海南东水港水动力泥沙特征研究
李孟国;杨树森;韩西军
【摘 要】东水港位于海南澄迈湾东水泻湖内.针对东水深水港的开发建设,采用自然条件分析、岸滩演变分析、悬沙运动及岸线变化卫星遥感分析、潮流泥沙数模计算等手段,对海南澄迈湾及东水港的水动力泥沙特征进行了分析研究.结果表明,从水动力泥沙条件考虑,澄迈湾东水港具备开发建设成深水大港的良好条件.
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】7页(P10-16)
【关键词】海南岛;澄迈湾;东水港;波浪;潮流;泥沙;泻湖
【作 者】李孟国;杨树森;韩西军
【作者单位】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;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;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
【正文语种】中 文
【中图分类】TV139.2+2
东水港区位于海南岛北部、琼州海峡南岸澄迈湾东水泻湖内(图1)。澄迈湾东起天尾角，西至玉包角，北面是琼州海峡。澄迈湾湾顶有两个泻湖，即东水泻湖和花场泻湖，在两个泻湖内(附近)，分别建有东水港和马村港。东水泻湖属沙坝泻湖，长12 km，宽100～1000 m，深-2～-5 m。在整个澄迈湾内，东水泻湖口门距离-10 m等深线仅1 km左右，因此，东水港具有很好的开发建设成10万吨级以上深水大港的水深条件。
由于东水港是建在泻湖内，为将东水港开发建设成深水大港，需要对泻湖内港区、浅滩段航道进行开挖，因此，研究合理的口门形态、航道开挖尺度、走向、防波堤布置、港区航道维护等有关工程问题将成为开发东水港的关键问题，而对于这些关键问题的正确处理和解决需要对工程海区的水动力泥沙特征进行深入研究。
本文基于现场实测资料(水深、水文、底质等)及遥感图片对澄迈湾及东水港的水动力特征、泥沙运动特征、岸线变化和岸滩演变特征进行了分析，通过潮流泥沙数学模型对潮流场和泥沙场进行了模拟研究。
1.1 潮汐潮流
根据2004年6月在澄迈湾进行的13个潮流测站和5个潮位测站(图1)的同步大中小潮水文全潮测验资料的分析，潮汐潮流特征如下：
1)澄迈湾位于琼州海峡南岸，其潮汐潮流主要受琼州海峡的潮汐潮流系统控制。琼州海峡是北部湾与南海北部水体交换的潮汐通道，该海峡受两端潮波的影响，潮波传播情况相当复杂。在琼州海峡的东部，潮汐类型与南海北部一致，为不规则半日潮；而在琼州海峡的西部，潮波与北部湾一致，为正规日潮。琼州海峡中部的潮汐类型基本属西部正规日潮和东部海区不正规半日潮的过渡区。澄迈湾处于琼州海峡的西部，属正规日潮类型(东水港潮汐系数F=7.3，马村港潮汐系数F=7.1)。
2)据2004-06-10—2004-07-09在东水港一个月的潮位观测资料统计，东水港的最高潮位为
3.07 m(秀英理论最低潮面，在东水港理论最低潮面上0.03 m，下同)，最低潮位为-0.03 m，平均高潮位为2.43 m，平均低潮位为0.72 m，平均海平面为1.60 m，最大潮差为3.08 m，平均潮差为1.70 m，最小潮差为0.05 m，平均涨潮历时为12.3 h，平均落潮历时为9.4 h。
劳动正能量的句子3)澄迈湾小潮时以半日潮流为主，大、中潮时为全日潮流。潮流主要呈往复流动，外海涨、落潮流向基本与等深线平行，而泻湖口门(C3#,C7#站)附近的涨、落潮流向基本与口门岸线走向一致。
4)澄迈湾内的泻湖内潮波属驻波性质，转流时间基本与潮位一致，即同时发生在高、低潮附近；而其它海区为前进波性质，转流时间出现在中潮位附近。
5)澄迈湾外海各测站水流运动方向在中潮位以上是向东流动，中潮位以下是向西流动，因此，具有涨潮西流、涨潮东流和落潮西流、落潮东流的变化特点，其中涨潮时段以西流为主，落潮时段以东流为主。泻湖内的潮流与外海不同，与澄迈湾内的潮流存在明显的相位差。
6)各测站潮流相位的变化，自西向东逐渐滞后，两者相比(C1#,C13#测站)，西流转流滞后时间约为2.5 h，东流转流滞后时间约为0.5 h。而深海至岸边潮流相位的变化，马村港断面、东水港断面、湾中断面均表现出近岸潮流转流时间超前，外海潮流转流时间滞后的规律，两者相位差在0.5～7.0 h之间。
7)各测站潮段平均流速的变化，大、中、小潮西流流速在0.09～0.62 m/s之间；东流流速在0.05～0.79 m/s之间，其特点是东流大于西流。
