左 軍，嚴(yán) 冰，劉 濤，侯志強(qiáng)

（1.天津市北洋水運(yùn)水利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,天津300452；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300452）

濱州港附近海域水沙環(huán)境特征分析

左 軍1，嚴(yán) 冰2，劉 濤2，侯志強(qiáng)2

（1.天津市北洋水運(yùn)水利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,天津300452；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300452）

通過(guò)氣象、水文、泥沙等實(shí)測(cè)資料和匯總已有研究成果，分析了濱州港海區(qū)水動(dòng)力、泥沙環(huán)境和航道淤積情況特征。研究結(jié)果表明：（1）濱州港附近海域?qū)俨徽?guī)半日潮海區(qū)，潮流屬于規(guī)則半日潮流，基本呈往復(fù)流形式運(yùn)動(dòng)；（2）波浪以風(fēng)浪為主，常浪向ENE，強(qiáng)浪向ENE；（3）濱州港位于粉沙質(zhì)海岸，正常天氣條件下水體含沙濃度較低，大風(fēng)天泥沙運(yùn)動(dòng)活躍，含沙量較高，-6 m等深線處底層含沙量可達(dá)為5 kg/m3以上；（4）濱州港外航道淤積的主要泥源為風(fēng)浪和潮流作用下灘面泥沙的搬運(yùn)輸移，2015年11月寒潮大風(fēng)濱州港外航道平均淤積厚度約1.8 m，最大淤厚達(dá)4.0 m。

濱州港；水動(dòng)力；泥沙；航道淤積；粉沙質(zhì)海岸

根據(jù)《濱州港總體規(guī)劃》［1］，濱州港將形成以海港港區(qū)為核心，套爾河港區(qū)、大口河港區(qū)為補(bǔ)充的“一體兩翼”港口總體發(fā)展格局。其中，套爾河港區(qū)規(guī)劃建設(shè)1 000～5 000 t級(jí)泊位150個(gè)左右，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力5 000萬(wàn)t以上；大口河港區(qū)規(guī)劃建設(shè)大口河?xùn)|岸及魯北運(yùn)河1 000～3 000 t級(jí)泊位20個(gè)，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力500萬(wàn)t；海港港區(qū)規(guī)劃建設(shè)各類泊位120個(gè)，形成深水碼頭岸線42.5 km，港口用地約57.5 km2。目前，海港港區(qū)現(xiàn)有500～3000 t級(jí)泊位10個(gè)，3萬(wàn)t級(jí)碼頭2個(gè)，引堤約14.6 km，已建成3萬(wàn)t級(jí)航道，航道總長(zhǎng)約17.5 km，0+ 000～0+946段航道走向203.60°～23.60°，0+946～17+500段航道走向244.50°～64.50°，航道有效寬度120 m，設(shè)計(jì)底高程-10.4 m（以當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵鏋榛鶞?zhǔn)面，下同）。

濱州港位于典型粉沙質(zhì)海岸，其北側(cè)緊鄰的黃驊港建港較早，經(jīng)歷了嚴(yán)重的航道淤積，一度影響港口的正常運(yùn)營(yíng)。濱州港的建設(shè)、發(fā)展和運(yùn)營(yíng)必須密切注意泥沙淤積問(wèn)題，掌握航道回淤原因與規(guī)律，因地制宜的采取有效措施，才能得以跨越障礙、發(fā)展壯大。因此，了解和掌握濱州港所在海域水文和泥沙環(huán)境特征是解決泥沙問(wèn)題的基本前提。對(duì)濱州港的研究主要分為兩個(gè)階段。20世紀(jì)90年代主要針對(duì)套爾河港區(qū)的建設(shè)開(kāi)展相關(guān)研究：黃世光［2］利用多年海圖地形數(shù)據(jù)分析了套爾河灣海域及黃河改道后三角洲的沖淤演化規(guī)律，認(rèn)為該海域5～10 m海域的坡度小于1/2 000，是平衡剖面海域的標(biāo)志，小于1/500，是向平衡坡面發(fā)育的標(biāo)志；蔣雎耀等［3］綜合實(shí)地勘測(cè)資料，對(duì)河口的動(dòng)力地貌特征、淺灘成因與演變趨勢(shì)等進(jìn)行了分析，并通過(guò)河口潮流物模試驗(yàn)，確定了整治攔門(mén)沙淺灘航道的工程方案，建議在河口處采用雙堤環(huán)抱的掩護(hù)方案；王宗濤等［4］對(duì)套爾河成因以及港口航道建設(shè)過(guò)程中的若干資源保護(hù)進(jìn)行了分析。隨著海港港區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)腳步的加快，2007年以后又開(kāi)展了新一輪的研究工作。郝品正等［5］利用分析計(jì)算的方法對(duì)外航道大風(fēng)天泥沙驟於情況進(jìn)行計(jì)算和分析；李金合等［6］通過(guò)衛(wèi)星遙感影像分析了海港港區(qū)含沙量分布特征，認(rèn)為高含沙水體可達(dá)-6 m等深線以遠(yuǎn)的區(qū)域；郝媛媛等［7］、李建偉［8］分別對(duì)濱州港海域沉積物特性進(jìn)行了分析；徐有明等［9］采用數(shù)值模擬的方法分析了風(fēng)暴潮對(duì)渤海灣西南岸貝殼堤岸灘的影響。本研究收集了大量實(shí)測(cè)資料，匯總已有研究成果，對(duì)濱州港水文和泥沙環(huán)境特征進(jìn)行深入分析，為解決泥沙淤積問(wèn)題奠定基礎(chǔ)，也為其它相關(guān)研究提供基礎(chǔ)資料。

