閆新興，齊樹(shù)平，劉國(guó)亭

（交通部天津水運(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300456）

廣東大唐國(guó)際雷州發(fā)電廠位于廣東省雷州半島西側(cè)靠南端流沙港—烏石港間突出岬角間海岸上，面臨北部灣海域（圖 1）。

為確保廣東大唐國(guó)際雷州發(fā)電廠一期海域工程的順利實(shí)施，擬對(duì)該工程海岸動(dòng)力地貌進(jìn)行調(diào)查，分析研究廠址及周邊海岸沖刷、堆積或平衡等不同地貌形態(tài)特征、岸線沖蝕形態(tài)、泥沙運(yùn)動(dòng)及海岸演變對(duì)電廠取排水口水深的影響，為下一步工程的實(shí)施提供依據(jù)。

為此對(duì)工程海域進(jìn)行了12條垂線大、中、小水文全潮測(cè)驗(yàn)、3站位潮位觀測(cè)，并對(duì)海岸進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)踏勘和水下沉積物取樣、分析。

圖1 雷州電廠一期工程位置圖Fig.1 Location map of Leizhou Power Plant′s first stage project

1 工程海域及其附近的自然條件

1.1 風(fēng)況

據(jù)?？嫡?982～1991年資料統(tǒng)計(jì)，該站風(fēng)向隨季節(jié)變化較為明顯，冬季以NE向?yàn)橹?，夏季以E向、SE向?yàn)橹?，全年常風(fēng)向?yàn)镹NE，頻率為12.5%，次常風(fēng)向?yàn)镋SE，頻率為11.48%，S向、W向僅占年頻率的2%，平均風(fēng)速以SSW向8.8 m/s為最大，E向8.4 m/s次之。6～10月為臺(tái)風(fēng)主要活動(dòng)期，在粵西岸段登陸臺(tái)風(fēng)年均1.5個(gè)，最多年份可達(dá)4個(gè)，其中強(qiáng)臺(tái)風(fēng)占56%。

1.2 波浪

據(jù)北部灣內(nèi)潿洲島觀測(cè)站（21°01′N、109°07′E）1960～1982 年資料統(tǒng)計(jì)，該站全年平均 H1/10波高為 0.57 m，月平均H1/10波高以7月和8月的0.8 m、0.7 m為最大，其他月份為0.5 m，年最大波高為5.0 m。各月波向以4～8月SE-SSW風(fēng)浪向和3～8月ESE-SSW涌浪向?yàn)橹鳎霈F(xiàn)頻率分別為11%～29%及9%～34%，其中以7月SSW向?yàn)樽疃啵?1月至翌年3月以N-NNE風(fēng)浪向及涌浪向?yàn)橹饕ㄏ颍?～10月以E向?yàn)橹饕ㄏ?，全年波向具有明顯的季節(jié)性變化。

另?yè)?jù)該站2000～2002年波浪資料統(tǒng)計(jì)，該站全年常波向?yàn)镹NE，次常波向?yàn)镾SW向，出現(xiàn)頻率年分別為15.6%、10.8%，全年H4%波高主要集中于0～1.0 m，占年頻率的87.2%，H4%波高1.1～2.0 m，占年頻率的11.7%，H4%波高大于3.0 m，僅占年頻率的0.1%，強(qiáng)浪向主要為SSW、SW向，最大波高可達(dá)5.0 m。

1.3 潮汐

據(jù)烏石港2002年7月26日～29日驗(yàn)潮資料準(zhǔn)調(diào)和分析，該水域潮汐屬正規(guī)全日潮，表明在1個(gè)月里連續(xù)15 d以上在1個(gè)太陽(yáng)日里有1次漲潮和1次落潮，且潮差較大。據(jù)2007年12月10日～17日徐黃角、烏石港、徐聞鹽場(chǎng)同步潮位觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，徐黃角、烏石港、徐聞鹽場(chǎng)各站潮汐特征值如下：各站平均高潮位分別為 2.01 m、1.67 m、1.17 m，平均低潮位分別為-1.42 m、-1.17 m、-0.94m，平均潮差分別為 3.46 m、2.87 m、2.14 m，漲落潮平均歷時(shí)分別為 14：08 與 10：33、13：27 與 11：14、13：34 與 10：52。由此可以看出高（或低）潮位由北向南逐漸降低（抬高），潮差由北向南逐漸減小，漲落潮平均歷時(shí)為24：41～24：26，其中漲潮平均歷時(shí)長(zhǎng)于落潮平均歷時(shí) 3：35～2：13。

