甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽沖淤演變分析及其調(diào)整機(jī)制的探討

徐 海，王 璟，周鴻權(quán)

(1.浙江省河海測(cè)繪院，浙江 杭州 310008；2.國(guó)家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽沖淤演變分析及其調(diào)整機(jī)制的探討

徐 海1，王 璟1，周鴻權(quán)2

(1.浙江省河海測(cè)繪院，浙江 杭州 310008；2.國(guó)家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

基于甌江口外潮汐通道區(qū)的歷史水深地形資料，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，建立不同年份的數(shù)字高程模型(DEM)，利用DEM進(jìn)行數(shù)字化沖淤定量計(jì)算，分析特征地貌沖淤演變過(guò)程，并結(jié)合水文泥沙條件，對(duì)其演變和調(diào)整機(jī)制進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明：(1)1933—2005年的72 a間，甌江口外潮汐通道區(qū)底床總體表現(xiàn)為微量沖刷，平均沖刷厚度為27 cm，沖刷速率為0.375 cm/a。(2)特征地貌單元經(jīng)歷了較大幅度的沖淤演變和形態(tài)調(diào)整，深槽處于較穩(wěn)定的沖刷拓展過(guò)程；溫州淺灘持續(xù)淤積，近年來(lái)人類活動(dòng)的影響加快其淤積；中沙淺灘和重山沙嘴受沖刷移動(dòng)最終合二為一。(3)在自然的潮流動(dòng)力作用下，淺灘與深槽之間進(jìn)行泥沙交換運(yùn)移，是研究區(qū)灘槽沖淤演變的主要調(diào)整機(jī)制。

甌江河口；潮汐通道；GIS；沖淤演變；地貌單元

0 引言

潮汐通道是指連接海洋與海灣、潟湖或河口的水道[1]。甌江口外潮汐通道區(qū)，作為溝通甌江河口與外海的重要通道，歷來(lái)就是港口航道建設(shè)等海洋開(kāi)發(fā)活動(dòng)的熱點(diǎn)地區(qū)。潮汐通道區(qū)的灘槽沖淤演變是其港口航道資源開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題之一，對(duì)甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽沖淤演變過(guò)程及其調(diào)整機(jī)制的研究，能夠?yàn)樵搮^(qū)域的一系列在建和規(guī)劃中的重大海洋工程的實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

近些年來(lái)，隨著對(duì)甌江口外深水港和深水航道開(kāi)發(fā)的投入，依托工程項(xiàng)目，不少學(xué)者展開(kāi)了對(duì)甌江口外潮汐通道區(qū)的研究。張舒羽 等[2]對(duì)甌江南口封堵工程及其影響進(jìn)行了研究，甌江南口自從1979年拋筑潛壩之后，大部分水沙經(jīng)由甌江北口輸移，水動(dòng)力環(huán)境的減弱使得南口河床逐漸淤高，低潮時(shí)大面積淺灘露出；近年來(lái)，在南口潛壩基礎(chǔ)之上的南口封堵工程日漸提上日程，研究結(jié)果表明：南口封堵工程利遠(yuǎn)大于弊，從甌江河口整治和規(guī)劃的全局出發(fā)，是可行的和必要的。李孟國(guó) 等[3-6]利用數(shù)模的方法，對(duì)溫州淺灘圍涂工程的可行性和中沙淺灘的采砂活動(dòng)進(jìn)行了研究，溫州淺灘是甌江口外規(guī)模最大、發(fā)育最完善的攔門淺灘，位于靈昆島和霓嶼島之間，溫州淺灘圍涂工程是沿著淺灘南北兩側(cè)建兩條連接靈昆島和霓嶼島的海上大堤，將淺灘人工圍墾變?yōu)殛懙?，該工程具有圍涂造地、連島興港、開(kāi)發(fā)旅游等重大意義，研究結(jié)果表明：溫州淺灘圍涂工程不僅對(duì)溫州港現(xiàn)有港口航道及未來(lái)的狀元岙深水港區(qū)基本沒(méi)有負(fù)面影響，而且有利于現(xiàn)有溫州港出海航道的維護(hù)和穩(wěn)定，可以改善從甌江北口到黃大岙水道的船舶航行條件；中沙淺灘進(jìn)行有限量的采沙基本不會(huì)對(duì)溫州港進(jìn)出港主航道造成負(fù)面影響。王留洋[7]利用MIKE數(shù)模軟件對(duì)甌江口大規(guī)模圍海工程對(duì)周邊水動(dòng)力環(huán)境的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，大規(guī)模圍海工程對(duì)甌江口水域的水動(dòng)力改變是有限的。宋樂(lè) 等[8]利用歷史水沙資料，采用水文學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，分析了甌江河口入海水沙通量的變化規(guī)律：甌江入海水沙通量洪枯季變化明顯，梅汛期(4—6月)和臺(tái)汛期(7—9月)為主要輸水、輸沙期，徑流量占全年的74.4%，輸沙量占全年的89.9%。

