濱州港海岸動力地貌、河勢演變與泥沙來源分析

姚海元 交通運輸部規(guī)劃研究院 天津大學

王達川 交通運輸部規(guī)劃研究院

齊越 交通運輸部規(guī)劃研究院 天津大學

李蕊 交通運輸部規(guī)劃研究院

隨著經濟全球化的深入、環(huán)渤海經濟圈的快速發(fā)展以及新一輪的產業(yè)結構調整，要求濱州港不斷提升港口地位，充分利用國內、國際兩種資源和兩個市場，主動承接國內外產業(yè)轉移，成為廣大腹地參與經濟全球化和對外開放的重要平臺。同時，《黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》《山東半島藍色經濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》《山東新舊動能轉換綜合試驗區(qū)建設總體方案》相繼批復，要求“優(yōu)化港口功能定位，以資本為紐帶、以市場為導向整合港口資源，打造現(xiàn)代化港口群”，加快推進物流園區(qū)建設、加快發(fā)展循環(huán)經濟，大力發(fā)展港口現(xiàn)代物流業(yè)，著力特色海洋產業(yè)聚集區(qū)，以建設新舊動能轉換試驗區(qū)為重點，成為東北亞國際航運綜合樞紐和東北亞國際物流中心的重要支撐。

濱州港作為濟南都市圈最近的出海口，作為黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)開發(fā)建設的重要港口，長期以來卻呈現(xiàn)“南強北弱”的發(fā)展格局，北部沿海地區(qū)因遠離膠濟鐵路和濟南都市圈而發(fā)展滯后，外向型經濟落后，客觀上對港口發(fā)展的支撐作用較弱。受此影響，北部地區(qū)公路、鐵路、航道、港口發(fā)展緩慢。同時，由于濱州港套爾河系是渤海灣西南部較大的通海河流，河口附近受黃河泥沙影響較大，部分區(qū)域因泥沙淤積已形成淺灘和淺點，受潮汐作用，航道多處形成攔門沙，制約了濱州港的發(fā)展。

圖1 濱州港歷年吞吐量變化示意圖

圖2 濱州港吞吐量貨類組成示意圖

圖3 1959年-1989年套爾河口水深對比圖

圖4 1983年與2001年測圖對比、2001年與2004年測圖對比

1.濱州港發(fā)展歷程

濱州市現(xiàn)代港口建設始于60年代末，1969年于套爾河西岸建設2個500噸級泊位，1971年正式投產，成立“山東省交通廳青島海運局東風港”，富國港為其下屬站點。1978年富國港200噸級碼頭建成，東風港與富國港分設。1985年青島海運局撤銷，東風港改為隸屬新成立的山東省航運管理局。1990年富國港因連年虧損無法經營，省航運管理局決定由東風港兼并富國港。

進入90年代，濱州港加大了港口建設力度。1990年8月，東風港2個千噸級泊位投入使用。1994年，為滿足企業(yè)運輸物資需要，魯北集團公司在大口河建設了2個千噸級泊位。同年，套爾河東風港下游2個三千噸級泊位建成投產。之后，為解決攔門沙礙航問題，打通套爾河內碼頭出海通道，1998年濱州市在套爾河河口實施配套了碼頭建設的3000噸級航道一期防沙堤工程，但因東導堤未與岸連接，導致缺口處大量分流和堤間大面積淤積，航道治理工程未能達到有效束流攻沙的預期效果。

圖5 2009年套爾河口至東風港河道段水深圖

新世紀以來，隨著我國外向型經濟的快速發(fā)展，沿海地區(qū)依托港口，逐步成為我國承接國內外產業(yè)轉移的重點區(qū)域。濱州港緊跟時代發(fā)展，啟動了新一輪的港口開發(fā)建設。1995～2007年，濱州港貨物吞吐量基本都在20～40萬噸區(qū)間波動，年均增長率僅為5%。2008年受魯北運河開通及濱州北海經濟開發(fā)區(qū)工業(yè)項目的帶動，吞吐量增至120萬噸，2010年進一步增至343萬噸，2012年后，濱州港開始步入一個快速發(fā)展階段，年均增長率達到28%。

