溫州甌飛灘演變分析及灘涂資源開發(fā)展望

吳 蕾,袁文喜

(浙江省水利水電勘測設計院,浙江 杭州 310002)

1 甌飛灘概況[1]

溫州甌飛河口海岸灘涂(簡稱甌飛灘,見圖1[2]),位于溫州東海岸以東,甌江至飛云江之間區(qū)域,灘面的自然坡度為3～10°,由西北向東南(海域)方向傾斜,坡度漸變陡,-2～-10 m等高線基本平行溫州東海岸。該區(qū)域海岸為淤泥質(zhì)海岸,海岸線平直,在淤泥質(zhì)潮灘和海積平原之間筑有人工海塘,成為人工海岸,潮灘主要為潮間帶的淤泥質(zhì)灘涂。

圖1 甌飛灘附近地理位置衛(wèi)片圖

2 岸線的歷史演變

從溫州的歷史史料考證,甌飛邊灘所在海區(qū)的古海岸是不斷往東海推進的。根據(jù)有關(guān)記載,東晉時期 (公元317—420年)始議建城時,溫州城內(nèi)河網(wǎng)密布,沼澤連片。公元5世紀初,溫瑞塘河所經(jīng)之地,仍有寬廣的水面,這就充分說明了當時這些地區(qū)毗海,而且湖蕩沼地之多,經(jīng)過長時間以來的封淤疏干而成現(xiàn)在的平原陸地。而且從瑞安市的大羅山腳的帆游山、穗豐山等可發(fā)現(xiàn)這種歷史演變過程的痕跡 (見圖2[3])。

圖2 溫州海區(qū)古海岸變遷圖

由圖2可知,該海區(qū)的古海岸是不斷向東海推進的。從歷史上修建的海塘看,該海岸也是不斷向海域推進的。瑞安市1552年建成城東石塘和1736—1795年建成的新橫塘,二三百年間,海岸向海域推進2 km之多,相當于推進10 m/a。

建國后,該段海岸線也是不斷向東海推進的,自1958年建成的人民塘(泥質(zhì)塘壩)始,至今又向海域推進了3～4 km左右,相當于推進100 m/a。特別是1970年以來,陸續(xù)搞了一些促淤工程,促使灘涂淤漲。至1989年在梅頭附近,岸線又向外推進約2 km。近年來岸線年均推進速度為30～ 40m/a。

近數(shù)十年來,人工促淤圍涂較多,海涂淤漲甚快,圍涂越快,海涂淤漲也快;建國前,每20～40 a圍墾1次;建國后,每3～5 a圍墾1次,海灘向海延伸20～30 m/a。

3 岸線的近期演變

根據(jù)南京水利科學研究院《應用衛(wèi)星遙感技術(shù)研究甌江口口外岸灘演變及水體懸浮泥沙分布特征》,通過對1989年和2004年不同水位條件下,甌江口南、北兩側(cè)淺灘及靈昆島前的溫州淺灘上選擇的9個固定斷面(見圖1)的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)資料分析,獲得15 a間的演變情況:甌江口口門附近南北岸灘除1#斷面沒有顯著的淤長外,其他斷面的岸灘均有不同程度的外推淤高。從平面形態(tài)上看,北部岸灘近年來一直處于較快的淤長狀態(tài),而中部的靈昆島前溫州淺灘淤積速度最快,南部岸灘多處于微淤或沖淤平衡狀態(tài)(岸線變化大、灘地變化小[2])。

2004年9月至2005年7月,東起大門島,西至三角沙灘頂,長度4 km的北堤建成,對溫州淺灘的灘體變化產(chǎn)生很大影響。從圖3可以看出1989年和2004年溫州淺灘(特征斷面是4#)工程前的灘地變化,C點表示2005年北堤建成后潮位為378 cm時刻的水陸邊界點,從B、A可以看出2004年、1989年相同潮位時的離岸里程。說明北堤工程建成后,溫州淺灘的岸灘向水域方向延伸較快(見圖3)。

圖3 溫州淺灘在北堤建成前后的灘體變化圖

靈霓海堤建設后,大堤兩側(cè)區(qū)域呈現(xiàn)明顯淤積態(tài)勢,淤積達到1.5 m,局部區(qū)域超過2.0 m,圍區(qū)內(nèi)其他區(qū)域淤積基本在0.3～1.0 m,淤積速率為0.06～0.20m/a,較自然淤漲速率增加3～10倍。