近年來(lái)，隨著GIS技術(shù)的成熟應(yīng)用，已有不少學(xué)者利用其對(duì)一些河口、港灣進(jìn)行沖淤調(diào)整和岸灘演變的研究[9-14]，而將甌江口外潮汐通道的淺灘和深槽作為整體，系統(tǒng)分析其沖淤演變調(diào)整機(jī)制的文獻(xiàn)較少。本文利用6個(gè)年份(1933年、1962年、1992年、1997年、1999年和2005年)的水深地形資料，基于GIS技術(shù)對(duì)研究區(qū)域的沖淤變化進(jìn)行數(shù)字化定量計(jì)算，分析主要特征地貌72 a來(lái)的沖淤演變過(guò)程，從整體上把握該區(qū)底床灘槽沖淤演變的趨勢(shì)，并對(duì)其調(diào)整機(jī)制進(jìn)行探討。

1 研究區(qū)概況

1.1 地貌形態(tài)特征

甌江口外潮汐通道區(qū)位于溫州灣海域，以靈昆島-大門島-青山島-狀元岙島-霓嶼島一線為界，屬于甌江河口的口外海濱段，是典型的河口攔門沙灘槽體系(圖1)。地形復(fù)雜、淺灘和深槽交替發(fā)育為其主要特征，主要有中水道、黃大岙水道、重山水道、南水道等水道深槽與外海相通，這些水道多年來(lái)在波浪、潮流等動(dòng)力作用下一直維持著一定的水深，保持著各水道基本穩(wěn)定的狀況，其中，中水道—黃大岙水道是目前溫州港甌江港區(qū)的出海主航道。各水道深槽間發(fā)育有淺灘地貌，主要有溫州淺灘、中沙淺灘和重山沙嘴。溫州淺灘是多年來(lái)河口入海泥沙的主要堆積場(chǎng)所，近年來(lái)灘體穩(wěn)定并逐漸淤高。2003年溫州淺灘圍涂工程開(kāi)工建設(shè)，一期工程中的溫州淺灘北沿靈霓大堤已于2006年建成通車，截?cái)嗔藴刂轀\灘和中水道之間的懸沙輸運(yùn)通道，一期工程于2010年完工，隨即展開(kāi)二期工程的建設(shè)，預(yù)計(jì)工期6 a，屆時(shí)靈昆島-溫州淺灘-霓嶼島連成一體。近年來(lái)的各種研究表明，溫州淺灘圍涂工程截?cái)嗔藴刂轀\灘向中水道的輸沙通道，對(duì)甌江口出海航道的減淤起到一定作用，該工程不僅可行，而且是有利的[5]。這些島嶼和淺灘的存在，使得各水道的漲落潮流基本為往復(fù)流，在其之間存在著不同程度的緩流、分流、匯流，從而造成了甌江河口潮汐通道漲落潮水流變化的復(fù)雜性和泥沙沖淤變化的多樣性。

圖1 甌江口外潮汐通道區(qū)位置及水文測(cè)站位置圖Fig.1 Location of the tidal inlet out of Oujiang Estuary and station positions