1地質(zhì)地貌特征

1.1地理區(qū)位

濱州港位于山東省北部，渤海灣西南岸（圖1），處于京津冀和山東半島兩大經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的連接地帶，距河北黃驊港約12 km，距東營(yíng)港約90 km，距天津港約74 km，距曹妃甸港約79 km，既是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈與膠東半島的交匯點(diǎn)，又是山東省對(duì)接天津?yàn)I海新區(qū)最近的口岸，是連接山東半島城市群與中西部省市的橋梁，也是連接環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的主要樞紐，是魯西北地區(qū)唯一的貨物進(jìn)出口岸，具有得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，已被山東省政府列入山東半島港口群的重要組成部分，成為“環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈”的關(guān)鍵一環(huán)、“半島城市群”重要一翼和濟(jì)南都市圈的主要成員。

圖1 濱州位置示意圖（2016年3月衛(wèi)星影像）Fig.1 Position of Binzhou Harbor（satellite image in 2016.3）

1.2地質(zhì)地貌特征

渤海灣西南岸是黃河尾閭多次擺動(dòng)形成的粉沙淤泥質(zhì)海岸。套爾河（徒駭河和秦口河交匯以后的入海河道）以西屬于古黃河三角洲，套爾河以東至挑河之間屬于1904～1926年黃河在這一帶入海形成的近代三角洲，挑河以東則屬于現(xiàn)代黃河三角洲的范圍［2］。

公元1048年，黃河自馬頰河以北地區(qū)入渤海的古河道，由于攜帶大量泥沙入海，形成了大口河三角洲。此后，本區(qū)海岸經(jīng)過(guò)兩次大的侵蝕過(guò)程。公元1128年，黃河改道南遷以后，由于本區(qū)海岸帶的河流輸沙銳減，海洋動(dòng)力作用相對(duì)加強(qiáng)，古三角洲被沖蝕消散，海岸線逐漸夷平。第二次侵蝕發(fā)生在現(xiàn)代黃河三角洲形成以來(lái)，黃河入海流路東遷以后，本海域因沿岸輸沙不足而進(jìn)行調(diào)整，沿岸貝殼堤不斷侵蝕后退，水下岸坡變陡。在侵蝕過(guò)程中，泥沙運(yùn)動(dòng)總趨勢(shì)為由南向北的沿岸輸移。本區(qū)海岸經(jīng)過(guò)約800 a的廢棄破壞，目前已進(jìn)入廢棄演變的老年期而逐漸趨于穩(wěn)定。從2000～2014年多幅衛(wèi)星遙感影像分析可見(jiàn)，濱州港海域附近岸線變化基本來(lái)自于人工圍墾和工程建設(shè)，自然岸線在近20 a呈基本穩(wěn)定趨勢(shì)［10］。