工程海域海床自然條件下淤積速率約為2.2 cm/a,受人工促淤影響,淤積速率大大增加。對比2005年和2008年的海圖[4](見圖4)可知,-4.0 m涂面線向水域方向延伸約2 km。

圖4 2005—2008年海圖變化示意圖

4 岸灘演變分析

影響這一帶岸灘變化的因素主要有自然因素和人類誘發(fā)因素,自然因素包括研究區(qū)域的地質(zhì)過程和海平面升降、水動力條件、泥沙來源及沉積物變化等,人類誘發(fā)因素包括灘涂圍墾、水產(chǎn)養(yǎng)殖、潮汐通道開挖、港口、碼頭及防波堤建設、航道疏浚、潮灘及近岸取沙等。甌飛灘演變的除上述因素外,還與波浪和潮流作用有關(guān)。在冬季,長江口、杭州灣出口的大含沙渾水借助東海沿岸流的推動,可以輸移到溫州沿岸海域。

4.1 水動力基本特征[5]

甌江、飛云江、鰲江河口及溫州海區(qū)是全國著名的強潮區(qū)之一。每日漲落潮2次,屬正規(guī)半日潮型。海潮落潮歷時大于漲潮歷時,潮差大。甌江口、飛云江口內(nèi)高低潮位隨上游洪水流量增加而抬高,潮差減小,其中低潮位抬高尤為明顯,落潮歷時遠遠大于漲潮歷時?？谕夂^(qū)高潮位幾乎不受上游洪水的影響,落潮歷時略大于漲潮歷時,平均潮差大于4 m,最大潮差達8.34 m(樂清灣)。大潮流速一般超過1m/s,最大可達2 m/s。潮流含沙量豐富,據(jù)1979年6個站位實側(cè)的平均值:甌江、飛云江河口高低平潮時垂線平均含沙量高平潮為1.1 kg/m3,低平潮為3.4 kg/m3。灘涂的淤積速率隨著人類活動影響而有較大幅度的提高。

4.2 泥沙來源[6]

甌江流域地表植被覆蓋良好,巖石風化不嚴重,河流上游平時水體清澈見底,含沙量不大。歷史資料研究表明,在枯水期,甌河口區(qū)的含沙量分布呈“中部大,兩頭小”的特征,梅岙以上水較清,黃華以下除大風浪天氣以外,水也較清,而龍灣至瞧頭河段,漲、落含沙量峰值高達5～6 kg/m3,平均含沙量在2～3 kg/m3(見圖5)。

據(jù)甌江圩仁站 (1956—1998年)40多年資料統(tǒng)計年平均輸沙量為189萬t,最大年輸沙量為537萬t(1975年),最小年輸沙量為39.5萬t(1979年)。年際輸沙量變幅為13.6倍。支流楠溪江年平均輸沙總量為31.9萬t(其中石柱為19萬t,碧蓮為12.9萬t)約為圩仁站的14%。河流推移質(zhì)泥沙量估計為懸沙的20%左右。由此推得年推移質(zhì)輸沙量約40萬t。流域總的輸入河口的泥沙約為260萬t。

飛云江河口海域來沙豐富,寶香以下河口段漲、落潮含沙量平均為2～4 kg/m3,并在下埠一帶形成相對的高含沙量區(qū),最大可達5～6 kg/m3,飛云江口門每潮的輸沙量可達30萬～60萬t,而上游的年輸沙量為41萬t,即一潮的海域來沙量相當上游1 a的流域來沙。

在海岸帶調(diào)查期間,曾對溫州海區(qū)海床沖淤計算和泥沙平衡進行了初步分析,1931—1971年整個溫州灣區(qū)10 m等深線以淺海區(qū)淤積速率為2.2 cm/a。海區(qū)平均年淤積量達3 000萬t,而該區(qū)域甌江、飛云江和鰲江3條江平均年均輸沙量僅為350萬t,陸域來沙與該地區(qū)的淤積量相比相差甚遠。從沉積物特征分析表明,甌飛灘為粉砂質(zhì)黏土,其中中值粒徑小于0.004 mm的細顆粒物質(zhì)含量約占60%,與甌江和飛云江上游來沙沙質(zhì)有較大的差異。所有這些表明,工程區(qū)域灘涂淤積泥沙主要來自海域。外海泥沙有2個來源:一是冬季江浙沿岸流由北往南帶來部分泥沙,這部分泥沙主要來自長江口向南輸移的泥沙;二是在潮流和波流作用下,泥沙橫向運動,把近海海底沉積物推向岸邊,或者是河口淺灘和潮間帶在風浪掀動作用下,泥沙隨潮流在本地區(qū)往復搬運。

