刘国亭，闫新兴，侯志强

（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）

潍坊港地处莱州湾的湾顶，岸滩宽浅、泥沙活跃。潍坊市海岸线西起寿光市羊口镇养殖场与广饶县水产开发公司养殖场交界处，东至胶莱河河流中心线，海岸线全长140 km。目前潍坊市沿海拥有潍坊港中港区、羊口作业区等多处中、小型港区，其中潍坊港中港区为主要港区。为了调查研究潍坊港海区的沉积物类型和物质组成以及为淤积分析、模型计算提供参数和依据，2011 年3 月在潍坊港各港区开展了海底沉积物取样工作，共采取了225 个沉积物表层样品。所取样品均进行了粒度分析，分析仪器采用美国Microtrac 公司生产的S3500 系列激光粒度分析仪进行。

1 自然条件

1.1 潮汐

西港区：采用羊角沟水文站1988～2008 年资料统计，主要日分潮与半日分潮振幅比为0.80，属不规则半日潮海区［1］。

中港区：采用北港码头南侧1990 年4 月16日～1991 年4 月15 日潮位资料统计主要日分潮与半日分潮振幅比为0.63，属不规则半日潮海区。

东港区：采用下营水文站多年实测潮位资料统计分析后，与潍河口短期实测资料对比分析，属不规则半日潮海区。

各港区潮位特征值如表1 所示（当地理论最低潮面）。

表1 各港区潮位特征值Tab.1 Characteristic value of tidal level in each harbor district m

1.2 海流

根据2011 年3 月期间潍坊沿海11 个测站大、小潮的水文全潮观测结果分析，本海区的海流以潮流为主，且属于规则半日潮流。

从流向来看，各测站呈明显往复流，各测站涨潮平均流向呈SW—WNW，落潮平均流向呈NE—E。

余流流速较小，从垂线平均的余流结果来看，最大值出现在小潮期间4#测站，达10.0 cm/s，方向为323°，其余测站余流均在10 cm/s 以下，平均为3.5 cm/s。

涨、落潮流平均历时分别为6 h37 min 和5 h39 min，涨潮流历时大于落潮流历时，平均历时差58 min。涨潮憩流时间，即初落时间，发生在高潮前59 min～高潮后1 h05 min，平均发生在高潮后16 min；落潮憩流时间，即初涨时间，发生在低潮前34 min～低潮后56 min 之间，平均发生在低潮后14 min。各测站潮波都是介于驻波与前进波之间，兼有驻波与前进波的特征。

1.3 波浪

根据潍河口外-5.0 m 水深处，1989 年3～9 月短期波浪观测资料统计，该海区常浪向为N，出现频率为21.22%；次常浪向为NNE，出现频率为16.14%；强浪向为NNE。应该说明，上述资料主要代表了春季和夏季的波浪状况，而缺测的秋季和冬季正是盛行偏北各向风的季节，因此可以预测偏北各向波浪的年出现频率将大于上述统计值。

潍河口地处潍坊东港区，距潍坊中港区约30 km，与潍坊中港区均靠近莱州湾湾顶，两区风区长度相近，海底地形坡度相近。因此潍河口的波浪状况可代表潍坊港中港区的波浪状况。

1.4 泥沙来源

潍坊港近海区的泥沙来源有4 个方面，一为河向来沙；二为海向来沙；三为沿岸输沙；四为本海区滩面泥沙的局部搬运。

本海域基本无海向来沙；沿岸输沙很小，对港区的淤积影响不大；本区泥沙运移的方式为“波浪掀沙，潮流输沙”，滩面泥沙的局部搬运是造成港区泥沙淤积的主要原因［2］；黄河口泥沙的扩散对本港区泥沙有一定影响，但目前还不是港口淤积的主要原因。

2 沉积物特征

本次底质调查潍坊港区沉积物质总体分布为，西港区小清河河道内的沉积物以砂质粉砂及细砂分布为主；小清河河口的沉积物以细砂分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物以粉砂及粘土质粉砂分布为主；潍坊东港区以细砂分布为主。

沉积类型中，粗颗粒物质有砂（S）、粗中砂（CMS）、中砂（MS）、细中砂（FMS）、中细砂（MFS）、细砂（FS）共6 种；细颗粒物质有砂质粉砂（ST）、粉砂（T）及粘土质粉砂（YT）共3 种。