1.2 水文泥沙條件

甌江多年年均徑流量為196×108m3，年徑流量最大為323×108m3，最小為110×108m3，徑流主要發(fā)生在洪季4—9月，占全年下泄徑流量的78%以上。洪峰暴漲暴落，最大洪峰流量達(dá)23 000 m3/s(1953年7月)；最小流量為12 m3/s(1955年)，而同年最大洪峰流量為13 100 m3/s，兩者相差1 100倍。甌江河口潮汐屬于正規(guī)半日潮，平均潮差大于4 m，北部潮差略大于南部潮差，漲、落潮歷時(shí)相差不大[15]。

該海區(qū)的潮流類型為非正規(guī)半日淺海潮流，表1為2005年6月的水文測(cè)驗(yàn)資料。從流速大小看，中水道深槽的33號(hào)站落潮流速多大于漲潮流速，表現(xiàn)為落潮流為優(yōu)勢(shì)流；黃大岙水道的14號(hào)站上層落潮流作用強(qiáng)，中下層漲潮流作用強(qiáng)；重山水道的11號(hào)站，漲潮流速大于落潮流速，表現(xiàn)為漲潮流為優(yōu)勢(shì)流。從垂直方向看，流速均隨著水深增加而減小。從流向看，漲潮流流向多集中在270°～300°之間，落潮流流向多集中在90°～110°之間，這表明漲、落潮流受地形的影響沿著水道深槽呈往復(fù)流特征。

根據(jù)1999年10月水文測(cè)驗(yàn)資料計(jì)算的甌江河口漲、落潮量分配情況，中水道深槽的漲、落潮量分別占河口總潮量的68.6%和63.9%*交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所.甌江口及其附近海域泥沙淤積環(huán)境與沖淤演變分析[R].2007.，所以中水道深槽是甌江河口的主要分潮通道，這是中水道能夠長(zhǎng)期存在并保持穩(wěn)定的重要?jiǎng)恿λ?。?jù)2005年甌江口海域的水沙實(shí)測(cè)資料*南京水利科學(xué)研究院.溫州港樂(lè)清灣港區(qū)波浪潮流泥沙數(shù)學(xué)模型初步研究[R].2006.，甌江河口的含沙量在水平分布上表現(xiàn)為入?？诩敖端蛩w的含沙量較大，越向外海含沙量越小；在垂直分布上，含沙量由表層向底層逐漸增大；漲潮含沙量大于落潮含沙量；一般而言大潮含沙量大于中潮含沙量，中潮含沙量大于小潮含沙量。

表1 甌江口外潮汐通道區(qū)潮流特征值(2005年6月)

2 基礎(chǔ)圖件資料和處理方法

2.1 基礎(chǔ)圖件資料

本研究收集了1933年和1962年2個(gè)年份的海圖，1992年、1997年、1999年和2005年4個(gè)年份的水深地形測(cè)繪圖，共6個(gè)年份的水深地形資料。

2.2 基礎(chǔ)圖件的處理方法

對(duì)紙質(zhì)海圖，采用掃描儀將其掃描生成.jpg柵格文件，導(dǎo)入Mapinfo軟件平臺(tái)，配準(zhǔn)后統(tǒng)一轉(zhuǎn)為北京54坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影，再對(duì)海圖上的測(cè)量點(diǎn)、等深線等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，然后提取出坐標(biāo)水深信息，以.dat文件保存。對(duì)于電子版的水深地形圖，用Autodesk Map 3D軟件直接提取出坐標(biāo)水深信息，同樣以.dat文件保存。將這些.dat文件中的水深統(tǒng)一換算到理論深度基準(zhǔn)面，然后用Surfer軟件，采用克里金(Kriging)內(nèi)插方法，建立甌江口外潮汐通道區(qū)各年份的水深地形數(shù)字高程模型(DEM)。從這些DEM中，可生成輸出等深線圖和平面水深形勢(shì)圖；也可以繪制研究區(qū)各年份間的沖淤分布圖，計(jì)算沖淤面積、沖淤量、沖淤幅度與沖淤速率等。

3 結(jié)果

3.1 特征地貌的形態(tài)變化

3.1.1 淺灘

(1)溫州淺灘

溫州淺灘位于甌江南北口水道之間，由靈昆島東側(cè)向霓嶼島西側(cè)延伸，是甌江河口外最大的淺灘地貌，灘面平均高程2～3 m。如圖2和圖3所示，從1933年至1962年間，溫州淺灘受到?jīng)_刷，面積減??；1962年以后其平面形態(tài)就維持在一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)；直至2005年靈霓大堤建成通車，在人工促淤作用的影響下，溫州淺灘與霓嶼島相連接，半島工程初見(jiàn)成效。

