3.2　廢黃河口附近海域潮汐與潮流特征

廢黃河三角洲海岸所在的南黃海北部海域受南黃海西北部旋轉性駐波系統控制,M2無潮點位于距海岸近百公里的34°30'N、121°10'E的位置上,近岸為非正規半日淺海潮型。在這一潮波系統控制下,該海區的潮流場分布特征表現為在無潮點附近潮差小,2m等潮差線在本區及附近岸邊通過,從無潮點附近起潮流自海向岸由旋轉流逐漸過渡為往復流。在近岸-5～-10m海域,潮流橢圓長軸方向與等深線走向趨于一致。潮流強度的區域分布為水下三角洲南側明顯大于北側,南側近岸最大流速可增高至2.0～2.5m/s。整個水下三角洲海底,底層最大流速普遍較中上層低0.5m/s左右。

根據廢黃河三角洲拐角岸段的翻身河閘下1990—1991年的實測逐時潮位統計(統計結果見表3.1),該海域的潮位較低,平均潮位0.13m(廢黃河基面),平均潮差1.98m。需要指出的是,翻身河口的實測潮位(特別是低潮位)有時受到河閘排水的影響,致使高低潮位的變化幅度和累積頻率差異明顯(表3.1、圖3.4)。不過由于該河口處于強烈侵蝕的廢黃河三角洲拐角岸段,閘下河道較短且無明顯淤積,并建有5000t級碼頭。如無排水影響,驗潮點的水位變化可以與外海保持基本一致。

據1993年5月和1994年1月該海區-15m以淺3個斷面共8條垂線的兩次水文測量,此岸段除-2m以淺近岸淺灘外,潮流均表現出明顯往復流性質,流向受地形影響顯著。廢黃河三角洲拐角岸線以南潮流主軸方向160°～340°,以北120°～330°,流向與等深線走向趨于一致。從潮位過程與流速過程對比看出,在平均潮位以上主要為東南流,平均潮位以下主要為西北流。漲潮期間,潮流由西北轉向為東南的時間在低潮位后1～2h,落潮期間潮流由西北轉為東南的時間在高潮后1～2h(圖3.5),流向發生轉換的時間均自岸向海推遲。靠近無潮點(駐波波節點)流向轉換發生在中潮位時,靠近波腹點的流向轉換發生在最高或最低潮位階段(圖3.6),輻射沙洲區潮流流向轉換即發生在高潮位和低潮位時。

整體而言,廢黃河三角洲岸段漲潮以東南流為主,落潮以西北流為主。從流場區域分布特征看,岸線轉折的廢黃河尖部岸段以北的新淮河口附近為旋轉流,其余海域以往復流為主,流向與岸線大致平行。水質點軌跡多為不封閉的橢圓,大潮時長、段軸長度約10km和2km。

該海區潮流流速較大。現場測量期間,大、中、小潮垂線平均流速分別約為1.2m/s、1.0m/s和0.7m/s。各測點大、中潮垂線平均流速0.6～0.7m/s,小潮垂線平均流速約為0.4m/s。潮流流速由外海向近岸隨著水深變淺而逐漸減小,其中拐角兩側海岸由于坡度相對平緩,流速減小明顯,拐角岸段由于坡度較陡,流速在靠近-5～-10m水深的水下陡坡迅速減小,其余部位變化不很顯著。

2011年濱海港防波堤工程實施后,在現岸線突出的拐角部位進一步向海延伸4.6km至-14m水深附近,工程附近流場有一定變化。根據2012年7月防波堤工程實施后防波堤內外6條垂線大、中、小潮同步水文測量(圖3.6)。其中E號、F號分別位于南防波堤和北防波堤外側,C號、D號位于進港航道的口門處,A號、B號位于港池內部。表3.2所列為上述測點的垂線平均與垂線最大流速。E號由于受北防波堤的挑流影響,流速較大,平均流速和最大流速可達1.13m/s、2.48m/s。航道口門處D號、C號點平均流速分別為0.9m/s、0.3m/s,至港內平均流速僅為0.1m/s左右。可見,防波堤建設后,堤頭附近由于受防波擋沙堤的挑流影響流速較大,由口門進入內港池后,流速逐漸減小(圖3.7)。調查海域的大潮流速大于中潮,中朝大于小潮。其中小潮期間,由口門至港內(D號、E號、B號、A號)平均流速分別為0.84m/s、0.22m/s、0.13m/s、0.08m/s。

在上述2012年實測地形和水流資料驗證后的潮流數值模擬結果顯示(圖3.8),濱海港防波擋沙堤工程實施后,在其挑流影響下,近岸掩護區域漲落急流速明顯減小,但外圍區域的順岸水流格局未發生明顯變化。其中漲潮期間(東南流階段)受防波擋沙堤挑流影響,擋沙堤南側形成明顯的回流區。防波擋沙堤工程實施后,近岸流速減小,對廢黃河三角洲尖部岸段的近岸區域的潮流沖刷應有明顯的防護效果。