2水動(dòng)力環(huán)境特征

2.1風(fēng)況

濱州港無(wú)長(zhǎng)期實(shí)測(cè)風(fēng)資料。黃驊新村氣象站（38°16'N，117°51'E）距濱州港較近，約20 km，其數(shù)據(jù)具有代表性。據(jù)實(shí)測(cè)風(fēng)資料統(tǒng)計(jì)，黃驊港地區(qū)全年以E、SW向風(fēng)最多，S、NE向風(fēng)次之，WNW向風(fēng)出現(xiàn)的頻率最少。大于6級(jí)大風(fēng)的風(fēng)向主要為NE～E向，出現(xiàn)頻率為68.7％；從月季變化來(lái)看，夏、冬兩季大風(fēng)出現(xiàn)的次數(shù)較低，分別占全年的12.6％；而到秋季大風(fēng)次數(shù)開(kāi)始增加，大風(fēng)天出現(xiàn)次數(shù)占全年的22.6％，春季（3～5月）大風(fēng)天出現(xiàn)次數(shù)最多占全年的52％。春、秋兩季是本海域大風(fēng)出現(xiàn)頻率較多季節(jié)，也是外航道出現(xiàn)嚴(yán)重驟淤的主要季節(jié)。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镹E～E，航道出現(xiàn)嚴(yán)重驟淤基本為這一風(fēng)向造成。

圖2 6級(jí)以上大風(fēng)年際變化（1998～2015）Fig.2 Number of winds more than strong breeze and the total wind energy（1998～2015）

本區(qū)大于6級(jí)風(fēng)、連續(xù)作用4 h的大風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)有明顯的年際不等現(xiàn)象，大風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)有多有少，臨近年份變化幅度較大，沒(méi)有明顯的變化規(guī)律。近18 a（1998～2015），最多40次/a，最少16次/a。累年大風(fēng)能量呈波浪狀，約6 a出現(xiàn)一次大風(fēng)年（圖2）。

2.2潮汐

根據(jù)2006年9月～2007年8月為期一年的實(shí)測(cè)資料可知，本海區(qū)潮汐形態(tài)系數(shù)0.67，屬于不正規(guī)半日潮海區(qū)。平均高潮位3.16 m；平均低潮位1.22 m；平均潮差1.94 m；平均海平面2.15 m。

工程海區(qū)極端高水位5.14 m；設(shè)計(jì)高水位3.58 m；設(shè)計(jì)低水位0.54 m［11］。

2.3潮流

根據(jù)2014年4月大、中、小潮實(shí)測(cè)資料，各站潮流形態(tài)系數(shù)在0.26～0.48之間，平均為0.33，小于0.5，濱州港海域潮流屬于規(guī)則半日潮流。本海域潮流流速較小，漲、落潮段平均流速分別為0.36 m/s和0.34 m/s，漲潮段流速略大于落潮段；漲潮最大流速0.93 m/s，流向?yàn)?46°，落潮最大流速0.67 m/s，流向?yàn)?9°；漲、落潮流平均歷時(shí)分別為6 h 8 min和6 h 15 min，漲潮流歷時(shí)略小于落潮流歷時(shí)。從總的趨勢(shì)上看，本海域潮流基本呈往復(fù)流形式運(yùn)動(dòng)，外海漲潮流向基本呈東西向，落潮流相反，近岸水域受岸線和地形約束，流向有所偏轉(zhuǎn)，外海流速略大于近岸流速。

2.4波浪

2006年9月～2007年8月港區(qū)附近約-6 m水深處波浪觀測(cè)資料表明，該海域常浪向ENE，頻率為16.22％，次常浪向E，頻率為14.54％；強(qiáng)浪向ENE，H4％＞2.0波高的頻率為0.94％。次強(qiáng)浪向?yàn)閃SW，H4％＞2.0波高頻率為0.33％。渤海灣為半封閉的內(nèi)海，外海大浪不易傳入，波浪以風(fēng)浪為主，其變化規(guī)律主要受海面風(fēng)場(chǎng)的變化規(guī)律控制。1月份N向浪偏多，6月份SE向浪偏多，其余各月均以E到NE向浪居多；6月、7月、8月、9月波浪較小，8月份波浪最??；3月、10月、11月、12月份波浪多發(fā)。

