張伯虎,曹 穎

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

錢塘江河口分為3段:從富春江電站至杭州市東江嘴與浦陽江匯合處,河長(zhǎng)75.0 km,為近口段;東江嘴以下稱錢塘江,至海鹽縣澉浦的長(zhǎng)山閘與余姚市西三閘的連線斷面,河長(zhǎng)122.0 km,為河口段;以下至上海市南匯蘆潮港與寧波鎮(zhèn)海的連線斷面,河長(zhǎng)85.0 km,習(xí)稱杭州灣[1](見圖1)。杭州灣是一個(gè)喇叭形海灣,灣口寬約95 km,自口外向口內(nèi)漸狹,至澉浦一線目前寬度為16.5 km。杭州灣海底地形平坦,低潮位時(shí)水深8.0～10.0 m,乍浦?jǐn)嗝嬉晕鳚u抬升,至澉浦?jǐn)嗝嫠罴s5.0 m。杭州灣水下地貌可劃分為3種類型:灣口水下淺灘區(qū),灣中潮流槽脊區(qū)和灣頂沙坎區(qū)[1]。

圖1 杭州灣形勢(shì)圖

1 動(dòng)力特征

1.1 潮 汐[1-3]

據(jù)20世紀(jì)80年代海岸帶海洋水文調(diào)查,杭州灣內(nèi)大部分水域?qū)俜钦?guī)半日分潮海區(qū)。因受不斷束窄的喇叭型地形制約,自灣口至灣頂,高潮位逐趨升高,低潮位漸趨降低,潮差沿程增大。杭州灣南北岸各站高、低潮位及潮差見表1。由表1可知,南、北岸平均高潮位由灣口向?yàn)稠斞爻淘龈?而平均低潮位灣口至灣頂沿程降低,因而潮差向?yàn)稠斣龃?。北岸的高潮位比南岸?低潮位則相反,因而潮差北岸比南岸大,這種差異由灣口向?yàn)稠斨饾u減小。外海潮波進(jìn)入河口區(qū)內(nèi)由于受摩阻、岸邊阻擋反射和徑流的頂托等因素影響而導(dǎo)致漲潮歷時(shí)縮短,落潮歷時(shí)加長(zhǎng),而出現(xiàn)潮波變形。河口澉浦以下各站漲潮歷時(shí)比落潮歷時(shí)短1.5 h,二者之比值平均在0.77～0.79,沿程變化很小。

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表1 杭州灣南、北岸高、低潮位及潮差變化表

20世紀(jì)60年代陳吉余等研究杭州灣內(nèi)漲、落潮流路圖發(fā)現(xiàn),漲潮時(shí),通過洋山、岱山的潮流在金山附近會(huì)合,此時(shí),從舟山群島及金塘水道傳來的漲潮主流方向?yàn)槲鞅?通過王盤山附近分2支,一支向西北直指乍浦,另一支向西直指澉浦,并分別與貼近北岸邊的漲潮流會(huì)合而得到加強(qiáng)。落潮時(shí),錢塘江河口段內(nèi)落潮流通過澉浦?jǐn)嗝鏁r(shí)分南、北2支向外擴(kuò)散,通過王盤山以后,轉(zhuǎn)向東南,經(jīng)七姊八妹島和舟山群島間狹道外泄。20世紀(jì)90年代利用杭州灣內(nèi)1981年、1983年海岸帶調(diào)查水文資料和浙江省河口海岸研究所測(cè)驗(yàn)隊(duì)多次水文測(cè)驗(yàn)資料,共計(jì)30多個(gè)點(diǎn)位。分析每個(gè)水文測(cè)點(diǎn)的漲、落潮垂線平均最大流速 (或單寬潮量)比值的等值線 (見圖2)。由圖2可知,中心軸線(王盤山)以北水域的比值多數(shù)大于1.0表明該水域漲潮流速及單寬潮量大于落潮,受漲潮流控制,潮量為凈進(jìn);而王盤山以南水域則相反,受落潮流控制,潮量為“凈出”。灣內(nèi)漲、落潮動(dòng)力軸線存在明顯的分歧。

圖2 杭州灣漲、落潮垂線平均最大流速比值等值線圖

1.2 波 浪[1-4]

