域面积统计结果见表3。分析表明: (1)由于近50 年围海造地工程, 特别是漩门二期和华岐潮滩围垦, 整个乐清湾水域面积减小约141.47 km2, 年均减小速率2.95 km2/a。(2)乐清湾围堤具有明显的阶段性特征, 1965—1988年, 海湾开发处于低频率状态, 23 年水域面积减小48.71 km2, 占近50 年总围垦面积的34.43%, 水域面积年均减小速率2.44 km2/a。1988年后海洋开发速率加快, 围填海工程加速实施。1988—2005年围垦面积56.55km2, 水域面积年均减小速率2.83 km2/a, 占总围垦面积的39.97%, 漩门二期围堤的修建使海湾水域面积减小, 对海湾动力环境产生明显改变。2005年后, 出于海湾保护的慎重考虑, 对乐清湾的围垦活动主要集中在外湾的西北部的华岐潮滩。2005—2013年的8 年围垦总面积36.21 km2, 水域面积年均减小速率3.62 km2/a。(3)近50 年,位于外湾西北侧的华岐潮滩围区的围垦总面积约48.33 km2, 占乐清湾总围垦水域面积的34.08%; 漩门二期的围垦面积约36.32 km2, 占乐清湾总围垦水域面积的25.61%。位于乐清湾内湾宽广潮滩之上的围垦面积约为43.52 km2, 占乐清湾总围垦水域面积的30.68%, 且1965—1988年围垦面积占内湾总围垦面积的86.83%。分析表明1988—2013年乐清湾的围垦区域主要集于外湾西北侧的华岐潮滩的近岸水域。

图3 历年围垦面积变化

表3 乐清湾不同时期水域面积变化

Tab.3 Change of reclamation area of the Yueqing Bay in different periods

注: 负号表示减少, 下同

综合以上分析, 乐清湾岸线在自然冲淤动力条件下相对较稳定, 但近几十年人类岸线开发利用活动已对水域面积产生直接影响。近50 年, 乐清湾海域面积减小约141 km2。1988年前围垦集中于内湾; 1988—2005年主要有华岐潮滩围垦和漩门湾二期工程, 仅漩门湾筑堤蓄淡工程就使乐清湾水域面积缩小7%; 2005年后围垦区域集中在外湾西北部的近岸潮滩区域, 这期间中湾、内湾围填海工程受到严格限制, 只出现小规模围垦工程, 湾内岛屿因处于较严格保护状态中而未有较大规模的围海扩建工程。

3 乐清湾数值模型

3.1 模型计算水域

乐清湾水域数值计算范围如图2所示, 东西向距离约45 km, 南北距离约125 km。整个计算水域包括乐清湾、隘顽湾、漩门湾、温州湾、瓯江口等。上边界至石塘镇; 下边界分别为飞云江口南岸、南麂列岛。东边界达牛山岛、披山岛、洞头列岛、北麂列岛20 m水深水域。东边界始于瓯江、飞云江。采用局部加密的曲线正交网格划分研究区域, 乐清湾区域网格尺度控制在100 m左右, 最大网格步长达1 000 m左右。计算时间步长取1 min。

3.2 模型验证

本文采用乐清湾水域同步的实测潮位和潮流观测资料对模型进行验证(站位如图4)。本模型选取乐清湾顶部的江夏验潮站W1、茅埏岛验潮站W2、中湾西部的悦海临时潮位站W3、连屿验潮站W4和小门岛验潮站W5实测数据对模型潮位进行验证; 选取6条水文测验垂线对乐清湾的大、中、小潮潮流进行验证。各点计算潮位与实测潮位拟合较好, 高低潮位误差一般在±15 cm以内, 相对误差在5%以内, 计算潮位与实测潮位相位基本一致。计算流速与实测资料相位一致, 涨落急流速和流速变化过程较为一致, 相对误差控制在10%以内, 流向的拟合亦较好, 无论涨潮还是落潮与实测值相比, 差值一般在10%以内。限于篇幅, 本文仅列出C3站大潮向速流速和W2站的潮位过程线验证结果(如图5、图6)。总体而言, 潮位与潮流的计算结果较为满意, 说明模型计算参数设置是准确、合理的, 所构建的潮流模型是准确可靠的, 可以用于乐清湾海区不同纳潮量演变的历史分析及预测。

