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粤東汕尾港潟湖——潮汐通道體系的演變及泥沙運動



  王鴻壽 應秩甫 陳志永

  一、地形及其演變

  海灣與潟湖的區别之一在於灣口的寬窄,當灣門的納潮量與灣口咽喉處的斷面面積或斷面流量具有一個穩定的相關關系時,海灣就成了潟湖[1、2],灣口也就發展成爲潮汐通道。汕尾港就是遵循這個模式發展的。

  品清湖過去是一個開敞的海灣,隨着馬宫以東的沿岸大沙壩向東發展,當延伸到汕尾鎮的位置時海灣被半封閉而成潟湖。根據汕尾鎮道路的走向和命名先後,以及實地考察汕尾鎮正是由北而南,由西布東發展的,這也表明瞭它們成陸的先後。

  歷史資料表明,汕尾之成爲重要的漁港,只是近百餘年的事,海豐縣誌中的汕澉或汕尾訊,是指位於今日汕尾鎮之北約2公里的香洲,但附近農田、鹽田已有所發展;“清干隆匹廿十一年(公元1756年)在汕尾澉建縣承官邸,當時它尚濱臨海邊,但附近農田、鹽田已有所發展”;“清干隆三五年(公元1770年)夏大風,汕尾澉東門城垣被毁;秋又大風,鹹潮淹田”,足見海潮尚可淹及;“清道光二六年(公元1846年)拆汕尾訊砲臺,移往捷勝角”,説明它已離海較遠,砲臺對於海防已無作用。

  由於香洲(昔日的汕尾澉)南面沿岸沙壩的發展,才建立起今日的汕尾鎮。但汕尾鎮能成爲一個港口,則是依靠潮汐通道的形成和通道邊緣沙嘴的發展。

  根據調查和海圖資料,可以得知50年來通道邊緣沙嘴發展演變的歷史過程(圖2)。

  造成沙嘴缺口的形成和迅速擴大的原因,首先是臺風巨浪的襲擊,其次是當地居民在缺口處挖沙。據估計,自1979~1982年,被挖去的沙量約2.6萬立方米。此外,也不能忽視在波浪和潮流作用下,泥沙輸移規律的影響,筆者等1983年在汕尾及其附近海區作了水文、氣象資料和不同年份的海圖、地形圖,進行了分析對比。獲得汕尾港潟湖-潮汐通道體系的有關數據如下:

  品清湖面積,22平方公里;潮汐通道咽喉斷面面積,4215平方米;潮汐通道咽喉斷面寬度,800米;潮汐通道長度,約3000米;潮汐通道邊緣沙嘴長度,約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。據此,探討汕尾潟湖-潮汐通道體系的發展,通道邊緣沙嘴的消長與沿岸泥沙運動的關系。

  1930年時,沙嘴尚未形成,在品清湖出口外鳳飛山西邊的新港、月眉一帶,有一條與岸平行的水下沙壟。

  到30年代中期,水下沙壟不斷增高,並漸露出海面,其根部與月眉村南面的陸地相連,成了一條向北伸展的沙嘴。沙嘴與海岸之間便成了一個港灣,即新港,可泊船400多艘。但1937年10月4日强臺風襲擊,沙嘴北段冲潰,1953年9月2日臺風又把沙嘴中段破壞。此後沙嘴向南萎縮而消亡,“新港”也就徒有其名而不能停靠船隻了。

  1955年前後,就在新港沙嘴消亡的時候,新港北面品清湖出口處,出現了一條由南成了汕尾潮汐通道的邊緣沙嘴。

  1965~1974年,沙嘴增長和通道口的縮窄速度均减小,這10年,遭受臺風襲擊並不少。但汕尾港仍穩定,避風條件很好。

  1979年沙嘴長度已達1900米左右,頭大腰細,中段最狹處寬度只有100米,高潮時有10餘米寬的脊頂未被淹没,1979年8月2日的臺風終於使它潰斷。

  從上述1930~1979年沙嘴延長和通道口門縮窄的具體數字可知,沙嘴長度逐漸加長而口門寬度則愈來愈窄(表1)。在潟湖-潮汐通道的海岸地貌系統裏,潮汐通道的長

  度、口門的寬度如果與潟湖的納潮量相適應,它是穩定的,如果由於外力作用使通道長度或口門的寬度超過該系統的閥限,它將從穩定轉爲不穩定。汕尾港的潟湖—潮汐通道系統,超越閥限的是通道長度,故由穩定變爲不穩定。

  歸納汕尾港潟湖-潮汐通道的演變,大致可分爲四個階段:

  1.開敞的海灣階段

  約300~500年前,香洲尚濱臨海邊,現在汕尾鎮東端的小山,還是海中小島,品清湖尚未被封鎖成湖,可稱爲“品清灣”,這時灣口寬闊,海潮進出自由,由月眉、新港地沿岸北上的泥沙可越過灣口參與香洲南面大沙壩的建造。其時以波浪爲主要作用力。