1.4 潮流

據(jù)2007年12月大、中、小潮水文全潮測(cè)驗(yàn)資料準(zhǔn)調(diào)和分析，該工程海域?yàn)椴徽?guī)全日淺海潮流，潮流基本為往復(fù)流性質(zhì)。

該工程水文全潮測(cè)驗(yàn)水域中，各站漲、落潮潮段平均流速和垂線平均最大流速在平面分布上呈現(xiàn)由北向南、由近岸向深水逐漸增大的特點(diǎn)，例如南北向潮段平均漲、落潮流速分別為0.37 m/s至0.50 m/s、0.67 m/s，漲、落潮垂線平均最大流速分別為0.55 m/s、0.59 m/s至0.67 m/s、1.04 m/s，東西向斷面漲落潮段平均流速分別為0.34 m/s、0.38 m/s至0.35 m/s、0.47 m/s，從流向上看，除岸邊受地形或接近海灣水流影響外，基本沿岸線方向呈 330°～150°往復(fù)流變化。

從潮流速大小上看，呈現(xiàn)大潮潮差大、流速大，小潮潮差小、流速小的變化，大、中、小潮時(shí)漲落潮流速分別為 0.34 m/s、0.30 m/s、0.20 m/s及 0.38 m/s、0.35 m/s、0.17 m/s，從各測(cè)站漲落潮流速大小上看，大、中潮時(shí)落潮流速大于漲潮流速，而小潮時(shí)則漲潮流速大于落潮流速。

電廠工程區(qū)水域大潮時(shí)，各垂線潮段平均流速漲潮時(shí)為0.34～0.43 m/s，落潮時(shí)為0.38～0.49 m/s，垂線平均最大流速漲潮時(shí)為0.46～0.57 m/s，落潮時(shí)為0.65～0.81 m/s，均處于較大的范圍。

大、中、小潮時(shí)各垂線漲、落潮流歷時(shí)基本表現(xiàn)為漲潮平均歷時(shí)長(zhǎng)，落潮平均歷時(shí)短。其中全日潮平均漲潮比落潮長(zhǎng)4 h以上，小潮平均長(zhǎng)1 h左右。

1.5 含沙量

據(jù)水文全潮同步含沙量觀測(cè)資料整理計(jì)算，各站潮段平均及垂線平均潮段最大含沙量結(jié)果表明：在正常天氣條件下，12條垂線站位含沙量的量值均很小。各站漲落潮潮段平均含沙量大潮時(shí)為0.008～0.027 kg/m3、0.005～0.040 kg/m3，中潮時(shí)為 0.007～0.027 kg/m3、0.006～0.029 kg/m3，小潮時(shí)為 0.004～0.007 kg/m3、0.005～0.010 kg/m3。各站漲、落潮潮段垂線平均潮段最大含沙量大潮為 0.013～0.064 kg/m3、0.009～0.075 kg/m3，中潮為0.010～0.050 kg/m3、0.010～0.049 kg/m3，小潮為 0.005～0.010 kg/m3、0.004～0.008 kg/m3。雖然各站含沙量的量值較小，但都反映了大、中潮含沙量較大、小潮含沙量較小，落潮含沙量大于漲潮含沙量的變化特征，這說(shuō)明該海域含沙量的變化與其潮汐動(dòng)力有密切關(guān)系。

各站含沙量的分布有顯著不同，工程區(qū)北側(cè)水域含沙量較小，而南側(cè)水域含沙量相對(duì)較大，這與瓊州海峽流速較大、攜沙能力強(qiáng)以及雷州半島南端流沙港區(qū)附近泥沙掀動(dòng)有密切關(guān)系。