(2)中沙淺灘與重山沙嘴

中沙淺灘位于大門島南側(cè)的黃大岙水道和霓嶼島以北的重山水道之間，是中水道落潮水流擴(kuò)散，流速減緩，泥沙落淤而形成的。中沙淺灘面積較大，水深小于2 m，灘面高程在0 m以上，平均水深在0.6 m左右，其平面形態(tài)呈馬蹄形，凹面向著下游方向開(kāi)口，凸面向著上游方向，可見(jiàn)中沙的發(fā)育和演變受潮流的影響顯著。重山沙嘴是一片水深小于2 m的淺灘，平均水深0.5 m左右，淺灘中心局部水深在0 m以上，平面形態(tài)是呈東西走向的狹長(zhǎng)條形。重山沙嘴起初與青山島相接，是外海漲潮流挾帶的泥沙在青山島的島影區(qū)堆積而成，是潮汐通道的一種島影效應(yīng)。如圖2和圖3所示，1933年以來(lái)，中沙淺灘受沖刷而整體向下游移動(dòng)，重山沙嘴受外海漲潮流的沖刷而與青山島脫離逐年向上游移動(dòng)，至1992年，中沙淺灘與重山沙嘴最終合二為一成為一個(gè)新的中沙淺灘，其平面形態(tài)呈馬蹄形，向下游方向開(kāi)口，并且此后平面形態(tài)保持穩(wěn)定，中沙淺灘進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期。

3.1.2 深槽

(1)中水道

中水道深槽位于溫州淺灘和三角沙之間，其走向順著漲、落潮方向，平面形態(tài)呈均勻細(xì)長(zhǎng)條形，向上游方向開(kāi)口。該處落潮流為優(yōu)勢(shì)流，所以中水道深槽是一個(gè)以落潮流作用塑造的地貌形態(tài)。如圖2和圖3所示，在1933—2005年的72 a間，在上游徑流和強(qiáng)勁落潮流的沖刷作用下，中水道深槽逐漸向下游方向延伸、拓展，長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，寬度拓寬，過(guò)水面積增加，至2005年其5 m深槽頭部與下游的黃大岙水道5 m深槽相距僅約126 m。

(2)黃大岙水道

中水道在大門島的烏仙嘴附近，被中沙淺灘一分為二，北汊即為黃大岙水道，南汊即為重山水道。如圖2和圖3所示，在1933至2005年的72 a間，黃大岙水道的平面形態(tài)調(diào)整、發(fā)展演變幅度較大。在1992年之前，該水道基本無(wú)較顯著形態(tài)調(diào)整和演變，上下游的5 m槽并未連接貫通，僅在下游遠(yuǎn)巖頭處有10 m深槽；至1992年，平面形態(tài)變化顯著，該水道普遍受沖刷，上下游間2～5 m水深的淺灘被沖深，使得上下游5 m槽相連接貫通，并且上游黃大嘴附近出現(xiàn)新的10 m深槽，上下游間的淺灘也有10 m深潭；此后該水道的5 m槽逐漸拓展、沖深，上游10 m槽向下游方向延伸、拓展，直至2005年和下游遠(yuǎn)巖頭處的10 m槽相貫通成為一整體。黃大岙水道的發(fā)展總趨勢(shì)也是延伸、擴(kuò)展、增深。

