鹽城濱海港區防波堤建設對水下地形的影響研究

劉 強, 閆玉茹, 項立輝, 張曉飛, 彭修強

?

鹽城濱海港區防波堤建設對水下地形的影響研究

劉 強, 閆玉茹, 項立輝, 張曉飛, 彭修強

(江蘇省有色金屬華東地質勘查局地球化學勘查與海洋地質調查研究院, 江蘇南京 210007)

利用雙頻測深儀和聲學多普勒流速儀對濱海港區附近海域進行了區域測深和定點全潮水文觀測, 通過與以往調查研究資料的對比, 分析了防波堤建成前后海底沖淤變化特征。研究結果表明: 近20年以來水下岸坡為侵蝕最劇烈的區域, 海底平原則處于相對穩定狀態; 受自然侵蝕的影響, 水下岸坡繼續向岸內移, 目前最強侵蝕區已內移至–8~ –12 m水深的水下岸坡; 近年來自然侵蝕明顯減弱, 年均侵蝕速率約為前10年的1/4; 受防波堤擋流效應的影響, 口門南側已由往復流轉變為旋轉流; 目前已出現三大淤積區域, 其中以口門處淤積最嚴重, 最大淤積厚達3.5 m, 已造成口門處水深不足–10 m; 防波堤對周邊海域直接影響范圍約13.4 km2, 最遠可達廢黃河口。分析認為, 防波堤建設是引起港區海底沖淤格局發生變化的主因。該研究為防波堤的后續維護及濱海港區30萬t級航道工程論證提供了基礎資料。

濱海港區; 防波堤; 沖淤變化; 廢黃河三角洲

蘇北廢黃河三角洲沿岸為開敞淤泥質海岸, 由黃河1128~1855年南徙時帶來的巨量泥沙堆積而成[1-5]。供沙條件變化是海岸淤蝕的主要原因之一[6-8], 自1855年黃河改道之后, 泥沙供應大幅減少, 廢黃河口也開始了自然侵蝕的進程[8-11]。在經過100多年的侵蝕后, 海岸線已后退約30 km[6, 8], 岸線快速后退的同時水下三角洲至今已侵蝕殆盡[3, 7-8], 而且這一蝕退過程仍在繼續。隨著底部泥沙粗化和老淤泥的出露, 抗沖刷能力增強, 近期侵蝕速率明顯趨緩, 表現為侵蝕陡坎整體內移[2, 6-8]。以往研究結果表明[10-15],侵蝕主要發生在–10 m水深以淺的近岸區, 而–15 m附近及其以下部分海床處在經常性波浪作用的范圍之外。

隨著護岸工程和港口建設等人類工程的實施, 廢黃河口不僅受自然侵蝕的影響, 而且也受到了人類工程活動的影響[16-17]。鹽城市濱海港區防波堤于2008年12月開工, 至2011年建成。以往有關防波堤建成后對周圍海底地形產生的影響研究多集中于堤內[12, 17], 李安龍等[17]認為防波堤建成后, 堤內出現淤積, 其中65%的淤積物質來自于堤外, 但對于防波堤外部的影響尚不清楚。本文根據研究區建堤后(2014年)區域水下地形數據與建堤前(1994年、2004年)資料的對比分析, 研究了防波堤建設對水下地形的影響, 并探討了海底沖淤對港區的影響。該研究為防波堤的后續維護及濱海港區30萬t 級航道工程論證提供了基礎資料。

1 研究資料與工作方法

1.1 研究區概況

研究區位于蘇北廢黃河口(圖1), 以廢黃河口北突咀為拐點, 岸線走向由NW-SE向轉為S-N向, 屬侵蝕性淤泥質粉砂海岸。波浪以風浪為主, 常浪向為NEE向, 強浪向為NE向[18-20]。潮汐為規則半日潮, 以往復流為主, 漲潮主流方向為SE向, 落潮主流方向為NW向, 潮差為江蘇沿海最小的地區之一, 平均潮差1.98 m[21]。港池口門面向SE, 分為南、北兩堤, 出水口門寬800 m, 南堤長1 735 m, 堤頭水深–8.5 m左右, 北堤起始段長2 356 m, 至–8 m水深附近南偏35°后延伸至–12 m[21]。2007年(防波堤建堤前)濱海港區6站位(A—F)夏季全潮水文觀測站位如圖1所示, 2014年(建堤后)選擇了導堤口門南側的F站位進行觀測。