從各站分層含沙量變化及與垂線平均含沙量比值來(lái)看，大、中潮各站平均含沙量臨底層（1.0 H水深）含沙量0.040～0.043 kg/m3，平均可達(dá)垂線平均含沙量的2倍，以表層含沙量為最小，僅為垂線平均含沙量的50%左右。而小潮時(shí)各站垂線分層平均含沙量分布比較均勻，臨底層分層含沙量為垂線平均含沙量的120%，海域基本為懸移泥沙，且量級(jí)非常?。ù咕€平均含沙量?jī)H為0.005 kg/m3）。

1.6 余流

余流一般指實(shí)測(cè)海流扣除周期性潮流后的剩余部分，包括風(fēng)海流、徑流、地轉(zhuǎn)流和密度梯度流等。工程海域大、中、小潮各垂線實(shí)測(cè)流速計(jì)算結(jié)果表明，該海域各垂線平均余流介于11.0～1.0 cm/s，大部分余流方向?yàn)閃向、WNW向和N向。

1.7 單寬潮量和單寬輸沙量

該海域各站大、中、小潮時(shí)的單寬潮量和單寬輸沙量計(jì)算結(jié)果表明：大潮時(shí)除6#、7#、8#、9#和12#，中潮時(shí)除12#為落潮單寬潮量大于漲潮單寬潮量外，其余各站大、中、小潮均顯示漲潮單寬潮量大于落潮單寬潮量。且量值上大潮單寬潮量大、小潮單寬潮量小，說(shuō)明該海域潮流凈水量總體上呈由南向北輸移。

大潮時(shí)除1#、9#，中潮時(shí)除1#、2#、4#、5#、6#、10#為漲潮單寬輸沙量大于落潮單寬輸沙量外，其余各站大、中潮時(shí)均呈現(xiàn)落潮單寬輸沙量大于漲潮單寬輸沙量，而在小潮時(shí)則全部呈現(xiàn)為漲潮單寬輸沙量大于落潮，但其量值變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大、中潮時(shí)單寬輸沙能力。大、中、小潮合計(jì)懸沙單寬輸沙在工程區(qū)以北呈現(xiàn)漲潮大于落潮；而工程區(qū)以南均呈現(xiàn)落潮大于漲潮運(yùn)移的趨勢(shì)。

1.8 工程海域沖淤變化［1］

（1）電廠工程海域處于流沙灣與烏石灣間突出岬角海岸，歷來(lái)測(cè)圖甚少，僅可根據(jù)有關(guān)海圖來(lái)分析其沖淤變化，其中包括1970年出版含有沿岸線水深注記的圖，1973年測(cè)量的海圖，2007年11月電廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的水深圖。

（2）工程海域南側(cè)為流沙灣口，北側(cè)為烏石灣灣口，都為瀉湖型海灣，大部分泥沙存儲(chǔ)于灣內(nèi)，只有極少部分堆積于灣口而形成攔門沙淺灘，該淺灘突出灣口岸線，將電廠工程岬角岸線夾在其中，使之處于相對(duì)水深較大的水域范圍之內(nèi)。

（3）據(jù)水深圖等深線對(duì)比，1970年前、1973年和2007年電廠工程區(qū)水域-5 m、-10 m等深線位置基本重疊在一起，說(shuō)明其水深位置基本穩(wěn)定。

（4）從水深圖斷面變化比較可以看出，電廠工程及其附近水域沖淤變化甚少，各斷面基本維持穩(wěn)定，但由于斷面位置不同，其床面坡降從河口附近的1/522變化至工程水域的1/40。

（5）電廠工程海域岬角岸線及其水域受潮流和SSW、SW向波浪直接作用，長(zhǎng)期以來(lái)一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，沖淤變化小，保持了沖淤變化的基本平衡。

（6）發(fā)電廠水上工程（防波堤）的建設(shè)，在水域潮流和波浪作用下將會(huì)引起該段岸線泥沙淤積的變化，在防波堤根部將會(huì)發(fā)生泥沙淤積，防波堤堤頭端部水域水深將會(huì)略有增加。