(3)重山水道

重山水道位于重山沙嘴和霓嶼島之間，被溫州淺灘下延的仰舌沙嘴淺灘分為北槽和南槽，平面形態(tài)呈一個(gè)橫向的“Y”形，分岔口指向上游，北槽緊鄰重山沙嘴，開(kāi)口指向下游，漲潮流沿此槽上溯，南槽開(kāi)口指向下游，是一條伸向溫州淺灘的漲潮流沖刷槽。如圖2和圖3所示，1992年以前北槽受漲潮流沖刷而逐漸向上游方向延伸擴(kuò)展，此后維持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)。南槽在1933年以后也經(jīng)歷著向上游擴(kuò)展的過(guò)程，1962年以后維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)直至1999年，而1999年以后，南槽經(jīng)歷著逐漸向下游方向后退萎縮的過(guò)程，至2005年其頂端后退至1933年的位置，而5 m槽面積比1962年縮小了近一半。這可能是受溫州淺灘的半島工程影響，靈霓大堤減少了原先溫州淺灘的納潮量，從而減弱了南槽的水動(dòng)力條件，使得南槽西端泥沙淤積，規(guī)模萎縮。

圖3 1933—2005年甌江河口等深線變化圖Fig.3 The change of the depth contours of the tidal inlet out of Oujiang Estuary from 1933 to 2005

3.2 底床沖淤變化

根據(jù)6個(gè)年份的數(shù)字高程模型的疊合計(jì)算結(jié)果如表2所示。1933—2005年間，計(jì)算區(qū)域沖刷區(qū)面積大于淤積區(qū)面積，淤積區(qū)平均淤積厚度1.63 m，沖刷區(qū)平均沖刷厚度2.12 m。72 a間，總體上沖刷量大于淤積量，凈沖刷量為7 963.06×104m3，平均沖刷厚度為27 cm，沖刷速率為0.375 cm/a。在不同地貌區(qū)表現(xiàn)出不同的沖淤特征，大體上在水道深槽地貌表現(xiàn)為沖刷，在淺灘、邊灘地貌表現(xiàn)為淤積，如圖4a所示，中水道和黃大岙水道的沖刷區(qū)連成一片，重山水道北槽也呈現(xiàn)沖刷區(qū)，而溫州淺灘和中沙淺灘則呈現(xiàn)淤積區(qū)。

在72 a間，不同時(shí)段，該區(qū)域底床的沖淤分布和幅度也不盡相同(圖4b～4f)。1933—1962年，沖刷區(qū)面積大于淤積區(qū)面積，沖刷量大于淤積量，平均沖刷厚度為29 cm，年均沖刷速率為1 cm/a，總體表現(xiàn)為微量沖刷。1962—1992年，沖刷區(qū)面積小于淤積區(qū)面積，沖刷量大于淤積量，平均沖刷厚度為16 cm，年均沖刷速率為0.53 cm/a，總體表現(xiàn)仍為微量沖刷。1992—1997年，沖刷區(qū)面積大于淤積區(qū)面積，沖刷量大于淤積量，平均沖刷厚度為11 cm，年均沖刷速率為2.2 cm/a，速率明顯高于1933—1992年間的沖刷速率，可見(jiàn)該時(shí)段底床總體表現(xiàn)出沖刷加快的趨勢(shì)。1997—1999年，淤積區(qū)面積大于沖刷區(qū)面積，淤積量明顯高于沖刷量，平均淤積厚度為24 cm，年均淤積速率為12 cm/a，總體表現(xiàn)為較快淤積。1999—2005年，沖刷區(qū)面積大于淤積區(qū)面積，沖刷量略大于淤積量，平均沖刷厚度為6 cm，年均沖刷速率為1 cm/a，總體再次表現(xiàn)為微量沖刷。

由此可見(jiàn)，甌江口外潮汐通道區(qū)底床在1933—1992年間，處于緩慢沖刷階段，1992—1997年處于較快沖刷階段，1997—1999年處于較快淤積階段，1999—2005年處于緩慢沖刷階段，各個(gè)階段的平面沖淤特征與各地貌形態(tài)特征調(diào)整演變相一致。

表2 甌江口外潮汐通道區(qū)各時(shí)段沖淤幅度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖4 甌江河口潮汐通道區(qū)底床沖淤變化分布Fig.4 Erosion and deposition distribution of the tidal inlet out of Oujiang Estuary正值為淤積，負(fù)值為沖刷Positive represents deposition, and negative represents erosion