圖3 -6 m水深處波浪玫瑰圖Fig.3 Wave rose diagram at the position of-6 m

3泥沙環(huán)境特征

3.1灘面底質(zhì)粒徑分布特征

2009年5月對(duì)海區(qū)表層沉積物進(jìn)行了調(diào)查取樣分析，取樣范圍自0 m等深線向外至-14 m等深線。濱州港灘面泥沙中值粒徑存在兩個(gè)特點(diǎn)：一是近岸相對(duì)較粗、外海相對(duì)較細(xì)，近岸區(qū)域多為0.04～0.06 mm粒徑的分布區(qū)，外海則多為0.02～0.004 mm粒徑的分布區(qū)；二是東部較粗、西部較細(xì)，東部粗顆粒（0.04～0.06 mm粒徑）分布面積明顯大于西部。

從2006年黃驊港海域底質(zhì)調(diào)查的平均中值粒徑來(lái)看，也表現(xiàn)出東側(cè)泥沙顆粒粗于西側(cè)，這與渤海灣泥沙北部為淤泥質(zhì)海岸、南側(cè)為粉沙質(zhì)海岸，泥沙顆粒整體上呈自北向南逐漸變粗的分布規(guī)律一致。黃驊煤港航道以東泥沙明顯粗于航道以西，航道以東（濱州港與黃驊港之間）平均中值粒徑0.038 mm，航道以西平均中值粒徑0.02 mm。粒徑最粗的區(qū)域在套爾河口北側(cè)與大口河南側(cè)0～5 m近岸區(qū)域，中值粒徑最大達(dá)0.04～0.6 mm，由此向西北方向呈由粗而細(xì)的變化趨勢(shì)，最細(xì)處泥沙中值粒徑在0.01 mm以下。套爾河口附近至南排河口附近，泥沙D50＜0.01 mm粒級(jí)的泥沙百分含量呈規(guī)律性的增長(zhǎng)趨勢(shì)，自9.4％增至43.07％，航道南側(cè)細(xì)顆粒的平均百分含量為13.16％，航道的北側(cè)細(xì)顆粒百分含量為34.83％，相差21.67％，從各斷面細(xì)顆粒沙泥百分量變化趨勢(shì)看，也明顯表現(xiàn)出上述特征，航道南側(cè)細(xì)顆粒泥沙的平均百分含量由9.4％，增至21.50％；航道北側(cè)細(xì)顆粒百分含量由28.20％增至42.30％，相差幅度較大。

3.2含沙量

（1）正常天含沙量。

2014年水文全潮測(cè)驗(yàn)資料顯示，濱州海域水體含沙濃度平面分布，基本呈現(xiàn)近岸低遠(yuǎn)岸高的分布規(guī)律。-15 m等深線附近平均含沙量在0.074 kg/m3左右，-10 m等深線附近平均含沙量在0.065 kg/m3左右，-7 m等深線附近平均含沙量在0.045 kg/m3左右。漲、落潮含沙量差異不顯著。大潮和中潮含沙量大于小潮含沙量，平均含沙量分別為0.072、0.077和0.04 kg/m3。大潮最大含沙量0.133 kg/m3，中潮為0.147 kg/m3，小潮為0.062 kg/m3。

（2）大風(fēng)天含沙量。

大風(fēng)天海況惡略，含沙量觀測(cè)困難，相關(guān)資料尤為寶貴。2008年1月11～13日濱州港海域發(fā)生一次大風(fēng)過(guò)程，歷時(shí)48 h，風(fēng)力為6～7級(jí)，陣風(fēng)8級(jí)，最大風(fēng)速16 m/s，對(duì)應(yīng)風(fēng)能相當(dāng)于10 a一遇。大風(fēng)過(guò)程中在-2 m、-6 m、-10 m等深線分別對(duì)波浪、底部（床面以上0.5 m）含沙量進(jìn)行了觀測(cè)。隨后，1月15日又進(jìn)行了大風(fēng)后含沙量追測(cè)。根據(jù)以上資料［12］，此次大風(fēng)天氣含沙量呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)：

（a）大風(fēng)天含沙量較正常天氣條件明顯增大，整體上呈近岸向外海逐漸遞減的趨勢(shì)。在大風(fēng)天期間，底部最大含沙量-2 m處為5.27 kg/m3，-6 m處為5.11 kg//m3，-10 m處為4.43 kg/m3；在風(fēng)速較大的1月12日0：00至1月13日12：00的36 h時(shí)段中，底部平均含沙量-2 m處為3.37 kg/m3，-6 m處為2.93 kg/m3，-10 m處為2.75 kg/m3。