  2.半封閉的潟湖階段

  約100年前,香洲以南已形成新的沙壩,且與灣口小島相連,把“品清灣”半封鎖成爲品清湖——潟湖。由於灣口縮窄,潮流進出的流速加大,潮道刷深、開成了潟湖-潮汐通道的雛形。由月眉、新港等地沿岸北上的泥沙,這時有一部分經過潮汐通道的“吐”而轉移,潮汐通道的邊緣沙嘴也就有條件逐步形成,波浪和潮流在這一階段都起建造作用。

  3.潟湖-潮汐通道階段

  大約在1930~1955年,隨道潮汐通道邊緣沙嘴的形成和伸展,潟湖-潮汐通道系逐漸形成,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來轉移。此時,潮流作用已占主導地位。

  4.邊緣沙嘴潰决消失階段

  1930年以後,經歷了近50年時間,潮汐通道及其邊緣沙嘴由短變長。隨道沙嘴長的增加,外海波浪縱向輸沙能量顯得不足,而通道内潮流不斷冲刷底部,把粗粒物質搬到口門。同時,由於在汕尾修建碼頭,把落潮流挑向了沙嘴一側並冲刷沙嘴内側基部使沙嘴在繼續伸長中變得頭大腰細,最後在强風襲擊下潰斷。在缺口不斷擴大的同時,泥沙在波浪作用下從缺口處涌入,填塞深槽,分散潮流。如任其自然發展下去,可使整個系統又回復到上述第二階段末、第三階段初的狀態。從動力學角度説,這是由於沙嘴“拉長”超過閥限,使潮流和波浪的作用從建設性轉爲破壞性,使潟湖-潮汐通道系統發生突變。

  二、沿海動力及泥沙運動

  近代海岸地貌的演變是動力作用和泥沙運動的結果。

  1.波浪與波浪輸沙

  據汕尾港東南的遮浪波浪站的資料統計,全年以風浪爲主,夏季和秋季涌浪也占一定份量,但都以偏東向的爲主。這對汕尾港來説是有意義的。因爲汕尾港港口朝向西北,波浪至此需經折射和繞射,能量大减。遮浪站實測最大波高爲7.5米,平均波高爲0.9米,汕尾港口外的波浪經比没和估算,其平均波高爲0.24米,因此,按Galvin輸沙公式計算:

  M=16.5H2

  M爲沿岸輸沙流量,單位105立方米/年,

  H爲沿岸平均波高,單位爲米。

  則得年總輸沙量爲9.5萬立方米/年。但是汕尾港的位置正處於紅海灣東部螺旋形岸綫的凹入部,波浪經折轉後,波高减低,能量較小。紅海灣内由波浪引起的水面比降向東傾斜,由此而産生的坡度流-波浪流會把懸浮泥沙向東帶到汕尾港外。可見,汕尾港外連片淺灘的形成,波浪的確起了很大的作用,它也爲汕尾港沙嘴的成長提供了物質基礎。

  波浪折射時波峰綫與岸綫的夾角,從汕尾頭、月眉到沙嘴的中段,角度愈來愈大,這表明波能的縱向分量愈來愈小。自沙嘴中段向北,波浪的泥沙横向移動作用加强,除了在大浪時可將沙嘴外側淺灘的泥沙堆積到沙嘴上,增加沙嘴的高度外,平時由於波高小、波能弱,對沙嘴的繼續伸長,已不起很大作用了。

  2.潮流與潮流輸小

  潮流流速在紅海灣是不大的,均在0.5米/秒以下,一般僅0.1~0.3米/秒。而港内潮流服從潟湖-潮汐通道系統的規律,流速比較大,尤其在通道的咽喉段。以Ⅱ號測站爲代表,其冬季漲潮最大流速爲0.98米/秒,落潮最大流速爲1.04米/秒,夏季數值更大,分别達1.12米/秒和1.48米/秒(表2)。從表2還可發現,在通道口即沙嘴頭附近的V號測站漲潮最大流速大於落潮最大流速,而在沙嘴缺口附近的IV號測站則相反,夏季更明顯。造成這一現象的原因,是潮汐通道的流速大小决定於通道兩端的水位差。漲潮時最大流速發生於潟湖内海水上漲達到平灘(潮坪)水位。這時,由於沙嘴口段水深小,所以大量海水仍從原口門涌入。落潮時的最大流速發生於口門淺灘出露、水流歸槽時。因沙嘴缺口段相對水淺,首先縮窄,水流集中,而又承受了外海與潟湖之間的水位差,故沙嘴缺口段出現在最大落潮流速。口門則不然,它離潟胡比沙嘴缺口相對遠些,水流經沙嘴缺口分流後,水頭受了損失,所以流速也就較小了。沙嘴缺口段與口門之間的流速分布上的差异,使缺口不斷刷深,如不采取人工措施予以控制,則沙嘴的缺口處代替原通道口門將是大勢所趨。