1.9 泥沙來(lái)源

發(fā)電廠海上防波堤的建成，將會(huì)在防波堤內(nèi)水域發(fā)生泥沙淤積，其淤積泥沙的來(lái)源主要有：（1）海域潮流攜沙進(jìn)入港池內(nèi)的淤積，其中包括港池的納潮水體和發(fā)電廠取水量?jī)刹糠?。?）鄰近流沙灣、烏石灣兩灣內(nèi)泥沙在洪水期隨徑流下泄，灣口堆積的淺灘泥沙在波浪作用下隨潮流的搬運(yùn)。

2 岸灘及水下沉積物取樣與分析

2.1 調(diào)查范圍和方法

本次調(diào)查工作陸域從徐黃角至徐聞鹽場(chǎng)，南北長(zhǎng)41 km，水下自岸線向海至突出岬角岸線最近約12 km的水域，由北向南布置了17條取樣斷面，取海底床面表層樣80個(gè)，同時(shí)沿岸灘取樣23個(gè)。樣品采集使用GPS導(dǎo)航定位，樣品分析嚴(yán)格按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》執(zhí)行［2］。

2.2 海域床面表層沉積物分析

2.2.1 沉積物中值粒徑變化

本次取樣由北向南計(jì)17條斷面，分析結(jié)果表明該區(qū)域沉積物粒徑偏細(xì)，從南北區(qū)域各斷面的平均中值粒徑來(lái)看，北側(cè)9條斷面平均中值粒徑為0.009 4 mm，南側(cè)8條斷面為0.012 2 mm，全部樣品的平均中值粒徑為 0.010 8 mm（表 1）。

表1 雷州電廠近海區(qū)沉積物各斷面平均中值粒徑統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics on sediment′s mean median size in all profiles in offshore zone of Leizhou Power Plant

由沉積物中值粒徑等值線圖的結(jié)果可知，粒徑最粗的區(qū)域位于流沙港灣口門，平均中值粒徑均超過(guò)0.05 mm，北部區(qū)域鹽庭角以南-5 m水深、南部東場(chǎng)灣內(nèi)平均中值粒徑d50為0.01～0.033 mm。此外，北部水域多為小于0.005 mm粒徑以下的分布區(qū)，南部區(qū)域多為0.005～0.01 mm粒徑的分布區(qū)。反映出南部區(qū)域泥沙粒徑略粗于北部區(qū)域，淺水區(qū)泥沙粒徑粗于深水區(qū)。

2.2.2 沉積物分選程度

按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》［2］中對(duì)分選程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，本區(qū)分選程度類型為4種，即分選系數(shù)在0～0.6，為分選程度很好；分選系數(shù)在0.6～1.4，為分選程度好；分選系數(shù)在1.4～2.2，分選程度為中常；分選系數(shù)在2.2～3，為分選程度差。

從沉積物分選程度分布可以看出：由于泥沙粒徑的粗細(xì)及物質(zhì)組成不同，其分選程度也存在明顯差異，在近岸淺灘與河口區(qū)，物質(zhì)為砂和砂質(zhì)粉砂，分選系數(shù)多為0.6以下，表明分選程度很好。

綜觀本區(qū)沉積泥沙分選程度的主要分布特征，其分選系數(shù)在1.4～2.2，分選程度為中常區(qū)域，分布面積最大，從北至南分布十分廣泛；分選系數(shù)在2.2以上的為分選程度差的區(qū)域，僅在南北區(qū)的岬灣處、西北角處與河口區(qū)外側(cè)局部地區(qū)分布；分選系數(shù)在0.6～1.6，為分選程度好的分布區(qū)域，僅為個(gè)別點(diǎn)分布。

2.2.3 沉積物類型分布特征

分析結(jié)果表明，本區(qū)沉積物質(zhì)組成在宏觀上以粉砂質(zhì)粘土和粘土質(zhì)粉砂分布為主，而砂、粉砂、砂質(zhì)粉砂僅在局部點(diǎn)分布。