2.1 沉积物中值粒径

本区沉积物中值粒径总体分布特征为，西港区小清河河道内中值粒径大于0.10 mm 与小于0.10 mm 的物质分布各半；小清河河口区域以中值粒径在0.10～0.15 mm 的物质分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物，在口门以东8 km 内中值粒径大于0.05 mm，8 km 以外区域小于0.05 mm；潍坊东港区以中值粒径在0.05～0.10 mm 的物质分布为主。

2.1.1 小清河河道

本区沉积物中值粒径在0.035 7～0.335 6 mm，平均中值粒径为0.098 8 mm，沉积物总体上显示出由内河向河口逐渐变粗的沉积特征。

结合水深测图，对位于河道深槽的23 个样品的平均中值粒径进行了计算，为0.067 7 mm，与河道边滩的平均中值粒径0.116 7 mm 相比，约为河道边滩物质粒径的58%，表现出河道深槽沉积物质细，河道边滩物质粗的分布特征。

断面（10）以西，大部分区域中值粒径小于0.1 mm，大于0.1 mm 物质在断面（2）呈零星状分布，在断面（6）～断面（8）之间呈少量条状分布；断面（10）以东，大部分区域中值粒径大于0.1 mm，小于0.1 mm 物质呈零星状分布。

2.1.2 小清河河口

本区沉积物中值粒径在0.037 8～0.378 9 mm，平均中值粒径为0.129 7 mm，沉积物总体上显示出由近岸向外海逐渐变细的沉积特征。

从中值粒径分布图（图1）可以看出，大部分区域中值粒径介于0.10～0.15 mm。大于0.15 mm 物质除在所调查区域西端由西北向东南呈少量条状分布外，同时大部分区域呈零星分布。小于0.1 mm 物质在断面（9）～（12）之间区域呈局部分布外，在断面（1）～（8）之间呈零星状分布。小于0.05 mm 物质仅在断面（8）以东呈少量块状分布。

2.1.3 潍坊中港区

本区沉积物中值粒径在0.009 0～0.180 3 mm，平均中值粒径为0.046 4 mm，沉积物总体上显示出由近岸向外海逐渐变细的沉积特征。

在口门以东8 km 内沉积物中值粒径大于0.05 mm，8 km 以外区域沉积物中值粒径小于0.05 mm。中值粒径大于0.05 mm 区域中又以介于0.1 ～0.2 mm 物质分布为主；中值粒径小于0.05 mm 区域分布则比较均匀。

图1 小清河河口表层沉积物中值粒径分布图Fig.1 Distribution of sediment′s median size in surface layer in Xiao-Qinghe River estuary

由口门向外，0～5 km 内，平均粒径基本维持在0.06～0.10 mm；5～10 km 段，平均粒径由0.10 mm 陡降至0.02 mm；10～28 km 段，平均粒径基本维持在0.02 mm 上下。

此外，自口门向东，沿航道纵向13 个样品的平均中值粒径为0.073 8 mm，航道西侧13 个样品的平均中值粒径为0.022 0 mm，航道东侧13 个样品的平均中值粒径为0.067 0 mm。说明航道东侧的沉积物粗于西侧，查证2006 年潍坊港森达美港区沉积物特征与演变趋势报告［3］，也说明了东部粒径粗于西部这一特征。同时，西防沙堤西侧的154、155 两个样品的平均中值粒径为0.111 6 mm，东防沙堤东侧的182、183 两个样品的平均中值粒径为0.113 8 mm，同为细砂，量值上几乎相等。结合2006 年底质调查结果，说明在-6 m 水深以内，防沙堤东西侧的沉积物质在粒径粗细上基本相当。

2.1.4 潍坊东港区

本区沉积物中值粒径在0.020 5～0.118 4 mm，平均中值粒径为0.085 8 mm，沉积物总体上显示出由近岸向外海逐渐变细的沉积特征。

大部分区域中值粒径介于0.05～0.10 mm。大于0.10 mm 物质除在所调查区域最南端及北部呈少量带状分布外，还在测量区域中部呈局部分布。而小于0.05 mm 物质在断面（4）及测量区域的西北角呈零星状分布。

2.2 沉积物分选程度

按照海洋调查规范［4］的划分标准，本区分选程度主要为3 级，即分选系数介于0～0.6 属分选程度很好，0.6～1.4 属分选程度好，1.4～2.2 属分选程度中常。

本次底质调查潍坊港区分选程度总体分布为，西港区小清河河道内的沉积物以分选程度为好的分布为主；小清河河口区域的沉积物以分选程度为很好的分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物，以分选程度为好的分布为主；潍坊东港区以分选程度为很好的分布为主。