1.2 調查資料與方法

本文于2014年5月利用中海達HD-380雙頻測深儀對港區周圍約120 km2范圍進行了1: 5萬水深測量。測深儀測深范圍為0.5~ 300 m, 工作頻率為20 kHz (低頻)和200 kHz, 測量盲區為0.3 m。具體測量方法為: 測深儀安裝于前甲板船舷(距船頭約為1/3 船長), 探頭入水深度為0.5 m, 信標機安裝于其正上方; 本次測深工作頻率選用高頻(200 kHz), 水深點采集間隔設定為1 s(即1 s采集1 個水深數據)。正式作業前, 首先進行了儀器現場調試和校準, 用聲速剖面儀測定測區的聲速值, 經測定本次聲速采用1 500.8 m/s;其次在翻身河附近5 m水深處進行了120 min的停泊穩定性試驗, 與比對盤相比誤差均小于4 cm, 滿足測深要求; 再次, 在濱海港池外側進行了航行穩定性試驗, 測量船以低速(2~3 n mile)、中速(5~6 n mile)和全速(10~12 n mile)進行測深試驗, 試驗中測深儀工作正常穩定。定位儀使用美國天寶公司SPS361 DGPS信標機, 精度為亞m級, 導航系統使用中海達公司的Haida V6.21。測量過程中水深測量數據為數字記錄和模擬顯示, 在導航定位的同時, 計算機通過設備驅動程序給測深記錄定點打標, 將序號、日期、時間、經度、緯度、坐標和水深數據一同存入計算機中。外業采集的原始數據經過預處理后, 通過濱海港驗潮站實測潮汐數據進行了水位改正, 基準面采用當地理論深度基面。

2014年6月28日和7月4日利用勞雷RTDP600 ADCP和AML Plus-X CTD在口門南側進行了1 個站位(F站位)夏季大、小潮25 h定點全潮水文觀測。測量期間, 海況良好, 東北風5~6 級, 浪高0.1~0.5 m。測量過程中, 定位儀和ADCP采用固定安裝, 換能器安裝在船舷中部, 吃水固定在1~1.5 m之間。采樣間隔設置為3 min (即每3 min采集1 個數據), 單元層厚度為0.5 m, 盲區為0.5 m。溫鹽深剖面儀的施工方法為: 將溫鹽深儀固定在多功能支架中, 支架懸掛于絞車鋼纜之上, 由海面按一定速率釋放至海底, 進行剖面連續觀測, 每2 h觀測1 次; 整機調試至正常工作狀態后開始投放儀器, 將水下單元吊放至海面以下, 使傳感器浸入水中感溫3~5 min; 然后開始投放, 速度控制在1.0 m/s左右; 取儀器下放時獲取的數據為正式觀測值, 儀器上升時獲取的數據作為處理時的參考值。

本文同時收集了1994年(比例尺1︰5萬)、2004年(比例尺1︰2.5萬)2期的水深數據(均為當地理論基面)及2007年夏季6個站位的水文觀測資料。受限于3個時期水深數據范圍不一致, 所以本研究在進行相關對比分析時僅限于3者之間的重合部分, 借助ArcGIS和Surfer平臺對各期水深數據進行相關處理并生成水深DEM。

2 結果與分析

2.1 防波堤建成前后的海流特征

2014年觀測站位和2007年夏季6 個站位流矢圖如圖2所示, 2014年夏季大小潮水流剖面如圖3所示。2007年夏季6個站位同步水文觀測結果顯示[21-22], 6個站位海流均具有明顯的往復流特性, 海流漲潮主流向在SE-SSE附近, 落潮主流向在NW-NNW附近。2014年港池口門南側的F站位漲落急流向與等深線走向基本一致, 呈NW-SE向, 大、小潮流漲潮主流向在S附近, 落潮主流向在NNW-N附近。2014年測的F站位已具有旋轉流的特性, 而2007年該站位為往復流, 表明該站位附近海域潮流已發生改變, 其主要原因可能為2011年防波堤的建成改變了該海域的流場。由于該海域漲潮為SE-S向, 防波堤建成后漲潮流受到北堤阻擋, 而變成沿堤水流, 水流方向發生改變; 落潮為NW-N向, 港池口門SE向, 港池內的落潮流被北堤反射流出口門[21]。因此, 無論是漲潮還是落潮均影響了潮流轉向過程, 導致本站的潮流轉變為旋轉流, 該海域流場的變化勢必造成港池南部沖淤的改變。