波浪是海水運(yùn)動(dòng)的另一種形式,也是輸移物質(zhì)的水運(yùn)動(dòng)之一,溫、鹽、沙等水文要素在有波浪的情況下,其垂向分布顯得均勻,在無波浪的情況下,深水區(qū)往往會(huì)出現(xiàn)溫、鹽等水文要素的明顯分層,形成溫躍層和鹽躍層,形成躍層時(shí)會(huì)削弱海區(qū)污染物的擴(kuò)散和自凈能力。因此波浪與各種自然現(xiàn)象一樣,具有兩重性:在常浪下,通過促進(jìn)水體混合,能起到增大凈化水體的作用,凸顯出對(duì)人類有益的一面;在強(qiáng)浪下,雖能更強(qiáng)地起到水體凈化的作用,但常會(huì)毀壞港工建筑,顛覆船只,沖決堤岸,海溢陸地,凸顯出危害人類的一面。杭州灣是面向東海的半封閉海灣,灣口南部有舟山群島等眾多的島嶼屏障,來自外海的SE向浪不易傳入,即使傳入,強(qiáng)度也被削弱。灣口北部無大的島嶼,來自外海的ENE和NE向浪可直接傳入,但傳向背離杭州灣北岸。根據(jù)灘滸站3處波浪站分析,杭州灣波浪以風(fēng)浪為主,風(fēng)浪頻率高達(dá)95%以上,涌浪僅占2%。冬季以偏北風(fēng)為主,夏季盛行東南風(fēng),春、秋季節(jié)為過渡期,風(fēng)向多變。

2 沉積特征

2.1 懸 沙[1-3]

杭州灣懸沙中值粒徑為5.96～7.38 φ,從下游向上游變粗。含沙量空間分布特征如下:

空間上:根據(jù)澉浦、乍浦、金山和灣口等水文測(cè)驗(yàn)資料分析的大潮平均含沙分布等值線(見圖3)。由圖3可知,含沙量縱向分布由東向西逐漸增大,蘆潮港、金山、乍浦和澉浦?jǐn)嗝嫫骄沉糠謩e為1.99,2.19,2.31,3.21 kg/m3。這種變化趨勢(shì)與潮差和漲潮流速基本一致,說明潮流是輸沙的主要?jiǎng)恿?。含沙量的橫向分布灣口斷面北高(3.00 kg/m3)南低 (1.45 kg/m3);灣中金山乍浦?jǐn)嗝姹钡?0.85 kg/m3)南高 (3.70 kg/m3),灣頂澉浦?jǐn)嗝孀罡哌_(dá)到3.00～4.00 kg/m3。

圖3 杭州灣大潮平均含沙量等值線分布圖單位:kg/m3

時(shí)間上:含沙量隨時(shí)間變化主要反映在隨季節(jié)和大小潮的變化。灘滸、金山咀、澉浦和海王山等站有1 a以上表層含沙量觀測(cè)資料,年內(nèi)月平均含沙量見表3。由表3可知,含沙量季節(jié)性變化十分明顯。冬季(12月至次年2月)含沙量較高,夏季(7—9月)含沙量較低,前者大約是后者的2～3倍,春、秋季節(jié)介于這二者之間,水文年內(nèi)似有周期性變化。

表3 河口下段沿岸各站月平均含沙量表kg/m3

2.2 底 質(zhì)[5]