截止到2018年底，濱州港已有生產性泊位37個，年通過能力約2414.6萬噸，主要分布在海港港區(qū)、套爾河港區(qū)、大口河港區(qū)，共完成貨物吞吐量3112萬噸。其中，金屬礦石吞吐量2325萬噸，全部為鋁礬土，占總吞吐量的74.7%，是濱州港最重要的貨物；其次為礦建材料，約為581萬噸，占比18.7%。鋁礬土和礦建材料兩類貨物合計吞吐量占據(jù)了濱州港總吞吐量的93%。

2.濱州港地貌特征及海岸、河道演變

濱州港海域的岸灘演變主要受黃河入海口變遷的影響。1855年黃河由蘇北重新注入渤海，近代黃河三角洲也隨之形成。1855年至1976年間，黃河尾閭改道達50多次，黃河泥沙形成了環(huán)渤海灣西部的大淺灘。尤其是1904年7月至1929年9月的25年中，黃河在套爾河口及南部入海，使渤海灣南部海域迅速淤淺，岸灘向海延伸，水下岸坡淤長，動力地貌及沉積物分析均表明，套爾河口淺灘是古黃河泥沙下泄的產物。

隨著黃河尾閭南移，尤其是1976年人工強制改道清水溝以來，本區(qū)泥沙來量大減，口外淺灘處于沖刷環(huán)境。據(jù)1959、1989年測圖比較，近三十年來水下各等深線均呈現(xiàn)為微沖狀態(tài)，并且河口西南部沖刷幅度明顯大于西北部。同時河口附近深槽也向岸推進并展寬，表明海洋動力在近期岸灘演變中起著主導作用。三十年來，5米線向岸推進約1.5千米～2.1千米，年均向岸逼近50米～70米。口門西側的0米線也顯示了較強的沖刷現(xiàn)象，其向岸推進距離為2.3千米，年均76.7米，為本區(qū)向岸推進最大值。而口門東側0米線則表現(xiàn)為淤積，淤長幅度為750米，年均25米。

圖6 2014年套爾河口至東風港河道段水深圖

根據(jù)1989年與1993年套爾河口局部測圖比較（圖3），此間河口淺灘形態(tài)變化很小，僅灘頂略有淤高，淤高幅度0.1米，淺灘寬度有所減小，自灘頂向內和向外坡度有所增大，但變化幅度都非常小。

通過對1983年、2001年和2001年、2004年的測圖比較（圖4）：21年間濱州港海域3米～5米等深線附近基本屬于沖淤平衡狀態(tài)，3米等深線以內屬于微侵蝕區(qū)，而5米等深線以外則屬于淤積區(qū)。

根據(jù)2009年套爾河口以內的測圖，東風港碼頭前沿水深無變化，表明河道內部河床及水深均處于不淤不沖的穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)河道等深線分析，2米等深線除河口攔門沙段以外幾乎貫通至東風港；3米等深線則非貫通狀態(tài)；5米等深線僅在彎曲河道弧頂沖刷處形成封閉。

根據(jù)2014年測圖，濱州港東風港碼頭前沿水深仍無明顯變化。但東風港至河口攔門沙內航道水深條件改善較明顯，根據(jù)河道等深線分析，-2米等深線全線貫通；-3米等深線除潮河口彎道下游2.5公里處小塊區(qū)域外幾乎全線貫通；-5米等深線幾乎貫通潮河口以內至東風港段河道，-6米等深線在多數(shù)彎曲河道弧頂沖刷處形成封閉，局部彎道弧頂沖刷處封閉等深線達到-7米至-8米，河道最深處水深達-14米以上，不同河段水深差異較大。

