瓯江河口水动力泥沙环境分析

许 婷，麦 苗，韩志远

(交通运输部天津水运工程科学研究所 工程泥沙交通行业重点实验室,天津 300456)

1 概 述

瓯江口位于温州市沿海，是中国主要河口之一，位列全国第四，河口区及附近海域大大小小岛屿多达两百多个，是中国最为典型的岛群河口之一，海岸线较长，拥有丰富的港口、滩涂、渔业和旅游业资源，是浙江省经济发展的主要阵地。目前，已有学者针对瓯江口海域开展了一些科研工作。例如，李谊纯、徐群[1]研究了瓯江口内外潮汐的不对称性；林伟波、王义刚[2]研究了瓯江口海域悬浮泥沙输运特性；姚姗姗等[3]分析了瓯江口外海区滩槽演变及主因；孙决策、麦苗[4]分析了瓯江口航道淤积特征；李孟国等[5-6]研究了瓯江口海区波浪数学模型和中沙采沙对温州港航道的影响；许婷、赵洪波等[7]开展了瓯江口航道二期治理潜堤工程三维潮流数值模拟；黄毅峰等[8]开展了瓯江口航道海域溢油扩散数值模拟。

为了扩大海洋资源的利用，近年来瓯江河口进行了一系列大规模的海洋开发利用工程建设，在带来巨大经济效益的同时，也使得瓯江河口水沙环境产生了相应变化。因此，本文基于多年历史资料和最新地形水文测验资料等分析瓯江河口水动力泥沙环境特征，以期为工程规划和政府决策等提供科学依据。

2 地貌特征

瓯江河口是在溺谷型海湾基础上填充而成，属与山区毗邻的陆海双相河口，河口呈喇叭型。口外岛屿众多，有大小门岛、霓屿岛、洞头岛、大瞿岛、竹屿岛等上百个岛屿；滩槽交错，地形十分复杂，有温州浅滩、三角沙、中沙等大面积浅滩，有沙头水道、中水道、黄大岙水道、重山水道等若干条水道，该海域水下地形自西向东南倾斜。乐清湾西侧、温州湾西侧、瓯江北口～北水道两侧分布大量0 m以上浅滩；-5 m等深线深入霓屿南北两侧、洞头峡、瓯江北口；-10 m等深线深入乐清湾、黄大峡～小门水道、南水道、大瞿岛附近，-10 m等深线逼临大小门岛、状元岙等岛前岸线，在这些地方形成优良的深水岸线资源。见图1。

3 径流与输沙

瓯江全长388 km，属山溪性河流，流域面积1.8×104km2。据瓯江圩仁站1956-2004年实测资料统计，实测最大流量为22 800 m3/s，实测最小流量为10.6 m3/s，多年平均径流量为422.9 m3/s；径流量年季分配不均匀，季节性变化较大，下泄流量主要集中在3-8月份，可占全年的76.1%；最大流量多出现在6月份，最小流量一般在10月～翌年2月份枯水季。据圩仁站实测输沙量资料统计，瓯江年最大输沙量为559.4×104t，年最小输沙量为42.3×104t，多年平均悬移质输沙量为205.1×104t，年均含沙量达到0.131 kg/m3。

图1 瓯江河口形势图

表1 瓯江圩仁站多年各月平均径流量统计

4 潮汐与潮流

瓯江口海域潮汐属正规半日潮类型，多年平均潮差4.03 m，最大潮差6.75 m，属强潮海域。

瓯江口海域潮流性质属正规浅海半日潮流类型，潮流运动趋势受控于岛屿岸线及滩槽格局。涨潮时，洞头列岛东侧海域水流向WNW方向运动，一部分经大门岛和状元岙之间的峡道进入大门岛南侧水域和瓯江，一部分经黄大峡水道沿大小门岛北侧继续向北流动，还有部分水域汇入乐清湾。落潮时，水流运动与涨潮时运动相反。涨潮流向，黄大峡-洞头岛东侧基本呈NW向，状元岙北侧、大小门岛之间和沙头水道附近转为WSW向；落潮流向，黄大峡-洞头岛东侧海域呈SE向，状元岙南北两侧为偏E向，大小门岛之间和沙头水道偏转为NE向。从整个潮流场强弱程度分布而言，瓯江河口深槽水道区域水流强劲。例如，黄大岙水道、中水道、重山水道、沙头水道等其它水道，涨落潮最大流速多在0.5～1.5 m/s，有时接近2 m/s。见图2。

