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粤东汕尾港舄湖——潮汐通道体系的演变及泥沙运动



  王鸿寿 应秩甫 陈志永

  一、地形及其演变

  海湾与舄湖的区别之一在于湾口的宽窄,当湾门的纳潮量与湾口咽喉处的断面面积或断面流量具有一个稳定的相关关系时,海湾就成了舄湖[1、2],湾口也就发展成为潮汐通道。汕尾港就是遵循这个模式发展的。

  品清湖过去是一个开敞的海湾,随着马宫以东的沿岸大沙坝向东发展,当延伸到汕尾镇的位置时海湾被半封闭而成舄湖。根据汕尾镇道路的走向和命名先后,以及实地考察汕尾镇正是由北而南,由西布东发展的,这也表明瞭它们成陆的先后。

  历史资料表明,汕尾之成为重要的渔港,只是近百余年的事,海丰县志中的汕澉或汕尾讯,是指位于今日汕尾镇之北约2公里的香洲,但附近农田、盐田已有所发展;“清干隆匹廿十一年(公元1756年)在汕尾澉建县承官邸,当时它尚滨临海边,但附近农田、盐田已有所发展”;“清干隆三五年(公元1770年)夏大风,汕尾澉东门城垣被毁;秋又大风,咸潮淹田”,足见海潮尚可淹及;“清道光二六年(公元1846年)拆汕尾讯炮台,移往捷胜角”,说明它已离海较远,炮台对于海防已无作用。

  由于香洲(昔日的汕尾澉)南面沿岸沙坝的发展,才建立起今日的汕尾镇。但汕尾镇能成为一个港口,则是依靠潮汐通道的形成和通道边缘沙嘴的发展。

  根据调查和海图资料,可以得知50年来通道边缘沙嘴发展演变的历史过程(图2)。

  造成沙嘴缺口的形成和迅速扩大的原因,首先是台风巨浪的袭击,其次是当地居民在缺口处挖沙。据估计,自1979~1982年,被挖去的沙量约2.6万立方米。此外,也不能忽视在波浪和潮流作用下,泥沙输移规律的影响,笔者等1983年在汕尾及其附近海区作了水文、气象资料和不同年份的海图、地形图,进行了分析对比。获得汕尾港舄湖-潮汐通道体系的有关数据如下:

  品清湖面积,22平方公里;潮汐通道咽喉断面面积,4215平方米;潮汐通道咽喉断面宽度,800米;潮汐通道长度,约3000米;潮汐通道边缘沙嘴长度,约1900米;品清湖最大潮差,2.56米,品清湖内大潮平均最大流速1.09米/秒。据此,探讨汕尾舄湖-潮汐通道体系的发展,通道边缘沙嘴的消长与沿岸泥沙运动的关系。

  1930年时,沙嘴尚未形成,在品清湖出口外凤飞山西边的新港、月眉一带,有一条与岸平行的水下沙垄。

  到30年代中期,水下沙垄不断增高,并渐露出海面,其根部与月眉村南面的陆地相连,成了一条向北伸展的沙嘴。沙嘴与海岸之间便成了一个港湾,即新港,可泊船400多艘。但1937年10月4日强台风袭击,沙嘴北段冲溃,1953年9月2日台风又把沙嘴中段破坏。此后沙嘴向南萎缩而消亡,“新港”也就徒有其名而不能停靠船只了。

  1955年前后,就在新港沙嘴消亡的时候,新港北面品清湖出口处,出现了一条由南成了汕尾潮汐通道的边缘沙嘴。

  1965~1974年,沙嘴增长和通道口的缩窄速度均减小,这10年,遭受台风袭击并不少。但汕尾港仍稳定,避风条件很好。

  1979年沙嘴长度已达1900米左右,头大腰细,中段最狭处宽度只有100米,高潮时有10余米宽的脊顶未被淹没,1979年8月2日的台风终于使它溃断。

  从上述1930~1979年沙嘴延长和通道口门缩窄的具体数字可知,沙嘴长度逐渐加长而口门宽度则愈来愈窄(表1)。在舄湖-潮汐通道的海岸地貌系统里,潮汐通道的长

  度、口门的宽度如果与舄湖的纳潮量相适应,它是稳定的,如果由于外力作用使通道长度或口门的宽度超过该系统的阀限,它将从稳定转为不稳定。汕尾港的舄湖—潮汐通道系统,超越阀限的是通道长度,故由稳定变为不稳定。

  归纳汕尾港舄湖-潮汐通道的演变,大致可分为四个阶段:

  1.开敞的海湾阶段

  约300~500年前,香洲尚滨临海边,现在汕尾镇东端的小山,还是海中小岛,品清湖尚未被封锁成湖,可称为“品清湾”,这时湾口宽阔,海潮进出自由,由月眉、新港地沿岸北上的泥沙可越过湾口参与香洲南面大沙坝的建造。其时以波浪为主要作用力。