2.2 防波堤建成前后的海底地形特征

根據本文實測水深數據和收集的資料, 分別編制了防波堤建成前(2004年)和建成后(2014年)的海底地形圖(圖4)。從圖上可以看出, 建堤前研究區海底地形可分為–5 m以淺的近岸淺灘、–5~ –15 m的水下岸坡和–15 m以深的海底平原。淺水區等深線基本上平行岸線; 水下岸坡區等深線十分順直, 坡度較陡, 平均約為9‰, 其中在岸線拐角凸出部位坡度可達20‰; 海底平原等深線與岸線形態相反, 坡度較小, 一般在1‰以內。

建堤后變化最大的為水下岸坡, 等深線已沒有2004年順直, 尤以口門附近變化最為劇烈, 其中口門南側800 m范圍內–5 m線與–10 m線變化趨勢相反, –10 m線往東北向凸出, 而–5 m線向西凸進, 這反映出該區域–10 m線受到了一定的淤積, 而–5 m線受到了沖刷。造成這種現像的原因可能與口門及導堤的方位密切相關, 口門面向東南, 區內侵蝕而來的泥沙會自口門進入, 而受北堤擋流作用的影響, 口門內的泥沙不易搬運出去, 故而導致口門處出現泥沙堆積, –10 m線也因此而向海凸出; 受南堤導流效應的影響, 漲落潮時南堤南側會形成沿堤水流, 而近岸處因水深較淺受到的波浪作用較強, 在波浪掀沙、潮流輸沙的作用下, 南堤南側局部區域的泥沙會往口門處堆積, 故而在南堤南側的–5 m線會出現一定的侵蝕。此外, 該時期在北堤東側已形成面積約1 km2的–15 m線包絡區, 而在廢黃河口東北側–8~ –13 m等深線已向岸凸進, 表明區內仍受到了一定的沖刷。

圖5為1994~2014年典型水深等深線的對比圖。從圖上可以看出, 1994~2004年, –5, –10和–15 m等深線整體向岸內移, 尤以岸線拐角東南側的–10和–15 m線為甚, 最大內移分別約1 300 和2 000 m, 反映出水下岸坡與海底平原接觸部位受到強烈的侵蝕。2004~2014年, 除口門附近外, 典型等深線總體上繼續向岸內移, 但內移明顯減緩。受防波堤建設的影響, –5 m線的南堤至廢黃河口段和–10 m線的口門往南1 km段向海外移, 這也表明防波堤對等深線的影響一般在數公里范圍內。此外, 在口門以南, –15 m線向北移動, 最大北移約1 800 m, 這可能為防波堤間接影響的結果。總的來看, 研究區等深線整體上以向岸內移為主, 但相對前10 年來說, 近10 年內移已明顯趨緩; 受防波堤建成的影響, 口門附近區域等深線出現外移, 但影響范圍并不大。

2.3 海底沖淤變化特征

2.3.1 總體沖淤變化特征

利用1994年、2004年和本文實測的水深數據, 運用ArcGIS軟件建立了水深DEM, 并進行一系列定量化計算分析, 在ArcGIS軟件中創建這3個時段的沖淤變化圖(圖6)。受限于水深測量過程中的誤差, 本研究將兩期數據疊加誤差定為±0.5 m。

2.3.1.1 1994~2004年沖淤變化特征

1994~2004年除局部區域外, 大部分受到侵蝕。翻身河口至廢黃河口附近及–14 m以深大部分區域, 沖淤量小于0.5 m。該時期侵蝕最強烈的區域位于–10 ~ –14 m, 尤以港池口門東南側最為嚴重, 4 m以上的侵蝕區面積達1.2 km2, 最大侵蝕高達5 m。該時期研究區海底地形總體上受自然侵蝕的影響, 主要侵蝕區位于水下岸坡與海床接觸部位。

正值為淤積, 負值為沖刷

“﹢” deposition , “–” erosion

2.3.1.2 2004~2014年沖淤變化特征

該時期, 研究區大部分區域仍處于侵蝕狀態, 最強侵蝕區與1994~2004年類似, 但侵蝕位置與強度稍有變化: 最強侵蝕區已移至翻身河口沿線區域, 水深也轉移至–8~ –12 m, 最大侵蝕厚度也減弱至3.5 m。由此可見, 近年來研究區最強侵蝕區具有向岸內移的趨勢, 且侵蝕強度逐漸變弱, 這也反映出隨著侵蝕作用的持續, 水下岸坡的坡度也日趨穩定, 自然侵蝕也開始逐年減緩。

但該時期還有一個顯著的變化, 即在防波堤建成之后, 口門附近和北堤北側及研究區東南部已出現三大淤積區, 其中口門處的淤積厚高達3.5 m。這很可能為防波堤建設造成的影響, 因此, 該時期海底地形沖淤變化受自然侵蝕和人類工程活動的雙重影響, 但在此過程中自然侵蝕已逐漸變緩, 而受防波堤影響的淤積變強。