（b）含沙量與波浪強(qiáng)度密切相關(guān)，波高越大，底部含沙量越高。當(dāng)波高小于0.5 m時(shí)，-6 m、-10 m處底部含沙量一般在1.5 kg/m3以下，-2 m處一般在2.0 kg/m3以下；當(dāng)波高達(dá)到2.0 m時(shí)，-2 m、-6 m處底部含沙量一般在4.0 kg/m3以上，-10 m處在3.0 kg/m3以上。

（c）底部最大含沙量出現(xiàn)的時(shí)刻滯后于最大波高出現(xiàn)的時(shí)刻6～13 h。-2 m水深，最大波高（Hmax）3.59 m，周期4.64 s，發(fā)生在12日4時(shí)，底部最大含沙量出現(xiàn)在12日11時(shí)；-6 m水深，最大波高3.54 m，周期5.32 s，發(fā)生在12日2時(shí)，底部最大含沙量出現(xiàn)在12日8時(shí)；-10 m水深，最大波高5.97 m，周期5.39 s，發(fā)生在12日1時(shí)，底部最大含沙量出現(xiàn)在12日14時(shí)。

（d）風(fēng)速減弱，波浪快速減小，底部高含沙量依然要維持較長(zhǎng)時(shí)間，該現(xiàn)象離岸越近越為顯著。1月12日14：00～22：00，-2 m水深處波高從2.29 m衰減至0.75 m，底部含沙量沒(méi)有減小趨勢(shì)，平均3.2 kg/m3左右；至13日7：00，底部含沙量仍在基本維持這一水平；此后底部含沙量開(kāi)始逐漸降低，至13日14：00，減小至1 kg/m3左右。

（e）大風(fēng)天后追測(cè)水域（-2～-10 m）平均含沙量為0.34 kg/m3；垂線平均含沙量沿航道軸線向外海逐漸遞減的分布，-2～-6 m水域垂線平均含沙量0.54 kg/m3，-6～-8 m水域垂線平均含沙量0.32 kg/m3，-8～-9 m水域垂線平均含沙量0.23 kg/m3，-10 m水深處垂線平均含沙量0.18 kg/m3。

圖4 大風(fēng)天不同水深處底部含沙量變化過(guò)程Fig.4 Suspended sediment concentration near bed during the strong wind weather

3.3泥沙來(lái)源

濱州港海域泥沙來(lái)源主要河流徑流下泄泥沙、岸灘侵蝕泥沙和灘面當(dāng)?shù)叵粕橙矫妗?/p>

（1）河流徑流下泄泥沙。

濱州港河口港區(qū)位于套爾河口外。1976年以來(lái)，由于黃河人工改道改走清水溝流路，套爾河與黃河來(lái)源的泥沙斷絕，而由徒駭河與秦口河交匯后入海。秦口河為黃河決口沖成的自然潮汐通道，基本無(wú)泥沙下泄；徒駭河由于其本身水量不大，加以近年來(lái)上游持續(xù)建閘，每年進(jìn)入套爾河干流的沙量不足45萬(wàn)t，進(jìn)入外海的泥沙量則更少。

根據(jù)遙感影響分析［6，10］，套爾河口水域含沙量明顯高于其他區(qū)域，原因在于套爾河口下泄泥沙主要在河口附近落淤，并經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間沉積形成大片粉沙質(zhì)淺灘，在風(fēng)浪作用下，該區(qū)域高含沙量范圍較大。通常，表層含沙量可達(dá)0.2～0.5 kg/m3，其影響范圍可達(dá)-2 m等深線附近。在較大風(fēng)的作用下，潮流、風(fēng)生流、波生流以及風(fēng)增水作用疊加在一起，可能會(huì)形成比較復(fù)雜的向外水流或環(huán)流，攜帶泥沙向外輸運(yùn)，可達(dá)-5 m等深線附近或更遠(yuǎn)，可對(duì)航道淤積產(chǎn)生一定程度影響。

（2）海岸侵蝕物質(zhì)輸移入海。

近幾十年來(lái)，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；另一部分，特別是濱州港北側(cè)近岸泥沙在風(fēng)浪和落潮流的作用下，沿防波堤向外海輸送，成為外航道淤積的部分泥沙來(lái)源。