2.2.1 小清河河道

样品分析成果表明，本区沉积物的分选系数在0.25～1.54，平均分选系数为0.66。

本区沉积物分选程度的分布特征为，分选程度很好的区域与分选程度好的区域面积大致相当，分选程度中常的区域呈点状分布。

2.2.2 小清河河口

样品分析成果表明，本区沉积物的分选系数在0.16～1.20，平均分选系数为0.43。

从分选程度分布图（图2）可以看出，分选程度为很好的测点占据绝大部分区域，分选程度好的测点除在所调查区域的西南角、东北角及东南角呈小面积分布外，在调查区域的中部呈零星状分布，分选程度中常的区域呈点状分布。

2.2.3 潍坊中港区

样品分析成果表明，本区沉积物的分选系数在0.34～1.71，平均分选系数为1.11。

本区沉积物分选程度的分布特征为，分选程度好的区域在取样区域呈大面积分布，分选程度很好的区域在口门附近及断面（7）呈局部分布、在最西端呈带状分布，分选程度中常的区域在东端及中部呈局部分布。

2.2.4 潍坊东港区

样品分析成果表明，本区沉积物的分选系数在0.17～1.79，平均分选系数为0.50。

本区沉积物分选程度的分布特征为，分选程度为很好的测点自南向北占据大部分区域；分选程度好的测点除在所调查区域的西北角及在断面（4）～断面（6）之间呈小面积分布外，还在断面（8）呈零星状分布；分选程度中常的测点仅在断面（4）呈点状分布。

图2 小清河河口表层沉积物分选程度分布图Fig.2 Distribution of sediment′s sorting degree in surface layer in Xiao-Qinghe River estuary

3 海岸动力地貌及演变趋势分析

3.1 潍坊沿海地貌特征

本区为冲积海积平原，以海积为主，河口区浅滩宽阔平坦，近岸多为盐田和养殖区，多有石堤护岸，森达美港自陆向海建有数十公里的海堤，堤上已建成双向的疏港公路，围海面积范围较大。

本区虽处莱州湾顶，但据多年测图对比和地貌调查结果认为，本段海岸处于冲淤平衡，接近稳定状态。

据钻孔资料（孔深一般为20 m）分析，潍坊港近岸底质自上而下依次为泥质粉砂、亚粘土、粉砂、亚粘土，上部为海相沉积，下部为陆相沉积，如此巨厚的沉积物质，源于历史上黄河夺小清河入海及附近河流下泄泥沙。

历史上黄河曾3 次共19 a 从甜水沟以南入海，五次决口先是1895 年6 月22 日于齐东决口，黄河水由青城南趋，直灌小清河入海，而后1897 年，1899 年和1901 年3 次决口，最后是1937 年黄河在麻湾决口，黄水南下经小清河入海，大量泥沙在口门附近堆积，塑造了本区的岸滩地貌，并使岸滩迅速淤长、外延，1953 年黄河改由神仙沟入海后，此地沙源大减，细颗粒物质经潮流分选作用后被带往外海，岸滩物质明显粗化，以1995 年与2011 年2 次森达美港（潍坊中港区）近海区沉积物取样分析结果比对，泥沙颗粒的物理指标特征未发生质的改变，反映出的结果是不仅未发生泥沙颗粒的细化，而且表现出略有粗化的现象。

泥沙粗化的表现，显示了该地区外来沙源的不足，而且表明当泥沙经波浪与潮流动力的分选作用，细颗粒泥沙被带入外海，而使当地泥沙处于不断粗化的演变过程中。

经多年水深对比分析结果表明，潍坊东、中、西港区水下岸坡长期处于相对稳定状态，海岸处于动态平衡状态，没有恒定的外来沙源补给，泥沙运动形式主要是波浪掀沙，潮流输沙。

2011 年度莱州湾潍坊港的西、中、东港区的近海取样分析结果表明，河口区与近岸沉积物的沉积特征仍延续了20 世纪90 年代（1991～1995 年）的调查分析结果，近岸沉积物质主要表现为极细砂与砂质粉砂，源于历史上黄河及附近河口的泥沙。

3.2 潍坊沿海地貌演变趋势分析

3.2.1 海图资料

等深线对比及冲淤变化分析采用了莱州湾及附近的海图资料，如下：

（1）莱州湾及附近海图（编号1224），海军司令部海道测量局1953 年9 月刊行，采取1935 年日版海图及1950 年英版海图资料调制，比例尺1:25 万。

（2）老黄河口至龙口港（包括莱州湾）海图（编号15-1010），海军司令部航海保证部1971 年8 月出版，海域为1958～1959 年测量，比例尺1:15 万。