5 灘涂資源開發(fā)展望

建國后,浙江省共進行了5次灘涂資源調(diào)查[7],結(jié)果顯示,理論深度基準面以上的灘涂資源面積,均保持在26.67萬hm2(400萬畝)左右,基本處于動態(tài)相對穩(wěn)定狀態(tài)。2004年灘涂資源普查結(jié)果為26.07萬hm2(391萬畝),理論深度基準面與2 m深度基準面之間的資源為13.27萬hm2(199萬畝),2 m深度基準面與5 m深度基準面之間的資源為23.67萬hm2(355萬畝)。建國以后至2010年,浙江省圍成面積約23.73萬hm2(356萬畝)。

溫州市的灘涂資源居全省第二[8],灘涂資源面積為6.36萬hm2(95.42萬畝),占全省灘涂資源總量的24.43%。新中國成立以后至2010年,溫州圍成面積約1.81萬hm2(27.19萬畝)。

灘涂在人類活動作用下淤積速度逐漸加快,主要是由于圍涂工程實施后使近岸灘涂附近的潮流場、波浪場及泥沙場發(fā)生改變,主要表現(xiàn)在漲落潮流速的降低,圍堤的消浪作用等使水動力條件減弱,形成有利于泥沙淤積的環(huán)境,從飛云江河口丁山促淤圍涂工程等實測資料表明,促淤工程實施后泥沙的淤積速度與自然條件相比可提高4～7倍。

統(tǒng)計新中國成立以來的全省和溫州圍墾的情況[9](見表1),由表1可知,溫州的圍墾不論從面積還是圍墾速率上,在全省范圍內(nèi)都具有比較大的潛力。

表1 溫州圍墾情況統(tǒng)計表

溫州灘涂圍墾的平均速率,1950—2000年為236 hm2/a,2001—2010年為圍墾高潮,溫州圍墾的平均速率也僅為608.67 hm2/a,遠低于全省圍墾的平均速率(389.33 hm2/a)。溫州目前已圍墾的面積僅占灘涂資源的28.5%,加上灘涂資源的自然增長速率,表明灘涂作為一項后備土地資源,在溫州尚有較大的潛力。

6 甌飛灘開發(fā)對周邊環(huán)境的影響

甌飛灘可分期開發(fā),以減少對潮間帶生物的影響范圍,隨著工程的促淤,潮間帶將逐步外移,對總體海域生態(tài)不會產(chǎn)生大的影響;對漁業(yè)的影響主要是筑堤對漁業(yè)空間和仔幼魚的棲息環(huán)境的影響,筑堤占用了一定面積的漁業(yè)空間,對漁業(yè)生產(chǎn)會產(chǎn)生一定的影響,可規(guī)劃淺海養(yǎng)殖區(qū),淺水海域也可成為仔幼魚的覓食生長區(qū),為在這一區(qū)域覓食生長的仔幼魚保留棲息空間。項目開發(fā)后,由于土地利用類型的改變,原灘涂自然生態(tài)系統(tǒng)將形成新的人工生態(tài)布局,灘涂濕地的功能在短期內(nèi)會進一步減弱,留出一定的養(yǎng)殖區(qū)和綠化帶以及濱海人造林的建成,將形成新的人工生態(tài)系統(tǒng),為濕地水鳥營造新的生存空間;開發(fā)區(qū)域的養(yǎng)殖區(qū)水面利用率大大增加,有效養(yǎng)殖面積將大于目前區(qū)內(nèi)無序的養(yǎng)殖量,因此有利于養(yǎng)殖業(yè),漁業(yè)產(chǎn)量將增加。營運期在控制達標排放的前提下,基本不會對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

東側(cè)筑堤后,右側(cè)漲落潮動力有所減弱,堤外側(cè)近岸段將產(chǎn)生局部淤積,但淤積對洞頭島、樂清港、狀元港、大小門島港區(qū)及周邊航道等敏感點的影響不大?？山Y(jié)合港區(qū)、航道疏浚棄土進行圍涂區(qū)開發(fā)建設,這將為進一步促進溫州港由“以內(nèi)貿(mào)散雜貨運輸為主的港口”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按笮蜕钏畼屑~港”創(chuàng)造條件[10]。

