东营港附近水动力环境特征及其对岸滩地貌的作用

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摘 要：本论文从气象、潮汐、潮流以及地貌方面分析了港口扩建工程对东营港水动力变化的影响；东营港附近海浪以当地风生浪为主，根据东营港气象站资料统计，常风向为S向，次常风向为ENE向；东营海域为半封闭型，大部岸段的潮汐属不规则半日潮；港口的扩建使得东营港海区海洋动力平衡发生改变，造成部分地区的航道淤积；东营港附近岸滩的泥沙主要是粉砂，通过分析东营港海域沉积物的特征及分布，研究岸滩地貌演变。

关键词：东营港；水动力变化；影响；岸滩地貌变化

基金项目：国家级大学生创新创业项目（201510452006）；山东省自然科学基金项目（ZR2009EM008）。

东营港地处东北经济区与中原经济区、山东半岛与京津塘地区交通通道的中心控制点，位于黄河入海口以北50公里处，北距天津港90海里，东距龙口港72海里，距大连港122海里，与河北曹妃甸、秦皇岛港隔海相望。

1东营港概况

东营港海域等深线密集，是渤海湾泥质海岸建设深水大港的天然良址。东营市海岸线全长412.67公里，约占山东省海岸线的1/9。沿岸海底较为平坦，浅海底质泥质粉砂占77.8%，沙质粉砂占22.2%。东营港是渤海南部一个综合性港口，地处黄河入海口之北，由于独特的地理位置，该海域的主要特点是风急、浅滩广、避风条件差，受季风影响大。辖区岸线受黄河常年冲刷的原因水深变化很大，修建好的五万吨油泊位由管线直接连接岸罐，卸货速度明显提高。

2港口影响水动力变化

2.1气象分析

气温：现代黄河三角洲属于典型的温带大陆性气候，一年中最高温度出现在7月，为26.6℃；最低温度出现在1月，为-4.1℃。

降水：三角洲位于半干旱地区，年平均降水量为590.9mm，一年中降水量最多出现在7月份，为227mm；降水量最少出现在1月份，为1.7mm，全年降水不均匀，主要集中在夏秋季，冬春季节降水明显较少。

风况：从全年来看，黄河三角洲夏季盛行东南风，来自海洋上的东南季风带来水汽，温暖湿润；冬季盛行东北风，寒冷干燥。而东营港海域地处渤海内部，黄海大浪不易传入。海浪以当地风生浪为主，根据东营港气象站资料统计，常风向为S向，次常风向为ENE向；强风向为NE向，次强风向为ENE向。海浪与风向基本一致，常浪向为NE向，频率10.3%，次常浪向为SE向，频率为8%；强浪向为NE向，最大波高为5.2米[1]。

2.2水文

潮汐：黄河三角洲滨海区大部分属于不规则半日潮，神仙沟口附近则表现为不规则日潮或规则日潮。不正规半日潮存在着潮汐不等现象，无潮点以西表现在低潮，即低低潮和高低潮差别大， 而高高潮和低高潮差别小；无潮点以南表现在高潮，即高高潮和低高潮差别大，而低低潮和高高潮差别小[2]。东营港海域为半封闭型，大部分岸段的潮汐属不规则半日潮，每日2次，每日出现的高低潮差一般为0.2～2米，大潮多发生于3～4月和7～11月，潮位最高超过5米。易发生风暴潮灾，近百年来发生潮位高于3.5米的风暴潮灾7次。

潮流：黄河三角洲滨海区潮流性质存在着极为复杂的现象，不同区域有着不同的特征。在滨海区，流速最大的是神仙沟口和现黄河口附近，流速向南、北两个方向递减。其中，在清水沟老黄河口附近流速高值区，其流速大小及范围随着季节的变化而变化：春季黄河径流小时，流速高值区范围小，流速也小；夏季径流大时，流速高值区范围较春季大，流速也明显增大，其实测的中心最大流速为180m/s。神仙沟口附近的流速高值区所处的部位水深较大，高流速区中心位于无潮点附近，流速高值区范围大，受季节影响小，流速高值中心的实测最大流速为120m/s。东营港附近海区潮流为不正规半日潮流，流向基本与岸线平行，即西北偏北落潮--东南偏南涨潮方向。潮流沿顺时针方向旋转，主港（天津）高潮前5-6小时处于涨潮转流阶段，流速很弱，高潮前1-5小时，全区为落流2-4小时落流最大。