图4 模型观测站位

图5 C3站大潮流向、流速验证

Fig.5 Verification of tidal direction and flow speed in the C3 location

图6 W4站潮位过程验证

4 乐清湾纳潮量演变分析

4.1 纳潮量断面布设

根据乐清湾地貌特征, 在所建立的数学模型中设置特征观测断面, 统计乐清湾不同水域的范围不同时刻的潮流通量, 分析该水域在一个潮周期内的纳潮量。因此, 本研究在乐清湾全域分别布设了4个特征潮量观测断面, 分别为乐清湾口门断面、外湾与中湾分界的打水湾-连屿断面、内湾与中湾分界的茅埏岛-分水山断面和东山头-茅埏岛断面(如图4)。

4.2 不同时期纳潮量比较分析

通过建立的乐清湾二维潮流数学模型, 对不同时期的的一个潮周期进行模拟计算。对乐清湾不同历史时期各个断面的纳潮量变化进行比较分析, 特征值统计结果见表4、表5。

1) 乐清湾总纳潮量在近50 年减小3.16×108m3, 减少了17.69%。1965—1988年间纳潮量减小0.01× 108m3, 1988—2005年间纳潮量减小1.21×108m3, 2005—2013年纳潮量减小1.96×108m3。纳潮量分别减少了0.06%、6.79%、11.75%。三个时期的乐清湾水域面积分别减少了9.46%、12.13%、8.8%。由此可见, 纳潮量减少比例与乐清湾水域面积同期减小比例并不具有一致性, 而与围垦区域的布局密切相关。

表4 乐清湾不同时期纳潮量

Tab.4 tide volume of the Yueqing Bay at different years

表5 乐清湾不同时期纳潮量变化

Tab.5 Variation of the tide volume of the Yueqing Bay in different periods

2) 近50 年由于海湾内各种海岸工程的修建, 改变了海湾的边界条件。内、中、外海域的纳潮量分配比例有较大调整。内湾纳潮量由1965年的5.43× 108m3减少至2013年的4.40×108m3, 减少了19.00%。除1988—2005年纳潮量减少1.14×108m3, 其他各个时期纳潮量有不到0.1×108m3微小幅度的增加, 这主要是由于1999—2001年漩门湾二期工程的围填海工程对乐清湾水动力产生非常明显的影响, 漩门湾二期围堤显著改变了经中湾上溯的潮流流态, 纳潮量由于内湾水域面积的大幅缩减而大幅度减少。其他时期内湾水域动力条件相对稳定。中湾纳潮量由1965年的3.53×108m3减小至2013年的3.16×108m3, 减少了10.59%, 仅1988—2005年纳潮量减少量占近50 年总减少量的85%, 模拟结果显示漩门湾二期围堤改变潮流流态。2005年后中湾纳潮量处于相对稳定状态, 呈小幅度减少趋势。外湾水域开阔, 纳潮量受西北部近岸围垦工程影响呈现明显的阶段性。外湾纳潮量1965—2013年减小1.75× 108m3, 2013年相较1965年减少19.72%, 表现为先减小再增加最后又大幅度减小的变化过程。仅2005—2013年的8 年减少幅值就达1.89×108m3, 而1988—2005年间由于漩门湾二期围堤阻滞潮流上溯, 外湾潮差增大, 导致纳潮量有0.25×108m3的小量增加。

3) 各个时期乐清湾不同水域占整个湾区纳潮量的百分比也出现明显的阶段性改变(表6所示), 这主要是由于不同时期海湾内海岸工程的布局不同所致。内湾分配潮量基本维持在31.37%~31.80%, 漩门湾二期工程导致2005年内湾潮量占比减少至26.54%; 中湾则由1965年的20.05%增加至2013年的23.40%, 期间由于漩门湾二期工程缩窄水道造成2005年的潮量占比减少至19.96%; 外湾分配纳潮的变化幅度明显大于其他湾区, 由1965—1988年的约48.5%增加至2005年的53.50%, 之后减少为2013年的45.03%。上述结果表明漩门湾二期和华岐潮滩围涂工程显著改变了乐清湾的潮流动力和潮量分配状况。