4 灘槽沖淤調(diào)整機(jī)制探討

潮汐通道底床的沖淤演變和形態(tài)調(diào)整，從根本上說(shuō)是泥沙運(yùn)動(dòng)輸移的結(jié)果，而泥沙運(yùn)動(dòng)又和其所在的水動(dòng)力環(huán)境密切相關(guān)。水動(dòng)力泥沙條件決定了地貌形態(tài)塑造和演變調(diào)整，而特定地貌演變調(diào)整反過(guò)來(lái)也改變水動(dòng)力泥沙條件，所以這是一個(gè)相互影響的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。

本文嘗試從水動(dòng)力泥沙的角度，結(jié)合前文所述的甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽形態(tài)和沖淤變化特征，對(duì)甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽沖淤調(diào)整機(jī)制進(jìn)行簡(jiǎn)單初步的探討。

4.1 研究區(qū)域的水文泥沙特征

漲潮時(shí),來(lái)自外海的漲潮流分別經(jīng)青山島南北兩側(cè)的重山水道和黃大岙水道進(jìn)入甌江口外的潮汐通道區(qū)。其中，重山水道南槽潮量主要越過(guò)溫州淺灘，與從外海向甌江南口漲潮的水流匯集在一起沿溫州淺灘南緣上溯；重山水道北槽的潮量除一部分進(jìn)入溫州淺灘外,還有部分潮量沿溫州淺灘北側(cè)邊緣的重山淺灘水域進(jìn)入中水道與漲潮主流匯合，匯合后沿著中水道深槽向甌江北口上溯。黃大岙水道和重山水道北槽是漲潮流的主要通道。

落潮時(shí)，甌江北口為徑流和潮流的入海主道。潮水出甌江北口后，北水道(包括沙頭水道、大門水道、小門水道)和中水道為一級(jí)分汊，中水道在中沙淺灘處又分汊，一支為中沙北的黃大岙水道，一支是中沙南的重山水道。出甌江北口的潮量，主要經(jīng)中水道—黃大岙水道和中沙淺灘北半部流向外海,部分潮量經(jīng)中水道與重山水道之間過(guò)渡的重山淺灘流入重山水道北槽,經(jīng)狀元岙深槽流向外海。

在漲、落潮過(guò)程中，中水道、黃大岙水道及中沙淺灘北半部是進(jìn)出灣內(nèi)和河口潮量的主要通道水域，從漲、落潮流速分布和潮汐通道的平面形態(tài)看，對(duì)維持和發(fā)展中水道—黃大岙水道一線是非常有利的。

該區(qū)域沉積物來(lái)源主要有陸源物質(zhì)和沿岸流提供物質(zhì)兩個(gè)方面。粗顆粒的陸源物質(zhì)由上游甌江河流帶來(lái)，自河口向海方向擴(kuò)散，粒級(jí)由河口向淺海細(xì)化；細(xì)顆粒物質(zhì)由浙江沿岸流向南輸送帶來(lái)長(zhǎng)江口入海泥沙和東海內(nèi)陸架細(xì)顆粒沉積物再懸浮而帶入河口區(qū)。河口的懸沙主要來(lái)自海域的細(xì)顆粒泥沙，隨潮流進(jìn)入潮汐通道，在復(fù)雜的水沙環(huán)境條件下，沉積與再懸浮反復(fù)，參與底床的沖淤演變和形態(tài)調(diào)整；底質(zhì)中粗顆粒泥沙來(lái)自陸域徑流輸沙，出口門后沉積形成局部的水下堆積特征地貌。

根據(jù)1999年10月水文泥沙測(cè)驗(yàn)資料計(jì)算的甌江河口漲、落潮輸送泥沙分配情況可知[2]，甌江河口被靈昆島一分為二，以甌江北口水道和甌江南口水道分流入海，甌江南口水道由于潛壩封堵，總的向海域凈輸沙僅占河口總量的7%，而甌江北口水道(包括北水道和中水道)則是甌江向海輸沙的主要通道，向海域凈輸沙占河口總量的93%。其中北水道占北口水道向海凈輸沙總量的69%;中水道僅占31%，占河口總量的28.8%，而中水道的漲、落潮量占北口水道的88%以上，占河口總量的64%以上。所以，北水道是分水，但主要是分沙的水道，中水道是潮流動(dòng)力作用的水道，這就是歷年來(lái)中水道水深逐漸沖刷加深、航槽比較穩(wěn)定的基本原理所在。