總體上來看, 該時期研究區仍以自然侵蝕為主, 侵蝕作用仍大于淤積作用, 這也反映出防波堤的建設雖然改變了局部區域的沖淤, 但整體上并未改變區內的自然侵蝕環境, 因此, 在一定程度上來說, 人類工程活動對該區域的影響也相對較為有限。

2.3.1.3 兩時期沖淤變化對比

兩個時期的沖淤變化相比, 2004~2014年已出現三大淤積區域, 而1994~2004年淤積區極少, 反映出人類活動對該區域的影響十分明顯。近10年來侵蝕最為強烈的區域位于港池南側–8~ –12 m, 而1994~ 2004年期間在–10~ –14 m, 表明主要侵蝕區向岸內移, 侵蝕強度較前10年有所變小。近20年以來海底地形沖淤變化劇烈, 一方面可能是受海岸帶海岸工程建設活動的影響, 另一方面受現代海洋動力作用與海岸地貌形態之間的不斷自適應調整, 使得海底地形處于一種動態變化過程中[9-10]。

2.3.1.4 沖淤量的計算結果

利用3D Analyst中體積和面積的計算工具, 計算不同時期整個區域的沖淤變化指標, 計算結果表明(表1), 1994~2004年, 研究區沖刷量達105.82×106m3,淤積量僅為沖刷量的0.98%, 凈沖刷量約為104.78× 106m3, 年均凈沖刷速率為12.7 cm/a。2004~2014年, 沖刷量約為53.55×106m3, 淤積量為沖刷量的40%, 凈沖刷量為31.60×106m3, 年均凈沖刷速率為3.0 cm/a。與前10年相比, 近10年凈沖刷量大幅減少, 約為前者的1/3; 淤積面積大幅增加, 至2014年已達沖刷面積的50%; 年均凈沖刷速率大幅減小, 約為前者的1/4。據廢黃河口相關研究表明, 黃河改道后廢黃河口侵蝕的泥沙往其東南和西北兩側運移, 凈輸沙為東南方向, 年輸凈沙能力在10萬m3以上[12], 這在一定程度上也驗證了本文的計算結果。

2.3.2 典型斷面變化特征

3條典型斷面水深變化如圖7所示(斷面位置見圖1, 0為起點, 1為終點)。DM-Ⅰ位于廢黃河口南側, 長約8 km; DM-Ⅱ位于南防波堤南側, 翻身河北側, 長約8.5 km; DM-Ⅲ位于廢黃河口凸出部位, 現穿過北堤, 長約6.5 km。

1994~2004年, 3條斷面總體上都受到了侵蝕, 侵蝕最為嚴重的區域一般位于水深–6~ –14 m的水下岸坡, –15 m以深的區域則相對穩定。2004~2014年, DM-Ⅰ距岸4 400 m以內, 坡度繼續減小, 平均侵蝕量約0.8 m, 較前10年明顯減緩; 通過計算, 該剖面水下岸坡坡度逐年變緩, 三時期的坡度分別為11.5‰、5.1‰和3.1‰。DM-Ⅱ在港池口門附近出現淤積, 其他區段總體上為受到侵蝕, 受防波堤建成的影響, 在正對口門的區域淤積最為明顯, 最大淤積厚達3.5 m; 在4 000 m以遠, 也即–16 m以深, 水深變化在0.5 m以內, 也反映出近期水下岸坡侵蝕的下限在–16 m水深附近。DM-Ⅲ在距堤200 m以內出現淤積, 而在距堤200 m以外, 受到一定的侵蝕, 但侵蝕量較小,一般小于1 m, 至–16 m水深左右基本達到沖淤平衡。

表1 濱海港區1994~2014年沖淤計算表

綜上所述, 在防波堤建成之前, 濱海港區已達到了準平衡狀態, 水下岸坡與海底平原兩種地貌分界較為明顯, 水下岸坡較為陡峭, 海底平原十分平緩, 侵蝕最為劇烈的區域為水下岸坡與海床接觸部位, 沖淤平衡點已由建堤前的–14~ –15 m下移至建堤后的–16 m左右; 受防波堤建設的影響, 在防波堤附近, 尤其口門附近出現較為明顯的淤積。