  2.半封闭的舄湖阶段

  约100年前,香洲以南已形成新的沙坝,且与湾口小岛相连,把“品清湾”半封锁成为品清湖——舄湖。由于湾口缩窄,潮流进出的流速加大,潮道刷深、开成了舄湖-潮汐通道的雏形。由月眉、新港等地沿岸北上的泥沙,这时有一部分经过潮汐通道的“吐”而转移,潮汐通道的边缘沙嘴也就有条件逐步形成,波浪和潮流在这一阶段都起建造作用。

  3.舄湖-潮汐通道阶段

  大约在1930~1955年,随道潮汐通道边缘沙嘴的形成和伸展,舄湖-潮汐通道系逐渐形成,由月眉、新港等地沿岸北上的泥沙,絶大部分已不是由波浪向汕尾以西送,而是由潮汐通道的潮流来转移。此时,潮流作用已占主导地位。

  4.边缘沙嘴溃决消失阶段

  1930年以后,经历了近50年时间,潮汐通道及其边缘沙嘴由短变长。随道沙嘴长的增加,外海波浪纵向输沙能量显得不足,而通道内潮流不断冲刷底部,把粗粒物质搬到口门。同时,由于在汕尾修建码头,把落潮流挑向了沙嘴一侧并冲刷沙嘴内侧基部使沙嘴在继续伸长中变得头大腰细,最后在强风袭击下溃断。在缺口不断扩大的同时,泥沙在波浪作用下从缺口处涌入,填塞深槽,分散潮流。如任其自然发展下去,可使整个系统又回复到上述第二阶段末、第三阶段初的状态。从动力学角度说,这是由于沙嘴“拉长”超过阀限,使潮流和波浪的作用从建设性转为破坏性,使舄湖-潮汐通道系统发生突变。

  二、沿海动力及泥沙运动

  近代海岸地貌的演变是动力作用和泥沙运动的结果。

  1.波浪与波浪输沙

  据汕尾港东南的遮浪波浪站的资料统计,全年以风浪为主,夏季和秋季涌浪也占一定份量,但都以偏东向的为主。这对汕尾港来说是有意义的。因为汕尾港港口朝向西北,波浪至此需经折射和绕射,能量大减。遮浪站实测最大波高为7.5米,平均波高为0.9米,汕尾港口外的波浪经比没和估算,其平均波高为0.24米,因此,按Galvin输沙公式计算:

  M=16.5H2

  M为沿岸输沙流量,单位105立方米/年,

  H为沿岸平均波高,单位为米。

  则得年总输沙量为9.5万立方米/年。但是汕尾港的位置正处于红海湾东部螺旋形岸线的凹入部,波浪经折转后,波高减低,能量较小。红海湾内由波浪引起的水面比降向东倾斜,由此而产生的坡度流-波浪流会把悬浮泥沙向东带到汕尾港外。可见,汕尾港外连片浅滩的形成,波浪的确起了很大的作用,它也为汕尾港沙嘴的成长提供了物质基础。

  波浪折射时波峰线与岸线的夹角,从汕尾头、月眉到沙嘴的中段,角度愈来愈大,这表明波能的纵向分量愈来愈小。自沙嘴中段向北,波浪的泥沙横向移动作用加强,除了在大浪时可将沙嘴外侧浅滩的泥沙堆积到沙嘴上,增加沙嘴的高度外,平时由于波高小、波能弱,对沙嘴的继续伸长,已不起很大作用了。

  2.潮流与潮流输小

  潮流流速在红海湾是不大的,均在0.5米/秒以下,一般仅0.1~0.3米/秒。而港内潮流服从舄湖-潮汐通道系统的规律,流速比较大,尤其在通道的咽喉段。以Ⅱ号测站为代表,其冬季涨潮最大流速为0.98米/秒,落潮最大流速为1.04米/秒,夏季数值更大,分别达1.12米/秒和1.48米/秒(表2)。从表2还可发现,在通道口即沙嘴头附近的V号测站涨潮最大流速大于落潮最大流速,而在沙嘴缺口附近的IV号测站则相反,夏季更明显。造成这一现象的原因,是潮汐通道的流速大小决定于通道两端的水位差。涨潮时最大流速发生于舄湖内海水上涨达到平滩(潮坪)水位。这时,由于沙嘴口段水深小,所以大量海水仍从原口门涌入。落潮时的最大流速发生于口门浅滩出露、水流归槽时。因沙嘴缺口段相对水浅,首先缩窄,水流集中,而又承受了外海与舄湖之间的水位差,故沙嘴缺口段出现在最大落潮流速。口门则不然,它离舄胡比沙嘴缺口相对远些,水流经沙嘴缺口分流后,水头受了损失,所以流速也就较小了。沙嘴缺口段与口门之间的流速分布上的差异,使缺口不断刷深,如不采取人工措施予以控制,则沙嘴的缺口处代替原通道口门将是大势所趋。