從沉積物沉積類型分布可以看出，近岸為粉砂、砂-粉砂-粘土分布區(qū)，河口區(qū)和河口南岬角處為砂質(zhì)粉砂和砂分布，沉積物質(zhì)相對(duì)偏粗。

北部區(qū)域以粘土質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)粘土交互分布，南部區(qū)域則主要以粘土質(zhì)粉砂分布為主，粉砂質(zhì)粘土僅在局部點(diǎn)分布。

2.2.4 細(xì)顆粒含量（小于0.004 mm的粘土部分）

在同一個(gè)樣品中，細(xì)顆粒含量與粗顆粒含量之間存在相反的關(guān)系。本次取樣各點(diǎn)含泥量d50<0.004 mm的百分含量見(jiàn)表2。

從表2可以看出，取樣范圍內(nèi)北部區(qū)域平均含泥量為43.6%，南部區(qū)域平均含泥量為40.3%；本區(qū)域平均含泥量為42%?？傮w特征是本區(qū)沉積物含泥量高，北部含泥量略高于南部。

表2 雷州電廠近海區(qū)各斷面百分含泥量Tab.2 Percentage content of silt in all profiles in offshore zone of Leizhou Power Plant

2.3 岸灘沉積物分析

在進(jìn)行水下采樣工作的同時(shí)，在岸灘上從徐黃角至徐聞鹽場(chǎng)間選取16條斷面，每條斷面選擇1～3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了岸灘取樣與地貌調(diào)查。

本區(qū)海岸高潮至低潮岸灘相對(duì)比較平坦，距離較短，高潮線基本為砂質(zhì)物質(zhì)覆蓋，低潮線同樣為砂覆蓋，但有大小不等的巖石裸露和滾圓程度不一的卵石存在。

樣品分析結(jié)果表明，岸灘沉積物由粗至細(xì)分別為礫石、砂礫、極粗砂、中粗砂、中細(xì)砂，其中以中細(xì)砂分布為主，除砂礫外樣品的中值粒徑在0.215～0.526 mm。

2.4 懸沙粒徑分析

由于本海區(qū)含沙量偏低，平時(shí)海水清澈，采集懸沙樣品十分困難。通過(guò)對(duì)采集的數(shù)個(gè)懸沙樣品的分析，得出該區(qū)懸沙中值粒徑為0.011 mm，物質(zhì)成分為粘土質(zhì)粉砂，粘土含量在30%以上。

3 廠址及其附近海岸地貌特征［3-6］

廣東大唐國(guó)際雷州電廠位于廣東省雷州半島雷州市西部沿海，南臨流沙港灣，北靠烏石港灣處于2個(gè)港灣灣口突出的一段平直岬角岸線，由流沙港灣北側(cè)的四尾角至烏石港灣南側(cè)的東土角長(zhǎng)約4 km的岸線上，面臨北部灣海域。

該段海岸從瓊州海峽灣口燈樓角起，直至企水港北側(cè)約80 km范圍，岸線總的走向?yàn)镹NW向，其中有東場(chǎng)灣、流沙灣、烏石港灣、企水灣等多個(gè)海灣，其中流沙灣、烏石港、?？蹈邸⑵笏疄车扔稍S多巨型構(gòu)造侵蝕谷地組成，形如樹(shù)枝狀，海岸地勢(shì)低平，岸線曲折，弱谷亦呈現(xiàn)大灣套小灣的格局，灣內(nèi)潮汐水道狹長(zhǎng)，普遍呈現(xiàn)有-5 m、-10 m或直至-30 m的深槽，灣口門處多有向外突出的扇形攔門沙堆積體，航道中泓水深為-3～-6 m。由于灣內(nèi)泥沙來(lái)源主要為陸地降水沖蝕，數(shù)量極其有限，因此灣內(nèi)水下地形長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀況。