3 討論

3.1 沖淤變化原因初步探討

3.1.1 建堤前沖淤變化原因探討

1994~2004年研究區侵蝕強烈的區域主要在口門–10~ –14 m等深線附近, 也即岸線拐角外側水下岸坡海域。以拐角為界, 該時期南部侵蝕作用也略強于北部, 這與南部岸線與常風浪方向夾角大, 受波浪作用強有關[18-20]。該時期翻身河至廢黃河口近岸淺水區處于弱侵蝕狀態, 這可能為該時期主要侵蝕區離岸較遠有一定的關系, 此外, 拐角北部的岸線泥沙運移也有一定的掩護作用[10]。總體上來看, 該時期主要是受黃河改道的影響泥沙來源幾乎斷絕, 水動力的改造開始起主導作用[1-3, 23], 處于自然侵蝕狀態。

3.1.2 建堤后沖淤變化原因探討

2004~2014年期間侵蝕最為強烈的區域與1994~ 2004年類似, 但侵蝕位置與強度稍有變化, 該時期最強侵蝕區稍有南移, 已移至翻身河口沿線區域, 水深也轉移至–8 ~ –12 m。該時期形成的三大淤積區域與廢黃河口所處的以侵蝕作用為主的大背景明顯相反, 這可能與濱海港防波堤建成之后該區域的流場發生改變有關[21], 這也與本文水文觀測結果一致。

據以往研究結果表明, 防波堤的建成后產生了口門回流、沿堤水流和口門橫流[21]。在港池口門附近, 漲潮時以SE流為主, 潮水自口門進入港池, 產生順時針回流, 南堤南側水流流向淺水區; 落潮時, 潮流往NW向, 潮水自口門流出港池, 受南堤阻擋, 在口門南部產生逆時針方向的回流, 淺水區流水沿南防波堤流向深水區; 與此同時在口門附近產生橫向水流, 在上述流場的作用下, 侵蝕帶來的泥沙逐漸在口門南部懸浮再沉積, 故而造成口門南部的淤積。

總之, 在長期的侵蝕過程中, 海底形態要與海洋動力趨于適應, 直至達到新的平衡狀態[8], 這個演變過程與波浪、潮流等動力要素的強度分布密切相關。區內自然侵蝕逐漸向岸內移, 且隨著水下岸坡逐漸變緩, 侵蝕作用也逐漸變弱, 再加之防波堤建設引起的淤積, 最終形成了現在的沖淤分布格局。

3.2 防波堤對周邊海域影響范圍

以往研究成果表明, 自黃河改道以來廢黃河口長期處于侵蝕狀態[1-2, 20], 但在防波堤建成之后, 已出現三大淤積區, 因此從某種程度上來說, 淤積現像的出現為防波堤影響的結果。至于防波堤附近侵蝕區域, 可能為自然侵蝕的結果, 也可能為防波堤影響的結果, 故而不好判別, 因此, 本文主要分析防波堤建成之后對周邊海域產生的淤積(圖8)。

從圖8可以看出, 防波堤建成之后, 對周邊海域直接影響范圍面積約13.4 km2, 其中北堤北側和東側影響范圍較小, 最大影響范圍約為2 km; 而南堤南側影響較大, 最大可至廢黃河口, 距港池口門約5 km。根據區內淤積情況, 可分為三大淤積區。

Ⅰ區: 位于南堤南側, 為區內最主要的淤積區, 尤以港池口門附近最為嚴重, 往南延伸至翻身河, 距港池口門約4 km, 寬度自北向南逐漸變窄。0.5 m以上淤積面積約為4.7 km2, 其中淤積2 m以上為2.2 km2。該區域的淤積對南堤有一定的防護作用, 但也易造成口門堵塞。

Ⅱ區: 位于北堤東北部, 分布范圍較小, 0.5 m以上淤積面積約為1.1 km2, 其中1.5 m以上約為0.45 km2, 最大淤積厚度可達2.5 m。該區域分布較小, 且遠離航道區, 對港區影響較小。

Ⅲ區: 位于東南部, 分布范圍較大, 但淤積厚度較小, 可能為防波堤間接影響區域, 0.5 m以上淤積區面積約為9.6 km2, 其中1 m以上為1.7 km2, 最大淤積厚度約為1.4 m。該區域東側為寬坦的海底平原, 遠離航道, 因此該區域的淤積對港區的影響有限。

3.3 沖淤變化對港區的影響

泥沙淤積或沖刷是一柄雙刃劍, 如泥沙淤積對于防波堤的根部有一定的防護作用, 但沖刷則是有害的; 另一方面, 對港池航道而言, 泥沙淤積易堵塞航道, 而沖刷則是有利的。因此, 海底沖淤變化對港區而言不可避免會造成一些影響。基于前文分析將海底沖淤變化對港區的危害分為淤積和沖刷兩類。