      在1979年沙嘴被冲决之前,整條通道流速都較大。據汕尾港監資料,1965年沙嘴頭口門處最大落潮流速2.7米/秒,所以至今汕尾潮汐通道内仍斷續地保持有10~20米的深槽。深槽底部的粗大沙礫被冲淘出來,堆積在沙嘴頭部,從而使潮汐通道内和沙嘴的頭部沉積物特别粗大。

  自60年代開始,汕尾潮汐通道已基本定型。這時期潮汐通道發展的趨勢是沙嘴增長,口門縮窄,建港條件較好,所以在汕尾鎮前沿修建了不少碼頭。但這做法使落潮流挑向南岸鳳飛山和沙嘴的内側,深水航道亦逼向鳳飛山一側,碼頭區淤積。由於落潮流以較大的流速冲刷、淘挖沙嘴的莖部,淘挖出的粗顆粒物質在口門附近堆積,這就造成了沙嘴伸長,但腰細頭大,加之沙源供應不足,最後遭臺風襲擊而潰斷,可見,潮流對汕尾潮汐通道的建造作用至此已走向反面。

  3.沉積物粒級分佈

  上述的動力狀况在沉積物粒級分布上也有反映。

  圖3反映了汕尾港内外表層沉積物中值粒級(ф值)分佈。從圖3可見,港區内外大面積爲2~4ф的細砂,但在汕尾頭岬角西北方的水下沙壟粒徑却達1ф,港區潮汐通道内及沙嘴頭部沉積物可達0ф。這些沉積物粒徑大小的分佈,説明它們所處的動力環境是不同的。

  圖4反映汕尾港内外表層沉積物粒徑綜合頻率和粒譜。

  圖4(A)是從汕尾頭岬角向西北循水下沙脊延伸的一條剖面綫。其物質分布較

  簡單,粗砂、中砂、細砂的分佈及其含量都是由東南向西北方向减少,而粉含量則增加。表明動力由東南向西北方向减弱,這是受常年東南向沿岸流影響的結果。

  圖4(B)是從汕尾頭岬角處沿岸北上,再循着沙嘴外側直到三點金附近。這條綫的沉積物粒度分佈有兩個特徵:①沙嘴的中段(16號樣點)以南沉積物以細砂爲主,含量達50%以上,現圖4(A)的物質十分類似;②其北物質較粗,以粗砂爲主,含量也占50%以上,其次爲礫砂和中砂。這兩組物質來源顯然是不同的,前者來自南方,是由波浪掀起的近岸淺灘物質被波浪挾帶而來;後者則是由潮流帶來的潮汐通道的基底粗粒物質。

  圖4(C)是沿汕尾西部埔町以西海岸由西向東。這裏有兩個幾乎對稱的系統,以三點金東部(25號樣點)爲界,向東和向西物質都逐漸變粗。西邊以細砂占絶對優勢,含量70以上。其次是中砂;東邊也以細砂爲主,但含量相對减小,一般不超過50%,而中砂、粗砂和礫砂的含量却相應增加,表明東邊物質較西邊爲粗。總的説來,汕尾以西海岸,動力作用是兩邊强中間弱,因西邊岬角風浪大,波能向東逐漸减小,而東邊有汕尾港的潮汐通道,潮流的作用强,中間三點金附近正是這兩種動力作用的過渡地帶,動力作用相對較弱,沉積尤多,加速了潮汐通道口落潮三角洲的發育。

  綜合上述的動力作用和表層沉積物的粒級分佈,可見汕尾潮汐通道的發展演變,波浪和潮流都起着重要的作用。

  三、結   語

  (1)汕尾港的發展是與它所在的潟湖-潮汐通道海岸體系的發展相聯繫的,特别是與作爲天然防波堤的通道邊緣沙嘴的消長相聯繫。這條沙嘴經歷了近50年的變遷,於1979年8月2日在臺風襲擊下潰斷。它的潰斷使汕尾港蒙受重大的損失。當地政府已於1988年采用工程措施將沙嘴修復,這必將使汕尾港發揮更大的活力。

  (2)汕尾潟湖-潮汐通道的發展,大致可分爲4個階段;①海灣階段;②潟湖階段;③潟湖-潮汐道階段;④通道邊緣沙嘴潰决消失階段。

  (3)汕尾潟湖-潮汐通道邊緣沙嘴50年來經歷了從無到有,從小到大的發展過程,到70年代後期,由於沙嘴的被“拉長”超過了與這一體系中動力作用相適應的限度,波浪和潮流對沙嘴的建設作用便轉化爲破壞作用。結果,沙嘴頭大腰細,遇到臺風的襲擊就潰决了。

  原載:熱帶地理,1988,8(4):327~335.
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