（3）莱州湾海图（编号11840），航保部2002 年1 月出版，工程区水深为1984 年测量，比例尺1:15 万。

（4）莱州湾海图（编号11840），航保部2005 年10 月出版，工程区水深为2002 年测量，比例尺1:15 万。

3.2.2 潍坊港海域海岸演变特征

依据以上海图资料，对黄河口至胶莱河口海域的0 m、2 m、5 m、10 m 等深线及岸线进行了套绘，等深线对比图见图3。

从图3 可以看出，黄河口至胶莱河口海域，按等深线走向的明显变化及淤积强度区域分布的差异性，大致可以划分为两个区域。灰色区域A 位于莱州湾海域近岸区的北部，等深线1984～2002 年一直向外迅速推进，基本以清水沟老黄河入海口为轴线向SE 延伸。各等深线1984～2002 年累计向外推进距离分别为，0 m等深线8.7 km，2 m 等深线13.6km，5 m 等深线14.7 km，10m 等深线12.9 km，其主要原因是1976 年黄河人工改道清水沟后，黄河来水来沙在河海相互作用和河口锋的屏蔽作用下，大量入海泥沙在河口区附近堆积，使得河口沙咀快速向海延伸。白色区域位于莱州湾海域近岸区的中东部，等深线淤涨速度较区域A 大大减小，1959～2002 年5 m 等深线最大外推距离只有2 km 左右，平均46 m/a，1959～1984 年10 m 等深线向内蚀退最大距离为3 km 左右，平均117 m/a。从图3 可以看出，白色区域B 正是潍坊港海区所处工程海域，与区域A 相比，等深线变化幅度与速率已大大减小，可以认为处于动态平衡之中。同时，0 m 等深线自D2 断面以南1959 年后有所蚀退，分析其原因为，在区域A 沙咀泥沙大量堆积形成的岬角效应及泥沙来源有所减少的双重作用下，由于泥沙补给不足而使滩面有所蚀退。

图3 黄河口至胶莱河口海域等深线对比图Fig.3 Collation map of depth contour in sea area from the Yellow River estuary to Jiaolai River estuary

图4 为黄河口至胶莱河口海域岸线对比及水深固定断面布置图，从图上可以看出，A 点是海岸线淤进、蚀退的分界点，A 点以北，海岸线1935～1984 年一直处于缓慢的淤进之中；A 点以南，海岸线则总体上以蚀退为主。海岸线变化的平面趋势为，以A 点为界，向北淤进距离逐渐加大，至清水沟老黄河入海口达到最大，此处1935～2002 年累计淤进距离为36.2 km，从老黄河口向北再逐渐减小；以A 点为界，向南蚀退距离逐渐加大，至胶莱河口达到最大，此处1935～2002 年累计蚀退距离为10.5 km，再向南逐渐减小，至虎头崖岸线基本稳定。从时间趋势上看，1935～1959 年南部海岸线变动幅度较大，1984～2002 年则以老黄河口形成的沙咀南北区域变动较大。同时，由于A 点以南海岸线后退影响，莱州湾海域的几个主要河口均发生了摆动，如广利河口、小清河河口总体上向南摆动，潍河口、胶莱河口总体上向东摆动。

图4 黄河口至胶莱河口海域岸线对比及水深固定断面布置图Fig.4 Collation map of shore line and layout of water depth section in sea area from the Yellow River estuary to Jiaolai River estuary

通过进一步分析可以发现，莱州湾海域河口地区岸线相对其他岸线段变动较为明显，当1953 年黄河入海口北移后，A 点南侧的岸线1959～2002 年较1935～1959 年变化范围及幅度已大大减小。因此，潍坊港海域岸线稳定的前提是黄河口以现清8 入海口位置保持不变，如河口位置北移，则海岸线更加稳定；如果河口位置南移，则势必影响本海区海岸线稳定。据第三届黄河国际论坛（2007 年），《黄河河口河道治理历程及治理对策研究》［5］、《黄河河口清水沟流路行河年限研究》［6］2 篇论文，均一致认为，在有计划地安排入海流路并在一定的工程措施条件下，清水沟流路将在50 a 或更长时间内保持稳定，同时将刁口河流路作为备用流路。因此从黄河流路变迁这一角度来看，本海区岸线将在长期内保持稳定。