      在1979年沙嘴被冲决之前,整条通道流速都较大。据汕尾港监资料,1965年沙嘴头口门处最大落潮流速2.7米/秒,所以至今汕尾潮汐通道内仍断续地保持有10~20米的深槽。深槽底部的粗大沙砾被冲淘出来,堆积在沙嘴头部,从而使潮汐通道内和沙嘴的头部沉积物特别粗大。

  自60年代开始,汕尾潮汐通道已基本定型。这时期潮汐通道发展的趋势是沙嘴增长,口门缩窄,建港条件较好,所以在汕尾镇前沿修建了不少码头。但这做法使落潮流挑向南岸凤飞山和沙嘴的内侧,深水航道亦逼向凤飞山一侧,码头区淤积。由于落潮流以较大的流速冲刷、淘挖沙嘴的茎部,淘挖出的粗颗粒物质在口门附近堆积,这就造成了沙嘴伸长,但腰细头大,加之沙源供应不足,最后遭台风袭击而溃断,可见,潮流对汕尾潮汐通道的建造作用至此已走向反面。

  3.沉积物粒级分布

  上述的动力状况在沉积物粒级分布上也有反映。

  图3反映了汕尾港内外表层沉积物中值粒级(ф值)分布。从图3可见,港区内外大面积为2~4ф的细砂,但在汕尾头岬角西北方的水下沙垄粒径却达1ф,港区潮汐通道内及沙嘴头部沉积物可达0ф。这些沉积物粒径大小的分布,说明它们所处的动力环境是不同的。

  图4反映汕尾港内外表层沉积物粒径综合频率和粒谱。

  图4(A)是从汕尾头岬角向西北循水下沙脊延伸的一条剖面线。其物质分布较

  简单,粗砂、中砂、细砂的分布及其含量都是由东南向西北方向减少,而粉含量则增加。表明动力由东南向西北方向减弱,这是受常年东南向沿岸流影响的结果。

  图4(B)是从汕尾头岬角处沿岸北上,再循着沙嘴外侧直到三点金附近。这条线的沉积物粒度分布有两个特征:①沙嘴的中段(16号样点)以南沉积物以细砂为主,含量达50%以上,现图4(A)的物质十分类似;②其北物质较粗,以粗砂为主,含量也占50%以上,其次为砾砂和中砂。这两组物质来源显然是不同的,前者来自南方,是由波浪掀起的近岸浅滩物质被波浪挟带而来;后者则是由潮流带来的潮汐通道的基底粗粒物质。

  图4(C)是沿汕尾西部埔町以西海岸由西向东。这里有两个几乎对称的系统,以三点金东部(25号样点)为界,向东和向西物质都逐渐变粗。西边以细砂占絶对优势,含量70以上。其次是中砂;东边也以细砂为主,但含量相对减小,一般不超过50%,而中砂、粗砂和砾砂的含量却相应增加,表明东边物质较西边为粗。总的说来,汕尾以西海岸,动力作用是两边强中间弱,因西边岬角风浪大,波能向东逐渐减小,而东边有汕尾港的潮汐通道,潮流的作用强,中间三点金附近正是这两种动力作用的过渡地带,动力作用相对较弱,沉积尤多,加速了潮汐通道口落潮三角洲的发育。

  综合上述的动力作用和表层沉积物的粒级分布,可见汕尾潮汐通道的发展演变,波浪和潮流都起着重要的作用。

  三、结   语

  (1)汕尾港的发展是与它所在的舄湖-潮汐通道海岸体系的发展相联系的,特别是与作为天然防波堤的通道边缘沙嘴的消长相联系。这条沙嘴经历了近50年的变迁,于1979年8月2日在台风袭击下溃断。它的溃断使汕尾港蒙受重大的损失。当地政府已于1988年采用工程措施将沙嘴修复,这必将使汕尾港发挥更大的活力。

  (2)汕尾舄湖-潮汐通道的发展,大致可分为4个阶段;①海湾阶段;②舄湖阶段;③舄湖-潮汐道阶段;④通道边缘沙嘴溃决消失阶段。

  (3)汕尾舄湖-潮汐通道边缘沙嘴50年来经历了从无到有,从小到大的发展过程,到70年代后期,由于沙嘴的被“拉长”超过了与这一体系中动力作用相适应的限度,波浪和潮流对沙嘴的建设作用便转化为破坏作用。结果,沙嘴头大腰细,遇到台风的袭击就溃决了。

  原载:热带地理,1988,8(4):327~335.
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