4.2 灘槽沖淤調(diào)整機(jī)制

(1)溫州淺灘位于靈昆島的島影區(qū)，是南北口兩股漲、落潮主流的緩流區(qū)，水動(dòng)力環(huán)境平緩，漲、落潮流挾帶的泥沙易在灘面落淤。再加上甌江口外眾多島嶼對(duì)外海波浪的阻擋作用，使得溫州淺灘水域相對(duì)平靜，除大風(fēng)天氣外，淺灘上落淤的泥沙不易為波浪沖刷。所以地理位置和平緩的水動(dòng)力條件為溫州淺灘創(chuàng)造了穩(wěn)定的泥沙淤積環(huán)境。1933—1962年，甌江南口水道北側(cè)邊灘和溫州淺灘東南部大面積受沖刷(圖4b)，但受沖刷的泥沙并不是隨潮水被帶走，而是大部分在淺灘中上部水動(dòng)力環(huán)境平緩的灘面上重新落淤，從而造成溫州淺灘中上部的大面積淤積。1962年以后，溫州淺灘輪廓基本穩(wěn)定，灘面有沖刷有淤積，總體趨勢(shì)是淤積大于沖刷。1999年以后，靈霓大堤開(kāi)工建設(shè)，大堤的人工促淤效應(yīng)使得淺灘南面的泥沙在潮流挾沙和波浪掀沙的作用下，被帶到淺灘處更容易落淤，溫州淺灘的淤積速率加快?？梢?jiàn)，溫州淺灘的沖淤調(diào)整機(jī)制主要是，在潮流和波浪的作用下，泥沙在溫州淺灘與其南面的甌江南口水道邊灘之間進(jìn)行交換。72 a總的變化趨勢(shì)是，在自然條件和人為作用下，泥沙總體由甌江南口水道邊灘向溫州淺灘運(yùn)移堆積，使得溫州淺灘的體積增大，范圍增加，灘面平均高程淤高。

(2)甌江北口是甌江口潮量的主要通道，而出北口后的中水道又是北口潮量的主要通道，平均約占甌江口總潮量的70%。隨著1979年甌江南口潛壩鎖江，北口潮量的進(jìn)一步增加，造成中水道的總體沖刷，5 m槽持續(xù)下移，槽面積擴(kuò)大，槽容積增大。持續(xù)發(fā)展的中水道，增加了潮量，對(duì)下游的中沙淺灘造成沖刷，使其整體下移，直到1992年在下游約3.5 km處，整體下移的泥沙大部分重新堆積并與受漲潮流沖刷而脫離青山島逐漸上移的重山沙嘴合二為一，形成新的穩(wěn)定的馬蹄形中沙淺灘；另外的少部分泥沙可能隨著落潮流向黃大岙水道下游的大門島南側(cè)邊灘搬運(yùn)堆積。中沙淺灘向下游的移動(dòng)，擴(kuò)大了黃大岙水道進(jìn)口斷面的過(guò)水面積，增加了潮量和潮流速，使得黃大岙水道持續(xù)沖刷，不斷拓寬、增深，沖刷的泥沙可能和中沙淺灘被沖刷的泥沙一起被落潮流帶到其下游的大門島邊灘堆積。所以說(shuō)中水道—黃大岙水道一線是溫州港穩(wěn)定的出海通道。