3.2.3 潍坊港海域附近海床冲淤变化

为了说明潍坊港海域水深的垂向变化趋势，在黄河口至胶莱河口海域沿岸线纵向布设了6 个断面（断面位置见图4），各断面水深变化趋势见图5，可以看出，从1959～2002 年期间，河口沙咀外等深线一直处在向外快速推进状态之中，海床地形则表现为持续的淤涨趋势，-14 m 水深线以外水深则基本保持稳定。从图4 上还可以看出，在-10 m 等深线以浅，1959～1984 年间海床淤涨速率明显高于1984～2002 年间；在-10 m 等深线以深情况则恰恰相反。这种情况说明在相同的水动力条件下，海床淤涨选择更加容易的方式，即泥沙更倾向于在近岸区堆积。

断面D2 布设在断面D1 南侧13 km 处，1959～1984 年之间，-10 m 等深线以内海床表现为略微的淤涨，-10 m 等深线以外则表现为略微的冲刷；1984～2002 年在-2～-10 m 等深线之间存在一个巨大的堆积体，堆积体自断面D1 开始至断面D2 达到最大，再向南逐渐减小，至距断面D2 南侧11 km 位置5m 等深线处消失，也就是说，自黄河老入海口开始，向南24 km 海域1984 年后海床一直处在持续的淤涨之中，这种趋势是否在继续以及向东发展还需要资料加以验证。

图5 断面D1～D6 水深变化图Fig.5 Collation map of water depth in section D1～D6

断面D3～D5 布设在小清河口至胶莱河口，基本对应着潍坊港的西、中、东港区。断面D6 布设在胶莱河口以东15 km 处。1959～1984 年间，D3、D4 断面海床略有升高，1984～2002 年间则以-5 m 等深线为界，在-5 m 等深线以内，表现为海床基本稳定或略有抬高，-5～-10 m 等深线间，海床呈抬高趋势，但幅度较D2 已大为减小，且自D2～D4 呈持续减少的趋势。而断面D5～D6 的水深多年来基本保持稳定。

从断面水深变化趋势可以看出，潍坊中港区以西，受黄河口泥沙扩散、沉积影响，海床一直处于持续淤涨之中，这种趋势还将持续，潍坊中港区以东海床则基本保持稳定。

4 结语

（1）西港区小清河河道内的沉积物以砂质粉砂及细砂分布为主；小清河河口的沉积物以细砂分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物以粉砂及粘土质粉砂分布为主；潍坊东港区以细砂分布为主。

（2）西港区小清河河道内中值粒径大于0.10 mm 与小于0.10 mm 的物质分布各半；小清河河口区域以中值粒径在0.10～0.15 mm 的物质分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物，在口门以东8 km内中值粒径大于0.05 mm，8 km 以外区域小于0.05 mm；潍坊东港区以中值粒径在0.05～0.10 mm 的物质分布为主。

（3）西港区小清河河道内的沉积物以分选程度为好的分布为主；小清河河口区域的沉积物以分选程度为很好的分布为主；潍坊中港区防沙堤口门以外航道及两侧沉积物，以分选程度为好的分布为主；潍坊东港区以分选程度为很好的分布为主。

（4）潍坊港海域岸线稳定的前提是黄河口以现清8 入海口位置保持不变，如河口位置北移，则海岸线更加稳定；如果河口位置南移，则势必影响本海区海岸线稳定。

（5）从黄河流路变迁这一角度来看，本海区岸线将在长期内保持稳定。

（6）从断面水深变化趋势可以看出，潍坊中港区以西，受黄河口泥沙扩散、沉积影响，海床一直处于持续淤涨之中，这种趋势还将持续，潍坊中港区以东海床则基本保持稳定。

［1］杨彩云，何冯斌，卢凤兰，等.潍坊港总体规划修编［R］.潍坊:潍坊市交通运输局，2010.

［2］李本臣，杨树森.小清河口冲淤演变规律研究［J］.水道港口,1999（3）：27-32.LI B C，YANG S S. Study on scour and silting evolution law of Xiao-Qinghe River Estuary［J］. Journal of Waterway and Harbor，1999（3）：27-32.

［3］闫新兴.潍坊港森达美港区岸滩物质演变趋势及外航道淤积物可挖性预测［R］.天津:交通部天津水运工程科学研究所,2006.

［4］国家海洋局.海洋调查规范（第四分册——海洋地质调查）［M］.北京:海洋出版社,1975.

［5］唐梅英，丁大发,何予川，等.黄河河口河道治理历程及治理对策研究［C］//水利部.第三届黄河国际论坛论文集.山东：东营，2007.

［6］钱裕，安催花，万占伟，等.黄河河口清水沟流路行河年限研究［C］//水利部.第三届黄河国际论坛论文集.山东：东营，2007.