（3）灘面當(dāng)?shù)叵粕场?/p>

在大風(fēng)條件下，較強(qiáng)波浪掀起大量灘面泥沙，隨潮流漲、落反復(fù)搬運(yùn)，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以懸移質(zhì)形態(tài)存在，而當(dāng)波浪動(dòng)力和潮流流速減弱時(shí)，水體中的懸沙含量將處于超飽和狀態(tài)，引起落淤，特別是在水流跨越航道過(guò)程中，由于水動(dòng)力減弱，泥沙可迅速沉降，造成航道短期強(qiáng)淤。

綜合來(lái)看，濱州港外航道淤積的主要泥源為風(fēng)浪和潮流作用下灘面泥沙的搬運(yùn)輸移，近岸侵蝕泥沙和套爾河口下泄泥沙亦將對(duì)航道淤積產(chǎn)生一定影響。

3.4岸灘演變情況

據(jù)1959～1989年的歷史海圖地形比較（圖5），30 a間水下各等深線均微沖，河口西南部沖幅明顯大于西北部。同時(shí)河口附近深槽也向海推進(jìn)并展寬，表明海洋動(dòng)力在近期岸灘演變中起主導(dǎo)作用。30 a間，-5 m線向岸推進(jìn)1.5～2.1 km，年均向岸逼近50～70 m；河口口門(mén)西側(cè)0 m等深線沖刷較強(qiáng)，其向岸推進(jìn)距離為2.3 km，年均76.7 m，為本區(qū)向岸推進(jìn)最大值；口門(mén)東側(cè)0 m等深線線則表現(xiàn)為淤積，淤進(jìn)幅度為750 m，年均25 m。

圖5 1959～1989年水深對(duì)比圖Fig.5 Topographies in 1959 and 1989

據(jù)2005～2010年的歷史海圖地形比較（圖6），近年來(lái)濱州港海域等深線無(wú)論從形態(tài)還是位置均達(dá)到一定的一致性，岸灘沖淤基本呈動(dòng)態(tài)平衡趨勢(shì)。

圖6 2005～2010年水深對(duì)比圖Fig.6 Topographies in 2005 and 2010

4航道淤積情況

2015年11月5～7日濱州海域經(jīng)歷了一次寒潮大風(fēng)過(guò)程。6級(jí)以上大風(fēng)共持續(xù)48 h，其中6級(jí)大風(fēng)持續(xù)7 h，平均風(fēng)速為11.6 m/s；7級(jí)大風(fēng)持續(xù)27 h，平均風(fēng)速為15.6 m/s；8級(jí)大風(fēng)持續(xù)14 h，平均風(fēng)速為17.7 m/s。本次大風(fēng)初始風(fēng)向?yàn)镋，后轉(zhuǎn)為ENE，最后轉(zhuǎn)為NE向，其中E向持續(xù)25 h、ENE向持續(xù)14 h、NE向持續(xù)9 h。從風(fēng)能量上看，本次大風(fēng)重現(xiàn)期約為25 a一遇。此次大風(fēng)對(duì)濱州港3萬(wàn)t級(jí)航道航造成了嚴(yán)重的淤積（圖7），淤積分布特征有：

（1）整條外航道均有大量泥沙回淤，整個(gè)外航道平均淤積厚度約1.8 m；

（2）6.25～8.75 km航段航道基本消失，最大淤?gòu)?qiáng)4.0 m，發(fā)生在口門(mén)外約5.5 km位置；

（3）口門(mén)外1.5 km范圍內(nèi)航道發(fā)生沖刷，最大沖刷深度約0.71 m，平均沖刷深度0.38 m；

（4）口門(mén)以內(nèi)淤積相對(duì)較少，淤積厚度基本在0.5 m以內(nèi)。

與濱州港緊鄰的黃驊港，其外航道淤積也主要來(lái)自大風(fēng)淤積，特別是向岸大風(fēng)。有記錄以來(lái)，大風(fēng)淤積幾乎均為E～NE向大風(fēng)造成，每年較為明顯的大風(fēng)淤積次數(shù)平均為7次，淤積量均較大。2003年10月大風(fēng)重現(xiàn)期為45 a一遇，黃驊港外航道最大淤?gòu)?qiáng)達(dá)3.5 m，部分航段幾乎消失。與之相比，僅在25 a一遇大風(fēng)作用下濱州港口門(mén)外局部航道就能淤平，從一定程度上表明，濱州港所在位置泥沙環(huán)境比黃驊港更為嚴(yán)峻，應(yīng)密切注意泥沙淤積問(wèn)題。