5 风况与波浪

据洞头气象站1961-2000年风资料统计，常风向为NNE向，频率为18.4%，其次为NE向，频率为16.6%；强风向为SSW向，最大风速为38.0 m/s，次强风向为SW向和S向，最大风速分别为34.0和31.0 m/s。据洞头站2001年1月至2004年12月风向、风级统计，0.0～5.4 m/s(0～3级)频率为83.64%，5.5～10.7 m/s(4～5级)频率为16.01%，10.8～13.8 m/s(6级)频率为0.25%，13.9～17.1 m/s(7级)频率为0.06%，大于或等于风速17.1 m/s的8级风频率为0.05%。

据瓯江口外南麂海洋站多年波浪资料统计结果，该海域主要浪向为N～E～S向，合计频率占90.5%。其中，常浪向是E～ESE向，频率达到49.8%；次常浪向是NNE～NE向，频率达到27.3%；强浪向为E向，次强浪向为ENE向，年均H1/10波高为1.1 m，最大H1/10波高达10.1 m以上(E向)，大浪的产生均由台风经过时引起。

图2 实测流速椭圆图

6 泥沙环境

横向上看，含沙量有近岸浅滩大、外海深水区小的分布特点。瓯江河口上游段含沙量超过0.5 kg/m3，河口近岸浅滩区域含沙量约介于0.1～0.3 kg/m3，而外海深水区域含沙量基本小于0.03 kg/m3。纵向上看，含沙量呈现出南高北低的分布特点。其中，瓯江口浅滩区域最高，在0.2～0.5 kg/m3之间；瓯江口南部近岸浅滩也较高，在0.1～0.3 kg/m3之间；乐清湾中北部深槽水域较低，在0.03～0.2 kg/m3之间。经过分析可知，含沙量主要受到潮汐作用，基本特征具有大中潮期间，含沙量较高，小潮含沙量较小的变化特点，且有涨潮含沙量大于落潮的规律。

悬沙的物质类型主要为粉砂质黏土和黏土质粉砂，悬沙中值粒径多在0.003 9～0.007 2 mm之间变化。

瓯江口以上河段、中水道、黄大岙水道、重山水道、中沙、乌仙头西浅滩、深槽与边滩水域底质基本为细砂、中砂等砂质沉积物，其d50为0.154～0.356 mm，仅局部水域为黏土质粉砂、粉砂质砂等细颗粒物质；大门岛以北、大门岛-状元岙以东、温州浅滩及其以南水域除局部水域有砂质存在外，基本为粉砂质黏土或者黏土质粉砂，其d50基本为0.003～0.01 mm。底质中值粒径大于0.1 mm的砂质沉积物主要堆积在大门岛-状元岙西侧河口附近水域，其余水域基本上以黏土质粉砂为主，其中值粒径基本在0.005～0.02 mm之间，黏土百分含量基本在30%～40%之间，显示出瓯江河口海域淤泥质海岸的沉积特点。底质分布特点表明，瓯江口来沙主要堆积在大门岛-状元岙西侧河口附近水域，大门岛-状元岙东侧水域受瓯江口来沙的影响较小。见图3、图4。

图4 沉积物类型分布图

7 主要结论

本文基于现场大量实测资料，研究分析了瓯江河口海域水动力泥沙环境。结果表明，本区潮汐为正规半日潮型，平均潮差超过4 m，属强潮海区。瓯江口海域潮流性质属正规浅海半日潮流类型，潮流运动趋势受控于岛屿岸线及滩槽格局，深槽涨落潮最大流速多在0.5～1.5 m/s，有时接近2 m/s，其余海域多在1 m/s以下。瓯江属山溪性河流，多年平均径流量为422.9 m3/s；径流量年季分配不均匀，季节性变化较大，下泄流量主要集中在3-8月份，可占全年的76.1%。本区波浪以涌浪或涌浪为主的混合浪为主，常浪向为E～ESE向，频率达到49.8%；强浪向为E向，次强浪向为ENE向，最大波高达10 m以上(E向)，大浪的产生均由台风经过时引起。海域沉积物类型既有细砂、中砂等砂质沉积物，也有黏土质粉砂、粉砂质砂等细颗粒物质；黏土百分含量基本在30%～40%之间，显示出瓯江河口海域淤泥质海岸的沉积特点。近岸含沙量可达0.1～0.3 kg/m3，而外海深水区域含沙量基本小于0.03 kg/m3。瓯江河口悬沙的物质类型主要为粉砂质黏土和黏土质粉砂，悬沙中值粒径多在0.003 9～0.007 2 mm之间变化。