該段岸線受雷州半島陸域掩護(hù)，由NNE、E、SE、S向等風(fēng)向和臺(tái)風(fēng)作用引起的波浪較弱，沿岸輸沙活動(dòng)不劇烈，灣口海積地貌不甚發(fā)育。各海灣間有岬角存在，潮間帶有巨礫堆積，對(duì)岸線起到保護(hù)作用，使得岸線沒(méi)有大規(guī)模的蝕退現(xiàn)象而處于相對(duì)穩(wěn)定狀況。因此該段海岸具有臺(tái)地溺谷型海岸地貌的特征，屬于臺(tái)地溺谷型海岸地貌，岸段陸域均由玄武巖構(gòu)成［3］。

電廠工程區(qū)岸段處于2個(gè)灣間突出岬角的平直海岸中，潮間帶寬1～1.5 km，其潮間帶常有基巖零星暴露、灘面由礫石、沙灘組成，潮間帶沙灘由粗、中、細(xì)砂和粉砂組成，并有生物碎屑物質(zhì)存在。

該工程岸段海底地貌以粘土質(zhì)粉砂或粉砂質(zhì)粘土為主要沉積物，近岸水域-2～-15 m坡度較陡，平均可達(dá)1/45以內(nèi)，而-15～-16 m底坡非常平坦，底坡達(dá)1/4 800，局部水域有倒坡降存在。

4 結(jié)論

（1）雷州發(fā)電廠位于雷州半島西側(cè)南端海岸，面臨北部灣，受雷州半島陸域的掩護(hù)，海域僅受SSW、SW和NNE向波浪及風(fēng)浪的作用。

（2）工程海域潮汐為不正規(guī)全日潮，平均潮差2.87 m，漲潮歷時(shí)大于落潮歷時(shí)，潮流基本為沿岸線的往復(fù)流，工程區(qū)大潮平均落潮流速為0.37～0.49 m/s，漲潮平均流速為0.34～0.43 m/s，呈現(xiàn)落潮流大于漲潮流的變化規(guī)律。

（3）該工程區(qū)水域水體含沙量較小，漲、落潮平均含沙量為0.015～0.024 kg/m3，垂線平均最大含沙量為0.026～0.053 kg/m3，呈現(xiàn)落潮含沙量稍大于漲潮含沙量的變化規(guī)律。從單寬輸沙率看，工程區(qū)北部以向北運(yùn)移的輸沙率較大，工程區(qū)南部以向南運(yùn)移的輸沙率較大。

（4）工程區(qū)泥沙來(lái)源主要為海域水體攜沙，流沙灣、烏石灣內(nèi)洪水瀉沙及岸灘水域的波浪掀沙；由于泥沙來(lái)源數(shù)量少且工程區(qū)處于岬角受波浪潮流共同作用，電廠工程區(qū)水域海床及岸線多年處于沖淤平衡、基本穩(wěn)定的狀態(tài)。

（5）該工程區(qū)地貌特征為：海岸呈臺(tái)地溺谷型海岸地貌，陸域均為玄武巖組成；潮間帶岸灘寬1.0～1.5 km，有基巖暴露，灘面由礫石、沙（包括粗、中、細(xì)砂）組成，以中、細(xì)砂為主，中值粒徑d50為0.215～0.526 mm，灘面有生物碎屑物質(zhì)；水下岸坡以粘土質(zhì)粉砂與粉砂質(zhì)粘土為主要沉積物，平均中值粒徑d50為0.010 2 mm，且南側(cè)水域略粗于北側(cè)水域，泥沙粒徑細(xì)（小于0.005 mm）、樣品含泥量高（平均含量達(dá)42%）是該海域底質(zhì)泥沙的主要特點(diǎn)，近岸-2～-15 m坡度小于1/45，-15～-16 m底坡平坦達(dá)1/4 800，有倒坡存在。

（6）從沉積物分布和趨勢(shì)看，近岸與河口區(qū)物質(zhì)偏粗，主要是受近岸及河流的影響，而距岸不遠(yuǎn)的沉積泥沙d50均在0.004 mm左右，明顯受海向沉積泥沙的影響。

（7）工程水域泥沙運(yùn)動(dòng)主要是以海向來(lái)沙，流沙灣、烏石灣內(nèi)洪水期瀉沙及岸灘水域的風(fēng)浪掀沙為主。

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［2］GB17378.5-1998，海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范［S］.

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