濱州港海岸動力地貌、河勢演變與泥沙來源分析

姚海元 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院 天津大學(xué)

王達(dá)川 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院

齊越 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院 天津大學(xué)

李蕊 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的快速發(fā)展以及新一輪的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，要求濱州港不斷提升港口地位，充分利用國內(nèi)、國際兩種資源和兩個市場，主動承接國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，成為廣大腹地參與經(jīng)濟(jì)全球化和對外開放的重要平臺。同時，《黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》《山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》《山東新舊動能轉(zhuǎn)換綜合試驗區(qū)建設(shè)總體方案》相繼批復(fù)，要求“優(yōu)化港口功能定位，以資本為紐帶、以市場為導(dǎo)向整合港口資源，打造現(xiàn)代化港口群”，加快推進(jìn)物流園區(qū)建設(shè)、加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，大力發(fā)展港口現(xiàn)代物流業(yè)，著力特色海洋產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，以建設(shè)新舊動能轉(zhuǎn)換試驗區(qū)為重點(diǎn)，成為東北亞國際航運(yùn)綜合樞紐和東北亞國際物流中心的重要支撐。

濱州港作為濟(jì)南都市圈最近的出海口，作為黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)開發(fā)建設(shè)的重要港口，長期以來卻呈現(xiàn)“南強(qiáng)北弱”的發(fā)展格局，北部沿海地區(qū)因遠(yuǎn)離膠濟(jì)鐵路和濟(jì)南都市圈而發(fā)展滯后，外向型經(jīng)濟(jì)落后，客觀上對港口發(fā)展的支撐作用較弱。受此影響，北部地區(qū)公路、鐵路、航道、港口發(fā)展緩慢。同時，由于濱州港套爾河系是渤海灣西南部較大的通海河流，河口附近受黃河泥沙影響較大，部分區(qū)域因泥沙淤積已形成淺灘和淺點(diǎn)，受潮汐作用，航道多處形成攔門沙，制約了濱州港的發(fā)展。

圖1 濱州港歷年吞吐量變化示意圖

圖2 濱州港吞吐量貨類組成示意圖

圖3 1959年-1989年套爾河口水深對比圖

圖4 1983年與2001年測圖對比、2001年與2004年測圖對比

1.濱州港發(fā)展歷程

濱州市現(xiàn)代港口建設(shè)始于60年代末，1969年于套爾河西岸建設(shè)2個500噸級泊位，1971年正式投產(chǎn)，成立“山東省交通廳青島海運(yùn)局東風(fēng)港”，富國港為其下屬站點(diǎn)。1978年富國港200噸級碼頭建成，東風(fēng)港與富國港分設(shè)。1985年青島海運(yùn)局撤銷，東風(fēng)港改為隸屬新成立的山東省航運(yùn)管理局。1990年富國港因連年虧損無法經(jīng)營，省航運(yùn)管理局決定由東風(fēng)港兼并富國港。

進(jìn)入90年代，濱州港加大了港口建設(shè)力度。1990年8月，東風(fēng)港2個千噸級泊位投入使用。1994年，為滿足企業(yè)運(yùn)輸物資需要，魯北集團(tuán)公司在大口河建設(shè)了2個千噸級泊位。同年，套爾河?xùn)|風(fēng)港下游2個三千噸級泊位建成投產(chǎn)。之后，為解決攔門沙礙航問題，打通套爾河內(nèi)碼頭出海通道，1998年濱州市在套爾河河口實(shí)施配套了碼頭建設(shè)的3000噸級航道一期防沙堤工程，但因東導(dǎo)堤未與岸連接，導(dǎo)致缺口處大量分流和堤間大面積淤積，航道治理工程未能達(dá)到有效束流攻沙的預(yù)期效果。

圖5 2009年套爾河口至東風(fēng)港河道段水深圖

新世紀(jì)以來，隨著我國外向型經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，沿海地區(qū)依托港口，逐步成為我國承接國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重點(diǎn)區(qū)域。濱州港緊跟時代發(fā)展，啟動了新一輪的港口開發(fā)建設(shè)。1995～2007年，濱州港貨物吞吐量基本都在20～40萬噸區(qū)間波動，年均增長率僅為5%。2008年受魯北運(yùn)河開通及濱州北海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)項目的帶動，吞吐量增至120萬噸，2010年進(jìn)一步增至343萬噸，2012年后，濱州港開始步入一個快速發(fā)展階段，年均增長率達(dá)到28%。