一類: 位于港池口門附近區域, 主要表現為泥沙淤積對港池口門產生的危害, 目前急需采取相關措施進行治理。近10 年該區域淤積較為嚴重, 最大淤積厚高達3.5 m, 口門處水深已不足–10 m, 極易造成航道堵塞。

二類: 位于北堤東側, 主要表現為泥沙沖刷對防波沙堤產生的影響。該區域近10年來–1 m侵蝕線離防波堤僅數10 m, 有沖刷防波堤根部的風險。通過前文分析結果可知廢黃河口主要侵蝕區有向岸內移的趨勢, 因而該段防波堤很有可能會因侵蝕內移而受到沖刷。

文中的研究結果目前暫未考慮正在建設的港區北部物流園和南部中海油的LNG碼頭的影響。

4 結論

1) 防波堤建成之前濱海港區以自然侵蝕為主, 達到了準平衡狀態, 水下岸坡和海底平原分界較為明顯, 水下岸坡為侵蝕最為劇烈的區域, 海底平原處于相對穩定的狀態。

2) 受自然侵蝕的影響, 水下岸坡繼續向岸內移, 目前最強侵蝕區域已內移至–8~ –12 m, 沖淤平衡點已由建堤前的–14~ –15 m下移至建堤后的–16 m左右; 近10年侵蝕速率明顯減緩, 年均凈沖淤速率約為前10 年的1/4。

3) 受防波堤擋流效應的影響, 濱海港區口門南側已由往復流轉變為旋轉流, 防波堤周邊流場變化是引起海底沖淤格局重新分布的主因。

4) 在自然侵蝕和防波堤擋流效應雙重影響下, 在港池口門南側、北堤北側和東南部已出現三大淤積區域, 尤以口門附近淤積最大, 最大淤積厚達3.5 m。防波堤對周邊海域直接影響范圍約13.4 km2, 其中主要分布于港池南側, 最大影響范圍可達廢黃河口, 影響距離可達5 km。

5) 海底沖淤變化對港區的危害主要為口門淤積和北堤局部沖刷, 其中口門附近淤積已造成口門處水深不足–10 m, 北堤有因侵蝕內移而受到沖刷的風險, 建議后期加強重點淤積和侵蝕區域的監測和防護工作。

[1] 李元芳. 廢黃河三角洲的演變[J]. 地理研究, 1991, 10(4): 29-38. Li Yuanfang. The development of the abandoned Yellow River Delta[J]. Geographical Research, 1991, 10(4): 29-38.

[2] 虞志英, 陳德昌, 金镠. 江蘇北部舊黃河水下三角洲的形成及侵蝕改造[J]. 海洋學報, 1986, 8(2): 197-206. Yu Zhiying, Chen Dechang, Jin Liu. Construction and erosion of the abandoned Yellow River submerged delta in northern of Jiangsu Province[J]. Acta Oceanologica Sinica, 1986, 8(2): 197-206.

[3] 任美鍔. 江蘇省海岸帶和海涂資源綜合調查報告[M]. 北京: 海洋出版社, 1986: 517-519. Ren Mei’e. The Report of Integrated Survey for Coastal Zone and Tidal Flat in Jiangsu Province[M]. Beijing: China Ocean Press, 1986: 517-519.

[4] 張林, 陳沈良. 蘇北廢黃河三角洲沉積物的時空變化特征[J]. 海洋地質與第四紀地質, 2012, 32(3): 11-18. Zhang Lin, Chen Shenliang. Spatial and temporal variation in sediment distribution in the abandoned Yellow River Delta of north Jiangsu[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2012, 32(3): 11-18.

[5] 盧健, 李安春. 南黃海表層沉積物粒度特征季節變化及其影響因素[J]. 海洋科學, 2015, 39(3): 48-58. Lu Jiang, Li Anchun. Seasonal variations and influencing factors of the grain size characteristics of surface sediments in the South Yellow Sea[J]. Marine Sciences, 2015, 39(3): 48-58.

[6] 陳可鋒, 王艷紅, 陸培東, 等. 蘇北廢黃河三角洲侵蝕后退過程及其對潮流動力的影響研究[J]. 海洋學報, 2013, 35(3): 189-196. Chen Kefeng, Wang Yanhong, Liu Peidong, et al. Research on the abandoned Huanghe River Delta erosion process and impact on tidal current dynamic characteristic of the Huanghai Sea off the coast of North Jiangsu, China[J]. Acta Oceanologica Sinica (in Chinese), 2013, 35(3): 189-196.