綜上分析認為，套爾河航道水深條件的改善主要得益于兩方面原因：一是由于近年港區(qū)到港船舶艘次明顯增多，船舶往來頻繁，對于維持航道水深起到積極作用；二是由于套爾河兩岸臨港工業(yè)廠區(qū)建設需要大規(guī)模填海造陸，從河道中大量取土，但因取土的出發(fā)點是造陸而非浚深航道，取土區(qū)分布雜亂，致使不同河段水深差異大，如東風港和后方無廠區(qū)建設的岸段水深變化較小。

總體上看，從河床穩(wěn)定角度，水深條件有所改善，局部較明顯，但整體看來基本穩(wěn)定，沖淤變化較小，套爾河河道處于地貌穩(wěn)定階段。

3.濱州港泥沙來源分析

濱州港所在海域泥沙來源主要有三部分：一是河流徑流來沙；二是岸灘侵蝕泥沙；三是灘面泥沙。

（1）河流徑流來沙。一是河流徑流所挾帶的下泄泥沙。濱州港位于套爾河口外，自1976年黃河人工改道為清水溝流路以后，使套爾河斷絕了黃河下泄水沙，而由徒駭河與秦口河交匯后入海。秦口河為過去黃河決口沖成的一條自然潮汐通道，因此基本沒有泥沙下泄。徒駭河由于其本身水量并不大，加之近年不斷在上游建閘，多年平均徑流量為8.18億立方米，每年進入套爾河干流的沙量不足45萬噸，進入外海的泥沙量則更少。

從遙感衛(wèi)片分析，套爾河口水域含沙量明顯要高于其它區(qū)域，其主要原因是套爾河口下泄泥沙在河口附近落淤，形成大片粉沙質淺灘，特別是在風浪作用下，該區(qū)域高含沙量影響范圍較大。濱州港建成以后，雖有防沙堤掩護，但是套爾河口下泄的泥沙仍然會沿著防沙堤向外海運動，泥沙顆粒物質逐漸落淤，再在漲潮流和風浪的作用下穿越航道，再次落淤，對航道淤積產生一定的影響。

（2）海岸侵蝕物質輸移入海。近幾十年來，濱州港海域岸線主要以沖刷為主，沖刷侵蝕后形成的泥沙顆粒，一部分就近堆積于海岸附近，另外一部分，特別是濱州港北側近岸泥沙在風浪和落潮流作用下，沿防波堤向外海飄移，由于落潮流與航道存在一定交角，使泥沙落淤成為外航道淤積的部分泥沙來源。

（3）灘面泥沙在波浪、潮流共同作用下的反復搬運。在大風浪天氣條件下，風浪掀起大量灘面泥沙，隨著潮流的漲落反復，較長時間內將以懸移質形態(tài)存在，而當波動力和潮流速減弱時，水體中的含沙量將處于超飽和狀態(tài)，水流跨越航道過程中，泥沙迅速沉降，從而造成航道短期相對明顯的淤積。

綜上分析，造成濱州港外航道淤積的主要泥沙來源為風浪和潮流作用下灘面泥沙的搬運輸移；此外，近岸侵蝕泥沙和套爾河口的下泄泥沙也將會對航道產生一定淤積影響。

4.結語

濱州市地處魯北粉砂淤泥質海岸，大風天航道泥沙驟淤是決定港口開發(fā)方案成立的關鍵問題，潮汐河口攔門沙歷來是航道和港口建設的制約因素，外航道的開挖（或清淤）難度較大。目前，3萬噸級單線進港航道已經通至海港港區(qū)已建成的4個3萬噸級泊位處。但由于開港時間較短，缺乏對海港港區(qū)港池及進港航道和套爾河港區(qū)進港航道等泥沙淤積問題額研究和實測資料。

未來，濱州港應加強出海航道的試挖試驗、現(xiàn)場觀測、模型試驗等研究工作，實測大風天航道淤積強度和淤積總量，進一步評估港區(qū)淤積情況并驗算研究結論，首先解決河口攔門沙問題，打通進出港通道，為船舶安全通航提供保，為今后港口的快速發(fā)展創(chuàng)造條件。