截止到2018年底，濱州港已有生產(chǎn)性泊位37個，年通過能力約2414.6萬噸，主要分布在海港港區(qū)、套爾河港區(qū)、大口河港區(qū)，共完成貨物吞吐量3112萬噸。其中，金屬礦石吞吐量2325萬噸，全部為鋁礬土，占總吞吐量的74.7%，是濱州港最重要的貨物；其次為礦建材料，約為581萬噸，占比18.7%。鋁礬土和礦建材料兩類貨物合計吞吐量占據(jù)了濱州港總吞吐量的93%。

2.濱州港地貌特征及海岸、河道演變

濱州港海域的岸灘演變主要受黃河入?？谧冞w的影響。1855年黃河由蘇北重新注入渤海，近代黃河三角洲也隨之形成。1855年至1976年間，黃河尾閭改道達(dá)50多次，黃河泥沙形成了環(huán)渤海灣西部的大淺灘。尤其是1904年7月至1929年9月的25年中，黃河在套爾河口及南部入海，使渤海灣南部海域迅速淤淺，岸灘向海延伸，水下岸坡淤長，動力地貌及沉積物分析均表明，套爾河口淺灘是古黃河泥沙下泄的產(chǎn)物。

隨著黃河尾閭南移，尤其是1976年人工強(qiáng)制改道清水溝以來，本區(qū)泥沙來量大減，口外淺灘處于沖刷環(huán)境。據(jù)1959、1989年測圖比較，近三十年來水下各等深線均呈現(xiàn)為微沖狀態(tài)，并且河口西南部沖刷幅度明顯大于西北部。同時河口附近深槽也向岸推進(jìn)并展寬，表明海洋動力在近期岸灘演變中起著主導(dǎo)作用。三十年來，5米線向岸推進(jìn)約1.5千米～2.1千米，年均向岸逼近50米～70米?？陂T西側(cè)的0米線也顯示了較強(qiáng)的沖刷現(xiàn)象，其向岸推進(jìn)距離為2.3千米，年均76.7米，為本區(qū)向岸推進(jìn)最大值。而口門東側(cè)0米線則表現(xiàn)為淤積，淤長幅度為750米，年均25米。

圖6 2014年套爾河口至東風(fēng)港河道段水深圖

根據(jù)1989年與1993年套爾河口局部測圖比較（圖3），此間河口淺灘形態(tài)變化很小，僅灘頂略有淤高，淤高幅度0.1米，淺灘寬度有所減小，自灘頂向內(nèi)和向外坡度有所增大，但變化幅度都非常小。

通過對1983年、2001年和2001年、2004年的測圖比較（圖4）：21年間濱州港海域3米～5米等深線附近基本屬于沖淤平衡狀態(tài)，3米等深線以內(nèi)屬于微侵蝕區(qū)，而5米等深線以外則屬于淤積區(qū)。

根據(jù)2009年套爾河口以內(nèi)的測圖，東風(fēng)港碼頭前沿水深無變化，表明河道內(nèi)部河床及水深均處于不淤不沖的穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)河道等深線分析，2米等深線除河口攔門沙段以外幾乎貫通至東風(fēng)港；3米等深線則非貫通狀態(tài)；5米等深線僅在彎曲河道弧頂沖刷處形成封閉。

根據(jù)2014年測圖，濱州港東風(fēng)港碼頭前沿水深仍無明顯變化。但東風(fēng)港至河口攔門沙內(nèi)航道水深條件改善較明顯，根據(jù)河道等深線分析，-2米等深線全線貫通；-3米等深線除潮河口彎道下游2.5公里處小塊區(qū)域外幾乎全線貫通；-5米等深線幾乎貫通潮河口以內(nèi)至東風(fēng)港段河道，-6米等深線在多數(shù)彎曲河道弧頂沖刷處形成封閉，局部彎道弧頂沖刷處封閉等深線達(dá)到-7米至-8米，河道最深處水深達(dá)-14米以上，不同河段水深差異較大。

綜上分析認(rèn)為，套爾河航道水深條件的改善主要得益于兩方面原因：一是由于近年港區(qū)到港船舶艘次明顯增多，船舶往來頻繁，對于維持航道水深起到積極作用；二是由于套爾河兩岸臨港工業(yè)廠區(qū)建設(shè)需要大規(guī)模填海造陸，從河道中大量取土，但因取土的出發(fā)點(diǎn)是造陸而非浚深航道，取土區(qū)分布雜亂，致使不同河段水深差異大，如東風(fēng)港和后方無廠區(qū)建設(shè)的岸段水深變化較小。