[7] 高抒. 廢黃河口海岸侵蝕與對策[J]. 海岸工程, 1989, 8(1): 37-42. Gao Shu. Erosion of old Yellow River Delta in Northern Jiangsu and coast protection[J]. Coastal Engineering, 1989, 8(1): 37-42.

[8] 張忍順, 陸麗云, 王艷紅. 江蘇海岸侵蝕過程及其趨勢[J]. 地理研究, 2002, 21(4): 469-478. Zhang Renshun, Lu Liyun, Wang Yanhong. The mechanismand trend of coastal erosion of Jiangsu Province in China[J]. Geographical Research, 2002, 21(4): 469-478.

[9] 閆秋雙, 劉榮杰, 馬毅. 1973年以來射陽河口附近海岸蝕淤變化遙感分析[J]. 海洋科學, 2015, 39(9): 94-100. Yan Qiushuang, Liu Rongjie, Ma Yi. Remote sensing analysis of shorline changes along the coast near the Sheyang River Estuary of Jiangsu Province since 1973[J]. Marine Sciences, 2015, 39(9): 94-100.

[10] 虞志英, 張國安, 金镠, 等. 波流共同作用下廢黃河河口水下三角洲地形演變預測模式[J]. 海洋與湖沼, 2002, 33(6): 583-590. Yu Zhiying, Zhang Guoan, Jin Liu, et al. Evolution prediction of the abandoned Yellow River Submerged Delta under wave and current[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2002, 33(6): 583-590.

[11] 徐敏, 陸培東. 波流共同作用下的泥沙運動和海岸演變[M]. 南京: 南京師范大學出版社, 2005: 232-235. Xu Min, Lu Peidong. Sediment movement and coastal evolution under wave and current[M]. Nanjing: Nanjing Normal University Press, 2005: 232-235.

[12] 裴義亭, 陸培東. 濱海港區海岸穩定性及深水航道工程對其的影響研究[J]. 現代交通技術, 2011, 8(6): 87-91. Pei Yiting, Lu Peidong. Study on the coastal stability of Binhai Harbour and it’s impact from Deep Waterway Project[J]. Modern Transportation Technology, 2011, 8(6): 87-91.

[13] 哈長偉. 江蘇淤泥質海岸侵蝕與沉積特征研究[D]. 上海: 華東師范大學, 2009. Ha Changwei. Erosion processes and sedimentary features along the muddy coast in Jiangsu Province[D]. Shanghai: East China Normal University, 2009.

[14] 管君陽, 谷國傳. 廢黃河口海岸的期侵蝕特征與機理[J]. 海岸工程, 2011, 30(2): 50-61. Guan Junyang, Gu Guochuan. Recent erosion characteristics and mechanism of Old Yellow River Estuarine shoreline[J]. Coastal Engineering, 2011, 30(2): 50-61.

[15] 王志一, 徐素寧, 姜艷輝, 等. 蘇北廢黃河三角洲岸線變遷與海岸沖淤動態遙感監測[J]. 南水北調與水利科技, 2013, 11(1): 136-139. Wang zhiyi, Xu Suning, Jiang Yanhui, et al.Remote sensing based dynamic monitoring of coastline change and coastal erosion and deposition of the abandoned Yellow River Delta in northern area of Jiangsu Province[J]. South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology, 2013, 11(1): 136-139.

[16] 劉佰瓊, 徐敏, 劉晴. 港口及臨港工業圍填海規模綜合評價研究[J]. 海洋科學, 2015, 39(6): 81-87. Liu Baiqiong, Xu Min, Liu Qing. Study on sea reclamation scale evaluation for port and fac-ing-port industry[J]. Marine Sciences, 2015, 39(6): 81-87.

[17] 李安龍, 楊肖迪, 羅小橋, 等. 防波堤建設前后廢黃河水下三角洲沖淤變化特征與成因研究[J]. 中國海洋大學學報, 2015, 45(6): 85-90. Li Anlong, Yang Xiaodi, Luo Xiaoqiao, et al. The study on characteristics and mechanisms of erosion/accumulation in the abandoned Huanghe River Subaqueous Delta before and after breakwater construction[J]. Periodical of Ocean University of China, 2015, 45(6): 85-90.

[18] 周良勇, 陳斌, 劉健, 等. 江蘇廢黃河口外夏季懸浮泥沙運動[J]. 海洋地質與第四紀地質, 2009, 29(6): 21-28. Zhou Liangyong, Chen Bin, Liu Jian, et al. Observation of currents and suspended sediment concentration off northern Jiangsu Coast, China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2009, 29(6): 21-28.