表6 不同海域潮量占总水域潮量的比例

Tab.6 The ratio of tide to tidal volume in different waters

4) 中湾通向内湾的茅埏岛东西两侧水道潮量分配比例有略微调整, 具体变化见表7。东侧的茅埏岛-分水山水道分配的潮量由1965年40.24%增加至2013年的40.99%。期间东侧水道的潮通量呈小幅度减小, 之后由于漩门湾二期工程海堤有向北挑流作用及外湾西北部的围垦工程造成西侧潮流通量减小, 潮流向东侧水道集中, 导致东侧水道分潮比由40.24%持续增加至40.99%。

5) 不同湾区围垦量对纳潮量的影响程度差异较大, 数据分析见表8。1965—1988年内湾围垦面积37 km2, 占同时期全湾总围垦面积的76%, 但内湾、中湾纳潮量却基本未变化, 外湾有少量减小。1988~ 2005年间, 内湾区域由于漩门湾二期工程的显著影响, 造成内湾水域面积减少41 km2, 占同期水域面积减少量的73%, 内湾纳潮量的减少量也占同期纳潮量减少量的67%。中湾也出现一定程度的减少, 但外湾却有0.25×108m3的潮量增加, 占变化潮量的14%。2005—2013年, 围垦区域集中在外湾的西北部潮滩, 围垦面积占同期总围垦量的89%, 外湾纳潮量减少量亦占同期变化量的96%, 中湾有小幅度减少, 但内湾纳潮量基本未变。

表7 茅埏岛东、西两侧水道潮通量

Tab.7 The tidal fluxes in the east and west of the Maoyan Island

表8 不同湾区围垦面积与纳潮量变化对比

Tab.8 Comparison of reclamation area and tide variation in different area

上述分析表明, 乐清湾近50 年的海湾几何形态和地貌演变造成该海区纳潮量减小3.16×108m3。2013年较1965年减少17.69%。湾内不同海区分配的潮量比例在不同时期有较大调整, 不同海区潮量变化值和变化率差别明显。在整个乐清湾海域纳潮量显著减小的情况下, 中湾纳潮量总体变化不大。内湾和外湾由于大规模围垦工程造成相关海域水域面积出现大幅度变化而对纳潮量产生较大影响。内湾1988年前的潮滩大规模围垦对整个海湾的纳潮量影响并不显著。但之后漩门湾二期围堤对中湾、内湾的潮流场改变明显, 缩减了内湾水域面积, 减小内湾、中湾的纳潮量但却增加了外湾的纳潮量。2005—2013年外湾西北部潮滩的大规模围填海工程对外湾纳潮量影响明显, 期间外湾纳潮量减小1.89×108m3, 甚至大于近50 年来的总减小幅度1.75×108m3, 但对内湾影响较小, 内湾纳潮量基本未变。外湾围填海工程造成中湾纳潮量有2.37%的减少, 内湾纳潮量甚至有0.14%微小幅度的增加。位于内湾的漩门湾二期海堤的修建改变了潮流流路, 流向楚门湾海域的一股潮流通道直接被阻断, 从外湾上溯的潮流由于堤坝的挑流作用使中湾流速增加, 但流经茅埏岛东西两侧水道的潮量变化只是发生微小调整, 东侧水道潮通量略有增加。

5 结论

乐清湾水域近50年来由于围海造地等海湾开发利用活动, 水文动力及地貌形态发生不同程度改变。为探究乐清湾海域纳潮量对海湾建设的响应, 本文基于实测水文资料、历史地形数据、卫星遥感影像, 采用数值模拟方法对乐清湾海区纳潮量演变情况进行分析和探讨。通过对不同年份的地貌形态与纳潮量变化的对比研究, 总结如下:

1) 数值模拟结果显示乐清湾海域纳潮量近50年减小3.16×108m3, 纳潮量减少17.69%。随着海湾开发建设活动加速, 乐清湾海域纳潮量减少速率加快, 变化速率由0.06×108m3/a递增为近年的1.96×108m3/a。

2) 乐清湾海域内、中、外湾三个湾区的纳潮量调整差别较大, 且具有较大的阶段性特征。内湾在1988—2005年纳潮量减少20.62%, 其他时段潮量改变比例小于2%, 特别在2005—2013年, 内湾纳潮量有微小幅度的增加; 中湾纳潮量经历了一个小幅增加—大幅减小—小幅减小的过程, 1988—2005年纳潮量有8.92%的减小, 其他时段变化幅度小于2.5%。外湾纳潮量很大程度受制于外湾西北部潮滩围垦状况的影响, 2005年前各时段纳潮量变化幅度控制在3%以内, 2005—2013年外湾纳潮量剧烈改变, 减少了20.91%。

3) 内、中、外湾纳潮量约占总纳潮量的30%、20%、50%左右, 不同水域纳潮量占比在不同时期有一定程度的调整。1988—2005年潮量分配发生明显改变, 外湾调整幅度最大, 中湾最小, 内湾幅度次之。内湾潮滩围垦对乐清湾各个湾区纳潮量影响较小, 外湾围垦对内湾、中湾影响亦较小。

4) 由于漩门湾二期围堤的修建阻断了向楚门湾漫滩的潮量, 部分潮流由于堤坝的挑流作用进入茅埏岛东侧水道, 但茅埏岛东西两侧潮量分配比例并未出现明显调整, 东侧潮通量只是微小幅度改变, 分潮比由40.24%增加至40.99%。

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(本文编辑: 刘珊珊)

Analysis of evolution of tidal prism of the Yueqing Bay

WANG Cheng-chao1, 2, PAN Guo-fu1, XU Xue-feng1, CHEN Pei-xiong1

(1. Key Laboratory of Engineering Oceanography, Second Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Hangzhou 310012, China; 2. Zhoushan Port Administration, Zhoushan 316000, China)

In this study, we investigated the historical change conditions along the Yueqing coastline and the different characteristic water depths around the area. Based on the topographical data of different periods and satellite remote sensing image data since 1965, we accurately calculated the evolution characteristics of different water areas over these 50 years. Also, using actual measured topographical and hydrological data, we developed a two-dimensional tidal mathematical model of the Yueqing Bay to analyze the evolutionary changes in the tidal volume. The results reveal that: (1) The tidal volume in the Yueqing Bay has decreased by 3.16 × 108m3over the past 50 years. Compared with the tidal volume in 1965, the tidal volume of 2013 shows it to have decreased by 17.69%. The average annual decline rate has changed from 0.06 × 108m3/a to the current 1.96 × 108m3/a. (2) Enclosing and reclamation processes in different areas have shown some impact on the reduction of the sea water area, but the tidal volume impact is significant. The inner enclosing impact has been small whereas the outer enclosing impact has obviously diminished from inside the bay to the inner bay. The second phase of the Xuanmen Bay has had a great impact on changes in the Yueqing Bay’s tidal status, and has greatly affected the tidal volumes in all bays in the area. As demonstrated in this study, it is possible to provide quantitative reference data for the ecological environment protection of the bay and to forecast the development trend of the gulf by exploring the mutual responses of the change in the tidal volume and the reclamation activity in the Yueqing Bay.

the Yueqing Bay; water area; tidal prism; evolution analysis

[Provincial Natural Science Foundation of Zhejiang, No. LY13D06000]

Oct. 19, 2016

TV148.2 ; X55

A

1000-3096(2017)08-0076-10

10.11759/hykx20161019001

2016-10-19;

2016-12-14

浙江省自然科学基金项目(LY13D060003)

王诚超(1990-), 男, 江西抚州人, 硕士研究生, 主要从事河口海岸过程及工程运用研究, 电话: 18258874206, E-mail: 1059453335@qq.com