2.3风暴潮

黄河三角洲沿岸是风暴潮易发地区，风暴潮在三角洲沿岸造成特大增水及大浪，对农田、盐田、油田及渔业生产产生巨大灾害。风暴潮多发生时间是在春季及秋末，发生之前会连续几天刮强劲的东南风，同时会伴有小幅的涨潮现象。风暴潮会侵袭三角洲沿岸及莱州湾地区，侵蚀范围可达15一30km，风暴潮引起的高潮位可比一般潮位高出2一3m，并伴随巨大海浪[3]。风暴潮对东营港附近岸滩地貌的冲淤变化也会产生影响。

3.水沙变化特征

海岸水域泥沙的分布受许多因素的影响，如潮汐、波浪等，因而出现很强的时空变异性。河流悬疑质泥沙通过对流、紊流混掺和重力沉降作用可被输送到其他水体中[4]。

东营港濒临渤海西南海岸，位于黄河三角洲中心城市东营市东北部，该海域海岸为典型的粉沙质海岸。近年来，由于受到海洋动力、海平面相对升降、地形地貌和地质特征、植被情况、人类活动等原因的影响，黄河三角洲的入海流量和输沙量发生急剧的变化。黄河是世界上泥沙最多的河流，渤海又是世界上最浅的海域之一，故黄河三角洲是世界上淤进最迅速的地区之一。

从1947年黄河归故至今的50多年中，河口流路经历了三次比较大的变迁，其中神仙沟、甜水沟、宋春荣沟并行9.2年，而后神仙沟流路行水10.5年，钓口河流路行水12.5年，清水沟流路至1996年行水20年，1996年清水沟流路在河口清8实施人工改汊，至今一直稳定。

据利津站水沙特性统计，得出各流路的水沙量主要集中在汛期，以来沙最为明显，清水沟流路汛期水沙量集中的程度有所提高。同时有数据显示，20世纪70年代利津站每年断流不超过20d；20世纪80年代，断流不超过32d；进入90年代，河口断流频次增加，断流时段延长，断流河段上延明显，最严重的是1997年断流天数达226天。泥沙入海量明显下降，从而使入海口淤进变慢，某些海岸段侵蚀明显加剧。黄河三角洲包括强淤进、弱淤进、强蚀退、弱蚀退、相对稳定及稳定多种海岸状态类型。东营港岸段为强蚀退海岸。

4东营港海域沉积物反映水动力的变化

岸滩沉积物是海岸的物质基础，在海岸侵蚀过程中起着重要的作用。在各种水动力作用下，不同沉积环境的沉积物组成和结构存在一定差异。通过沉积物粒度分析可以对不同的沉积环境进行识别，进而可以反演各种水动力条件的时空变化和泥沙运移规律。

沉积物粒度是描述沉积环境的重要参数之一[5，6]。东营港附近岸滩为黄河三角洲岸滩的一部分，是黄河的泥沙沉积而成的岸滩。黄河三角洲滨海表层沉积物类型包括：砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥、粉砂和黏土，共6种，其分布趋势是从近岸向离岸由粗变细。东营港附近岸滩的泥沙主要是粉砂。表层沉积物粒度特征受水动力条件、地貌类型及物质来源等的控制[7]。其邻近海域受径流、潮流和波浪等动力作用的影响，加上复杂多变的地形，决定了其表层沉积物的组成、粒度变化也较为复杂[8]。

图1 东营港海域沉积物平均粒径分布图

图1是东营港海域沉积物粒度参数的平面分布图，根据此图，可以看出沉积物粒径变化呈平行于岸线的条带状分布，由岸向海，呈现出沿岸粗、近岸细、远岸粗和外海细的“粗―细―粗―细”的分布规律，在总体上表现为向海变细的趋势。反映出该区域水动力从近岸到深海，水动力逐渐变弱；受东营港引桥桥墩的作用，动力的作用从近岸到深海区，表现出“强―弱―强―弱”的变化规律。