從底質(zhì)類型來看,杭州灣底質(zhì)以細(xì)顆粒泥沙為主.尤以粉砂和泥質(zhì)粉砂分布范圍最廣(見圖4)。

泥質(zhì)粉砂是杭州灣的主要底質(zhì)類型,分布范圍最廣,主要分布區(qū)域從大金山一七姐妹一線以東,到杭州灣口東北部和長(zhǎng)江口東南相連接的廣大海域內(nèi)。中值粒徑一般6.00～8.00φ,分選較差。粉砂是杭州灣的另一重要底質(zhì)類型,主要分布區(qū)域在王盤山以西和以北的海域,以及南部七姐妹淺灘周圍。在庵東灘地的前緣及灣頂澉浦附近都有分布,中值粒徑5.00～6.00 φ,一般分選較好。細(xì)砂是杭州灣內(nèi)最粗的一種底質(zhì)類型,主要分布于王盤山東南到七姐妹之間的淺水地帶,另外在乍浦到金山嘴近岸深槽區(qū)內(nèi)也有少量分布,中值粒徑3.00～4.00 φ,分選很好。粉砂質(zhì)泥是杭州灣內(nèi)最細(xì)的底質(zhì)類型,中值粒徑7.50～9.00 φ,主要分布在灣口的東北部,在泥質(zhì)粉砂區(qū)域內(nèi)呈斑點(diǎn)狀分布,此外在北部深潭地區(qū)也有另星分布。深潭地區(qū)局部出露的粉砂質(zhì)泥,是由于水流強(qiáng)烈沖刷,早期沉積的物質(zhì)直接出露的結(jié)果,這種物質(zhì)顆粒極細(xì),以青灰色和深灰色為主,質(zhì)地較致密。從上述杭州灣各類型底質(zhì)的特征和分布可以看出,杭州灣底質(zhì)的分布是在水流作用下經(jīng)過長(zhǎng)期搬運(yùn)、分選和沉積的結(jié)果。

圖4 杭州灣底質(zhì)類型圖[5]

3 鹽度特征[1-6]

杭州灣內(nèi)鹽度平面分布南高北低、東高西低。該水域內(nèi)夏季、冬季日平均鹽度等值線見圖5。二者比較,冬季灣東南部水域鹽度比夏季低,其他水域鹽度普遍增高。灣內(nèi)夏季與冬季鹽度分布存在的差別反映了夏季灣頂受錢塘江徑流的影響,東北側(cè)受長(zhǎng)江入海徑流的影響,東南部水域鹽度較高主要受浙江沿海高溫高鹽的臺(tái)灣暖流影響有關(guān)。根據(jù)以上分析可見,長(zhǎng)江入海徑流對(duì)杭州灣鹽度平面分布有深刻的影響。

圖5 杭州灣夏季和冬季鹽度等值線分布圖

4 結(jié) 語

(1)杭州灣屬非正規(guī)半日分潮海區(qū)。自灣口至灣頂,高潮位逐趨升高,低潮位漸趨降低,潮差沿程增大。灣內(nèi)漲、落潮動(dòng)力軸線存在明顯的分歧,呈北進(jìn)南出的格局。杭州灣波浪以風(fēng)浪為主,風(fēng)浪頻率高達(dá)95%以上,涌浪僅占2%。冬季以偏北風(fēng)為主,夏季盛行東南風(fēng),春、秋季節(jié)為過渡期,風(fēng)向多變。

(2)杭州灣懸沙中值粒徑為5.96～7.38φ,從下游向上游變粗?？臻g上由東向西逐漸增大,時(shí)間上冬季含沙量較高,夏季含沙量較低。底質(zhì)以細(xì)顆粒泥沙為主.尤以粉砂和泥質(zhì)粉砂分布范圍最廣。

(3)杭州灣鹽度分布南高北低、東高西低。冬季灣東南部水域鹽度比夏季低,其他水域鹽度普遍增高。

[1]韓曾萃,戴澤蘅,李光炳,等.錢塘江河口治理開發(fā) [M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2003.

[2]中國(guó)海灣志編委會(huì).中國(guó)海灣志第五分冊(cè) [M].北京:海洋出版社,1992.

[3]陳吉余,惲才興,虞志英.杭州灣的動(dòng)力地貌、中國(guó)海岸發(fā)育過程和演變規(guī)律 [M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1989.

[4]朱慧芳,惲才興,茅志昌,等.長(zhǎng)江口的風(fēng)浪特性和風(fēng)浪經(jīng)驗(yàn)關(guān)系、長(zhǎng)江河口動(dòng)力過程和地貌演變[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.

[5]董永發(fā).杭州灣底質(zhì)的粒度特征和泥沙來源 [J].上海地質(zhì),1991(3):44-51.

[6]胡方西.杭州灣鹽度變化的基本特征、海岸河口區(qū)動(dòng)力地貌沉積過程論文集[M].海洋出版社,1990.