圖7 濱州港2015年11月大風(fēng)作用下航道淤積Fig.7 Channel siltation of Binzhou Port during strong wind in November 2015

5結(jié)論

本文收集大量實(shí)測(cè)資料，匯總已有研究成果，對(duì)濱州港水文和泥沙環(huán)境特征進(jìn)行了深入分析，主要結(jié)論有：

（1）濱州港位于山東省北部，渤海灣西南岸，所在海岸為粉沙質(zhì)海岸，泥沙運(yùn)動(dòng)活躍。

（2）所在海域?qū)俨徽?guī)半日潮海區(qū)，平均潮差1.94 m；海域潮流屬于規(guī)則半日潮流，基本呈往復(fù)流形式運(yùn)動(dòng)，外海漲潮流向基本呈東西向，落潮流相反，潮流流速較小，漲、落潮段平均流速分別為0.36 m/s和0.34 m/s。

（3）本海域常浪向ENE，次常浪向E，強(qiáng)浪向ENE，次強(qiáng)浪向?yàn)閃SW。波浪以風(fēng)浪為主，其變化規(guī)律主要受海面風(fēng)場(chǎng)的變化規(guī)律控制。3月、10月、11月、12月份波浪多發(fā)。

（4）濱州港灘面近岸相對(duì)較粗、外海相對(duì)較細(xì)，東部較粗、西部較細(xì)。

（5）正常天氣條件下水體含沙濃度較低，基本呈現(xiàn)近岸低遠(yuǎn)岸高的分布規(guī)律。-7～-15 m等深線附近平均含沙量在0.045～0.074 kg/m3間變化，漲、落潮含沙量差異不顯著。

（6）大風(fēng)天含沙量較正常天氣條件明顯增大，整體上呈近岸向外海逐漸遞減的趨勢(shì)；含沙量與波浪強(qiáng)度密切相關(guān)，波高越大，底部含沙量越高；底部最大含沙量出現(xiàn)的時(shí)刻滯后于最大波高出現(xiàn)的時(shí)刻6～13 h。

（7）濱州港外航道淤積的主要泥源為風(fēng)浪和潮流作用下灘面泥沙的搬運(yùn)輸移，近岸侵蝕泥沙和套爾河口下泄泥沙亦將對(duì)航道淤積產(chǎn)生一定影響。

（8）2015年11月寒潮大風(fēng)對(duì)濱州港3萬(wàn)t級(jí)航道航造成了嚴(yán)重的淤積，外航道平均淤積厚度約1.8 m，最大淤?gòu)?qiáng)達(dá)4.0 m。

濱州港位于粉沙質(zhì)海岸，緊鄰黃驊港，其泥沙環(huán)境較黃驊港更為嚴(yán)峻，應(yīng)密切注意泥沙問(wèn)題，深入開(kāi)展相關(guān)研究，掌握航道回淤原因與規(guī)律，因地制宜的采取有效措施。

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Hydrodynamics and sediment characteristics in the sea area of Binzhou Port

ZUO Jun1，YAN Bing2，LIU Tao2，HOU Zhi?qiang2
（1.Tianjin Beiyang Water Transport&Hydraulic Survey and Design Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300452,China；2. Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Key Laboratory of Engineering Sediment，Ministry of Transport，Tianjin 300456，China）

Based on the measured data of meteorological，hydrological and sediment data and the summary of the existing research results，the characteristics of hydrodynamics，sediment environment and channel siltation in Binzhou port were analyzed.The results show that the tide near Binzhou port is irregular semidiurnal tide，current is regular semidiurnal current and reciprocating flow.Wind wave is the dominant wave pattern，main direction of waves is ENE and direction of strong waves is ENE.Bizhou port is located in the silty coast.The suspended sedi?ment concentration is low under calm weather and is high under strong wind weather.The concentration near bed can reach to above 5 kg/m3at-6 m.The main source of channel siltation is the sediment transport under waves and current.The averaged deposition thickness of the outer channel is 1.8 m and the maximum thickness is 4 m.

Binzhou port；hydrodynamics；sediment；channel siltation；silty coast

TV 148

A

1005-8443（2016）04-0385-07

2016-04-20；

2016-05-17

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51209111）

左軍（1982-），男，山東省人，工程師，主要從事港口航道與海岸工程研究。

Biography：ZUO Jun（1982-），male，engineer.