[19] 陳斌, 周良通, 劉健, 等. 廢黃河口海域潮流動力與懸沙輸運特征[J]. 海洋科學, 2011, 35(5): 73-81. Chen Bin, Zhou Liangyong, Liu Jian, et al. The relationship between the suspended sediment movement and tidal current dynamic characteristic in Old Yellow River Delta[J]. Marine Sciences, 2011, 35(5): 73-81.

[20] 王林, 楊建洪, 李冠男, 等. 江蘇近岸海域HJ CCD 影像懸浮泥沙遙感反演[J]. 海洋科學, 2016, 40(2): 77-83. Wang Lin, Yang Jianhong, Li Guannan, et al. Retrieval of suspended sediment concentration from HJ-CCD imagery in Jiangsu coastal sea[J]. Marine Sciences, 2016, 40(2): 77-83.

[21] 中交第一航務工程勘察設計院有限公司. 鹽城港濱海港區10萬噸級航道工程可行性研究報告[R]. 天津: 中交第一航務工程勘察設計院有限公司, 2008. China Communications Construction First Harbor Consultants CO., LTD. Feasibility study report on 100, 000 ton Waterway Engineering at Binhai Port[R]. Tianjin: China Communications Construction First Harbor Consultants CO., LTD, 2008.

[22] 中交第一航務工程勘察設計院有限公司. 江蘇濱海十萬噸級航道工程水文測驗報告[R]. 天津: 中交第一航務工程勘察設計院有限公司, 2008. China Communications Construction First Harbor Consultants CO., LTD. Marine hydrological observation report on 100, 000 ton Waterway Engineering at Binhai Port[R]. Tianjin: China Communications Construction First Harbor Consultants CO., LTD, 2008.

[23] 薛春汀, 劉健, 孔祥淮. 1128—1855年黃河下游河道變遷及其對中國東部海域的影響[J]. 海洋地質與第四紀地質, 2011, 31(5): 25-36. Xue Chunting, Liu Jian, Kong Xianghuai. Channel shifting of lower Yellow River in 1128—1855AD and it’s influence to the sedimentation in Bohai, Yellow and East China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2011, 31(5): 25-36.

(本文編輯: 劉珊珊)

The influence of breakwater construction on the underwater terrain in the Binhai Port, Yancheng City

LIU Qiang, YAN Yu-ru, XIANG Li-hui, ZHANG Xiao-fei, PENG Xiu-qiang

(Institute of Geochemical Exploration and Marine Geological Survey, East China Mineral Exploration and Development Bureau, Nanjing 210007, China)

A bathymetric survey and fixed-point observation of marine hydrology at the Binhai Port was conducted using thedual frequency sounder and acoustic Doppler current profiler. The characteristics of erosion and deposition before and after breakwater construction were analyzed by comparing with data obtained from previous studies. The results showed that offshore slope was the major area of erosion, whereas sea-bottom plain was relatively stable in the last 20 years. Offshore slopes have a tendency of moving toward the shore. The area with the highest amount of erosion has a depth of around ?8 m to ?12 m. The rate of natural erosion has significantly lowered in recent times, and the average annual erosion rate is approximately 1/4 times of that observed in the last 10 years. The rectilinear flow was changed to rotating flow at the southern entrance, and it was influenced by the baffle effect of the breakwater. Three deposition areas have been identified in recent years, the most serious area being the one at the harbor entrance; the maximum deposition in this area was 3.5 m in thickness and ?10 m in depth. The breakwater construction influenced approximately 13.4 km2of the surrounding area, including the Yellow River Estuary. We observed that the construction of breakwater was an important factor for the redistribution of sediments. The study provided the basic data for the maintenance of the breakwater and the subsequent establishment of a 300 000 ton waterway project on the Binhai Port.

theBinhai Port; breakwater; erosion and deposition; abandoned the Yellow River Delta

Sep. 4, 2016

[Marine Geology Security Project of Geological Survey of China, No. GZH201200506; Comprehensive Geological Survey Project of Jiangsu Coastal Area, No. [2014]47]

P714.7

A

1000-3096(2017)03-0080-09

10.11759/hykx20160904002

2016-09-04;

2017-01-11

中國地質調查局海洋地質保障工程專項(GZH201200506); 江蘇沿海地區綜合地質調查專項(蘇國土資發[2014]47號)

劉強(1985-), 男, 江西高安人, 碩士, 工程師, 主要從事海洋地質調查研究工作, E-mail: lauqung@qq.com, 電話: 13951625243