保留甌江南支,基本不會對甌江、飛云江防洪產(chǎn)生明顯影響;開發(fā)區(qū)的排澇在保留足夠的調(diào)蓄水面基礎(chǔ)上,可保證圍涂區(qū)和溫瑞平原的排澇標準達到20 a一遇。

從水動力和沖淤影響來看,甌飛灘北側(cè)堤線若順延淺灘導堤線[11],南汊漲落潮量基本維持現(xiàn)狀,變化較小,北堤線按放寬率延伸時,甌江南汊進潮量進一步加大,有利于南汊的刷深。工程的實施對甌江潮位、潮量、潮流速、含沙量影響較小,也基本不會改變甌江水動力軸線和主要分汊河道主支汊特性。

將引起飛云江潮位、潮量、潮流速、含沙量的局部調(diào)整變化[12],高潮位、潮量和潮流速均有不同程度的下降,但不會改變飛云江水動力軸線,飛云江河道上下游各河段的動力特性也沒有大的調(diào)整變化.飛云江河口地形變化基本在0.1～0.2 m左右,地形反饋后,由于河道淤積造成上游潘山至龜巖洪水位抬升0.04～0.07 m,低水位也抬升了0.07～0.09 m。總的來說,雖然工程的實施可能會對河段潮位、潮量略有影響,但不會造成甌江、飛云江河勢大的調(diào)整變化。

7 結(jié) 語

溫州甌江、飛云江口之間的甌飛灘為淤漲型岸灘,溫州淺灘靈霓海堤的實施,改變了周邊海區(qū)的潮流特性,阻隔了甌飛灘的圍涂開發(fā)對北面的溫州港的影響;甌飛灘的開發(fā)對生態(tài)環(huán)境、港口航道、河口防洪、河勢穩(wěn)定等方面無大的制約因素,因此具有很大的開發(fā)潛力。

甌飛灘鄰近溫州市經(jīng)濟發(fā)達的市區(qū)和瑞安市,具有較高的開發(fā)利用價值,科學開發(fā)利用甌飛灘海涂資源,為溫州市區(qū)和瑞安市提供寶貴的土地資源,對溫州市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

[2]袁文喜,吳蕾,曾甄,等.浙江省溫州市甌飛一期圍墾工程可行性研究報告[R].杭州:浙江省水利水電勘測設計院,2011.

[3]曾金年,盧曉燕,鄭雄偉,等.浙江省灘涂圍墾總體規(guī)劃報告(修編)[R].杭州:浙江省水利水電勘測設計院,2006.

[4]徐承祥.浙江省灘涂圍墾總體規(guī)劃修編之思考.浙江水利科技[J],2006(1):8-9.

[5]穆錦斌,張舒羽,史英標,等.溫州市甌飛一期圍墾工程水動力及海床沖淤影響研究專題報告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[6]黃世昌,穆錦斌,熊紹隆,等.溫州市甌飛一期圍墾工程水文泥沙整體物理模型試驗專題報告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[7]黃世昌,穆錦斌,趙鑫,等.溫州市甌飛一期圍墾工程水文泥沙甌江河勢影響數(shù)模研究專題報告[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[8]黃世昌,穆錦斌,趙鑫,等.溫州市甌飛一期圍墾工程水文泥沙飛云江河勢影響數(shù)模研究專題報告[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.

[9]溫州市水利電力勘測設計院.溫州市灘涂圍墾總體規(guī)劃報告(修編)[R].溫州:溫州市水利電力勘測設計院,2007.

[10]徐群,李浩麟,劉建軍,等.應用衛(wèi)星遙感技術(shù)研究甌江口口外岸灘演變及水體懸浮泥沙分布特征 [R].南京:南京水利科學研究院,2008.

[11]溫州市海涂圍墾處,河海大學海岸及海洋工程研究所,水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室.溫州市圍墾工程建設海洋水沙環(huán)境綜合分析報告[R].溫州:溫州市海涂圍墾處,2007.

[12]溫州市海涂圍墾處.“圍墾成效系列報道之一”溫州古海岸線的歷史變遷 [R].溫州:溫州市海涂圍墾處,2009.