總體上看，從河床穩(wěn)定角度，水深條件有所改善，局部較明顯，但整體看來基本穩(wěn)定，沖淤變化較小，套爾河河道處于地貌穩(wěn)定階段。

3.濱州港泥沙來源分析

濱州港所在海域泥沙來源主要有三部分：一是河流徑流來沙；二是岸灘侵蝕泥沙；三是灘面泥沙。

（1）河流徑流來沙。一是河流徑流所挾帶的下泄泥沙。濱州港位于套爾河口外，自1976年黃河人工改道為清水溝流路以后，使套爾河斷絕了黃河下泄水沙，而由徒駭河與秦口河交匯后入海。秦口河為過去黃河決口沖成的一條自然潮汐通道，因此基本沒有泥沙下泄。徒駭河由于其本身水量并不大，加之近年不斷在上游建閘，多年平均徑流量為8.18億立方米，每年進(jìn)入套爾河干流的沙量不足45萬噸，進(jìn)入外海的泥沙量則更少。

從遙感衛(wèi)片分析，套爾河口水域含沙量明顯要高于其它區(qū)域，其主要原因是套爾河口下泄泥沙在河口附近落淤，形成大片粉沙質(zhì)淺灘，特別是在風(fēng)浪作用下，該區(qū)域高含沙量影響范圍較大。濱州港建成以后，雖有防沙堤掩護(hù)，但是套爾河口下泄的泥沙仍然會沿著防沙堤向外海運(yùn)動，泥沙顆粒物質(zhì)逐漸落淤，再在漲潮流和風(fēng)浪的作用下穿越航道，再次落淤，對航道淤積產(chǎn)生一定的影響。

（2）海岸侵蝕物質(zhì)輸移入海。近幾十年來，濱州港海域岸線主要以沖刷為主，沖刷侵蝕后形成的泥沙顆粒，一部分就近堆積于海岸附近，另外一部分，特別是濱州港北側(cè)近岸泥沙在風(fēng)浪和落潮流作用下，沿防波堤向外海飄移，由于落潮流與航道存在一定交角，使泥沙落淤成為外航道淤積的部分泥沙來源。

（3）灘面泥沙在波浪、潮流共同作用下的反復(fù)搬運(yùn)。在大風(fēng)浪天氣條件下，風(fēng)浪掀起大量灘面泥沙，隨著潮流的漲落反復(fù)，較長時間內(nèi)將以懸移質(zhì)形態(tài)存在，而當(dāng)波動力和潮流速減弱時，水體中的含沙量將處于超飽和狀態(tài)，水流跨越航道過程中，泥沙迅速沉降，從而造成航道短期相對明顯的淤積。

綜上分析，造成濱州港外航道淤積的主要泥沙來源為風(fēng)浪和潮流作用下灘面泥沙的搬運(yùn)輸移；此外，近岸侵蝕泥沙和套爾河口的下泄泥沙也將會對航道產(chǎn)生一定淤積影響。

4.結(jié)語

濱州市地處魯北粉砂淤泥質(zhì)海岸，大風(fēng)天航道泥沙驟淤是決定港口開發(fā)方案成立的關(guān)鍵問題，潮汐河口攔門沙歷來是航道和港口建設(shè)的制約因素，外航道的開挖（或清淤）難度較大。目前，3萬噸級單線進(jìn)港航道已經(jīng)通至海港港區(qū)已建成的4個3萬噸級泊位處。但由于開港時間較短，缺乏對海港港區(qū)港池及進(jìn)港航道和套爾河港區(qū)進(jìn)港航道等泥沙淤積問題額研究和實(shí)測資料。

未來，濱州港應(yīng)加強(qiáng)出海航道的試挖試驗、現(xiàn)場觀測、模型試驗等研究工作，實(shí)測大風(fēng)天航道淤積強(qiáng)度和淤積總量，進(jìn)一步評估港區(qū)淤積情況并驗算研究結(jié)論，首先解決河口攔門沙問題，打通進(jìn)出港通道，為船舶安全通航提供保，為今后港口的快速發(fā)展創(chuàng)造條件。