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8)流速的平面分布：位于玉包角、天尾角岬角、东水港湾口和外海深海区的流速明显大于浅水区流速。
9)澄迈湾西流平均历时约为15.3 h，东流平均历时约为8.9 h，两者相比，西流历时大于东流历时。
相见恨晚 歌词1.2 余流
根据2004年6月的水文全潮资料分析，大、中潮时，余流流速介于0.02 ～0.19 m/s之间，在澄迈湾西部各测站及C10#测站的余流流向为西向，其余测站所在区域余流流向为东向；
小潮时，余流流速约在0.04～0.15 m/s之间，流向为西向(C7#测站余流方向为129°)。
1.3 风和波浪
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琼州海峡受冷空气和热带气旋的影响，冬季盛吹N向风和NNE向风，夏季盛吹SE向风和SSE向风。受冷空气影响的琼州海峡风力一般为4～5级，极少出现≥6级大风。而受热带气旋的影响，每年5—11月，海峡风力会明显增大，但一般都不会超过9级，并且持续时间也不会太长，一般情况下≥6级所持续的时间为1 d，极少出现2 d的情况。
康姨妈结局另外，从1996年新海站实测风速和风向的变化情况来看，澄迈湾海域年内风向具有明显的季节性，每年4—8月主要吹SSE向风，9月—翌年3月主要吹NNE—NE向风，年平均风速为4.4 m/s。其中：NE向风出现频率最大，占16%，年平均风速为5.3 m/s；NNE向和SSE向次之，频率分别占11%和8%，年平均风速分别为5.3 m/s和3.3 m/s。但在1996年9月20日，因受9618号热带气旋的影响，本站测到最大风速可达35 m/s，风向为WSW向。
根据1996年新海站(20°03′N，110°09′E)-10 m水深附近实测波浪统计结果，该站出现的波浪主要以风浪为主、涌浪为辅。其中：常浪向为ENE向，频率为19.95%；次常浪向为NE
向和NNW向，频率分别为14.12%和5.83%；强浪向为NE向和WNW向。最大波高H1/10=3.8 m，最大周期为7.5 s；全年平均波高H1/10=0.8 m，平均周期为3.5 s。但因受1991年8月和1996年9月20日的9111号和9618号热带气旋的影响，本站实测到最大波高分别为6.2 m和5.4 m，最大周期分别为7.4 s和7.5 s，瞬时最大风速为35.7 m/s和35.0 m/s，风向为NW向和WSW向。
根据1960—1969年玉包角站(19°59′N，109°53′E)-10 m水深附近波浪统计结果，该站出现的波浪是以风浪占绝对优势，涌浪较少。常浪向和强浪向均为NE向，出现频率为30.82%，次常浪向为ENE向，频率为24.26%；最大波高为7.7 m，波向为NE向，最大周期为7.1 s。全年平均波高H1/10=0.6 m，平均周期为2.9 s。
丽江适合几月份去东水港的常浪向为NE向，强浪向为NW向[3]。澄迈湾25 a和50 a一遇波浪较强，最大H1%波高在7 m以上；东水港近岸和小于5 m水深的浅水区，在大浪作用时，均处于破碎带内，设计波高可取极限破碎波高[3]。
2.1 含沙量
1)东水口外近岸区的含沙量，1993年实测值为0.007～0.082 kgm3，其中东、西流平均含沙量分别为0.022 kgm3 和0.020 kgm3。
2)2004年4月实测值为0.003～0.012 kgm3，其中东、西流平均含沙量分别为0.005 kgm3和0.007 kgm3。
3)在2004年6月水文全潮测验中，无论是在深水区还是在浅水区，采集到的大、中、小潮各层水样都很清，测定含沙量极小，基本为零。
上述含沙量特征表明，本海区在一般天气情况下水体含沙量不大的特点是非常明显的，这种水清沙少的优势为东水港的建设提供了有利条件。
2.2 底质
在澄迈湾分别于1993年、1997年和2004年开展过底质泥沙采集及分析工作。其中2004年6月现场底质泥沙采集的范围是以东水港为中心，向东至天尾角、向西至玉包角。其中在天尾角和玉包角附近采集了自岸到-30 m水深处的底质沙样，其余海域采集了自岸到-20 m处的底质沙样。本海区沉积物的组成，从1993年、1997年和2004年大量底质实测结果来看，
整个湾内的底质泥沙主要由砾石、砾沙、粗沙、中沙、细沙、粉沙质黏土、黏土质粉沙和淤泥等物质组成，不同海域沉积物的变化，其规律是自岸向海呈3个宽度不同的带状，并呈粗、细、粗分布。