(3)重山水道是一個(gè)開(kāi)口向海的漲潮槽，漲潮流為優(yōu)勢(shì)流，南北槽之間為仰舌沙嘴所隔。漲潮時(shí)，南槽漲潮潮量主要進(jìn)入溫州淺灘，北槽部分潮量越過(guò)重山淺灘進(jìn)入中水道，與黃大岙水道漲潮流匯合，向甌江北口上溯。同樣，落潮流為原路返回。1933年開(kāi)始，南北槽受漲潮流的沖刷而逐漸向上游擴(kuò)展，至1992年基本穩(wěn)定。重山水道深槽主要與處于其南北槽之間的溫州淺灘、仰舌沙嘴之間進(jìn)行泥沙交換。仰舌沙嘴是一片面積較大的開(kāi)闊淺灘，水深在2 m左右，水環(huán)境相對(duì)平緩，有利于泥沙落淤。漲潮時(shí)，漲潮流沖刷南北兩支深槽，沖刷的泥沙與其帶來(lái)的海域來(lái)沙一起，在仰舌沙嘴落淤，另外南槽泥沙還有部分在霓嶼島北部邊灘落淤；落潮時(shí)，由中水道下來(lái)的落潮流，可以將仰舌沙嘴灘面落淤的泥沙帶走，順著重山水道向海輸送。漲潮時(shí)向陸輸沙，落潮時(shí)向海輸沙，總體表現(xiàn)為向海輸送。1992年以后，南北槽總體上沖淤平衡，但隨著1999年溫州淺灘圍涂工程靈霓大堤的開(kāi)工建設(shè)，到2005年大堤建成通車，這大大減少了溫州淺灘的納潮量，從而降低了南槽的潮動(dòng)力，灣頂效應(yīng)使得漲潮流帶來(lái)的泥沙在仰舌沙嘴、南槽西段、霓嶼島北部邊灘落淤(圖4f)，南槽呈現(xiàn)淤積萎縮后退的趨勢(shì)。

5 小結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)甌江口外潮汐通道區(qū)平面形態(tài)變化、等深線變化、平面沖淤變化過(guò)程的分析，表明1933年以來(lái)，該研究區(qū)域的沖淤調(diào)整過(guò)程經(jīng)歷了緩慢沖刷、較快沖刷、較快淤積和緩慢沖刷四個(gè)階段。甌江口外潮汐通道區(qū)的泥沙運(yùn)移可能存在以下規(guī)律：在水動(dòng)力泥沙條件的變化過(guò)程中，泥沙主要在該潮汐通道區(qū)的灘槽之間交換運(yùn)移，參與灘槽的沖淤演變和形態(tài)調(diào)整。72 a來(lái)，甌江口外潮汐通道區(qū)沖刷量大于淤積量，總體表現(xiàn)為微量沖刷，平均沖刷厚度為27 cm，沖刷速率為0.375 cm/a，沖刷的泥沙可能向周邊潮灘運(yùn)移沉積。

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Preliminary study on the mechanism of the erosion-deposition adjustment in the tidal inlet out of the Oujiang Estuary

XU Hai1, WANG Jing1, ZHOU Hong-quan2

(1.ZhejiangSurveyingInstituteofEstuaryandCoast,Hangzhou310008,China; 2.SecondInstituteofOceanography,SOA,Hangzhou310012,China)

With the application of GIS technology, the hydrographic data were transformed to DEM (digital elevation model) to calculate the amount of erosion and deposition, and then the evolution process of the main geomorphic units and their mechanism were also analyzed. There were several cognitions after analyzing: (1) The tendency of the sea bed erosion-accretion process was light scour, with 27 cm rang in 72 years and at the rate of 0.375 cm/a. (2) The deep channels expanded all the time. the Wenzhou Sand Bank was kept accretion tendency, and human activities speeded up this tendency for these years. Zhongsha Sand Bank and Chongshan Sand Bank were kept scour tendency, finally linked each other and became a new Zhongsha Sand Bank in 1992. (3) Under the dynamic mechanism, the sediment movement occured between deep channels and sand banks, which was the mechanism of erosion-deposition evolution in the sea bed.

Oujiang Estuary; tidal inlet; GIS; erosion-deposition evolution; geomorphic unit

10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.004.

2016-04-26

2016-12-30

浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(LQ15D060005)

徐海(1981-)，男，江蘇淮安市人，工程師，主要從事海洋水文研究。E-mail:hehaixuhai@163.com

P737.1

A

1001-909X(2017)02-0033-11

10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.004

徐海，王璟，周鴻權(quán).甌江口外潮汐通道區(qū)灘槽沖淤演變分析及其調(diào)整機(jī)制的探討[J].海洋學(xué)研究,2017,35(2):33-43,

XU Hai，WANG Jing，ZHOU Hong-quan. Preliminary study on the mechanism of the erosion-deposition adjustment in the tidal inlet out of the Oujiang Estuary[J].Journal of Marine Sciences,2017,35(2):33-43, doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.004.