5 岸滩地貌变化

东营港海区地貌单元为黄河冲积与滨海相沉积交互区域，属海底平原，地形平缓。东营港海区是粉细砂底质，在浪、流、潮等海洋动力的不断影响下， 多年来海底地形处于基本平衡的状态，并且地形起伏较为平坦。由于港口、航道工程的建设，人为地改变了原来的海区海洋动力平衡， 势必会在局部地区造成冲刷或淤积[9-10] ，尤其是航道挖泥回淤严重。在工程的上游，岸滩沉积物的粒度较粗，证明了该处处于冲刷状态；而在工程的下游，岸滩沉积物的粒度较细，也反映了该处处于淤积状态。

6 结论

（1）东营港对附近岸滩水动力和岸滩地貌都有重大影响。

（2）东营港工程影响沿岸水动力环境：

气象方面：东营港附近为温带大陆性气候，全年降水不均匀，气温年较差较大，同时夏季盛行东南风，冬季盛行东北风。

水文方面：东营海域为半封闭型，附近海区潮流为不正规半日潮流，流向基本与岸线平行；东营港海域地处渤海内部，黄海大浪不易传入，海浪以当地风生浪为主。

风暴潮：东营港附近发生风暴潮灾，近百年来发生潮位高于3.5米的风暴潮灾7次。

（3）东营港岸滩的泥沙主要为粉沙，由岸向海，呈现出沿岸粗、近岸细、远岸粗和外海细的“粗―细―粗―细”的分布规律，在总体上表现为向海变细的趋势。反映出该区域水动力从近岸到深海，表现出“强―弱―强―弱”的变化规律。

（4）东营港工程的扩建使岸滩地貌发生改变：由于港口、航道工程的建设 ，人为地改变了原来的海区海洋动力平衡， 会在局部地区造成泥沙淤积，在工程的上游，岸滩沉积物的粒度较粗，证明了该处处于冲刷状态；而在工程的下游，岸滩沉积物的粒度较细，也反映了该处处于淤积状态。

参考文献

[1] 周永东，陈沈良，谷国传.东营港海域表层沉积物分布及其运移趋势[J].海洋地质与第四纪地质，2009， 29（3）：31-32.

[2] 任韧希子，陈沈良.黄河三角洲的沉积动力分区[J].上海国土资源，2012，33（2）：62-63.

[3] 何孝海.黄河三角洲动力沉积及冲淤演变研究[D].青岛：中国海洋大学，2006.

[4] 王兆印，程东升，刘成.人类活动对典型三角洲演变的影响[J].泥沙研究，2005，12（6）：76-77.

[5] 陈沈良，杨世伦，吴瑞明.杭州湾北岸潮滩沉积物粒度的时间变化及其沉积动力学意义[J].海洋科学进展，2004，22（3）：299-305.

[6] 戴志军，陈吉余，程和琴，等.南汇边滩的沉积特征和沉积物输运趋势[J].长江流域资源与环境，2005.14（6）：735-739.

[7] BROOKS G R，DOYLE L J，DAVIS R A，et al.Patterns and controls of surface sediment distribution：west-central Florida inner shelf[J].Marine Geology，2003，200：307-324.

[8] 董永发，丁文].长江河口沉积物粒度特征与水动力的关系[M]//陈余吉，沈焕庭，恽才兴，等.长江河口动力过程和地貌演变.上海：上海科学技术出版社，1988：314-322.

[9] 中国海洋大学工程学院土木系.东营港油码头工程试挖槽及泥沙回淤观测分析报告[ R] .2007.

[10] 王 涛， 尹宝树， 陈兆林.中国现代海洋科学丛书―――海洋工程[M] .济南：山东教育出版社， 2004.

作者简介：刘菲（1993.01―），女，山东聊城人，临沂大学资源环境学院本科生。