黄河口新口门水下三角洲演变特征

摘要：黄河口新口门水下三角洲的发育演变影响到国土资源的增长与流失，影响到胜利油田海上油气开发变为陆上开发的战略，影响到黄河三角洲湿地生态系统的保护，其研究的开展具有重要的实际指导意义，现通过采用实测资料分析的方法，对黄河口新口门附近水下三角洲冲淤演变特征进行了研究，研究结果表明：黄河口清水沟流路自1996年改走清8汊河已10余年，黄河口新口门附近的海域由于入海泥沙的沉积扩散，海域地形发生了非常大的变化，通过AutoCAD、Surfer等软件对黄河口新口门地形分析可知，黄河口新口门水下三角洲平面呈椭圆形分布，椭圆长轴不超过15km，短轴不超过10km，说明内河入海泥沙的沉积分布，除了新口门的大量淤积和老口门的剧烈冲刷外，其余大部分区域的冲淤厚度都在1m以内。

关键词：黄河口；清8汊河；水沙特征；口门；水下地形；沉积扩散；蚀退；冲淤演变

中国分类号：TV148；TV882.1 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2011）03-0043-03

1 研究背景

黄河口位于渤海湾南岸和莱州湾西岸，地处117°31′-119°18′E和36°55′-38°16′N之间，主要分布于山东省东营市和滨洲市境内，是由古代、近代和现代3个三角洲叠成的复合体。古代三角洲以蒲城为顶点，西起套尔河口，南达小清河口，陆上面积约为7200km2。近代三角洲是黄河1855年从铜瓦厢决口夺大清河流路形成的以宁海为顶点的扇面，西起套尔河口，南抵支脉沟口，面积约为6000km2；而现代黄河三角洲是1934年以来至今仍在继续形成的以渔洼为顶点的扇面，西起挑河，南到宋春荣沟，陆上面积约为2400km2。黄河是一条多泥沙河流，每年（多年平均1950年-2006年）挟带8亿t左右泥沙入海，大量泥沙在口门附近淤积，导致河口河道淤积延伸、摆动改道频繁不止，自1855年在铜瓦厢决口夺大清河入渤海至今的150多年间，因人为或自然因素的作用，入海流路较大的改道已有10次，逐步形成了近代黄河三角洲。

1996年后，黄河口清水沟流路改走清8汊河，由于入海泥沙的沉积扩散，黄河口新口门海域地形发生了显著变化，引起了学者们的普遍关注。胡春宏等[1-2]研究了水沙变异条件下的黄河口海岸带发育演变问题，认为黄河逐日水沙特征发生了受控于人类活动的根本性变化，作为河海交汇的沉积带，黄河口海岸发育演变经历了复杂的响应过程，主要特征为海岸的造陆速度逐渐减缓，甚至出现负增长，有些岸段表现为强烈蚀退。李殿魁等[3]在研究黄河口海洋动力条件与海岸地形演变趋势的基础上，提出了延长清水沟流路行水年限的治理措施。程义吉等[4-5]依据黄河口海岸地形实测资料分析了黄河口清水沟流路原河道停水后海岸带演变情况。黄河口新口门水下三角洲发育演变直接影响国土资源的增长与流失，影响胜利油田海上油气开发变为陆上开发战略的实现；同时，黄河口新口门水下三角洲发育演变对保护黄河三角洲湿地生态系统意义重大，因此，深入研究黄河口新口门水下三角洲的演变特征，对于保障黄河入海流路隐定，促进黄河口经济的可持续发展，保护黄河三角洲湿地生态环境具有重要的实际指导意义。

2 清8汊河水沙特征

在1996年清8改汊后，黄河口来水来沙极不平衡，除改汊当年受“96?8”洪水的影响水量较多年持平外，其后几年来水来沙持续减少[6]。其中1997年为水沙最枯年份，利津站全年断流长达226d，河口丁字路断流长达282d，非汛期利津站来水量2.5×108m3，来沙量0.06×108t；汛期利津站来水量16.3×108m3，来沙量0.08×108t，具有记载以来年径流量最小的一年，也是断流天数最长的一年。1999年以后黄河水利委员会实施全流域统一调水，虽然保证了利津站不断流，但水沙总量仍很少，而且泥沙的年内分配很不均匀，来沙集中在汛期，且汛期来沙又集中在8、9两个月的1-2次洪水中。

3 新口门水下三角洲冲淤演变分析

3.1 工作方法

搜集1996年清8改汊以来口门附近海域实测水深数据（1993年、1996年、2002年、2004年、2006年），利用Excel、Surfer8等计算机软件，对实测资料进行处理，对比分析研究黄河三角洲的水下冲淤变化[7]。在进行冲淤分析时，把经过处理的两年的网格（Grd）文件相减，即可得出冲淤变化。所用的年份对比为1993年-1996年、1996年-2002年、2002年-2004年、2004年-2006年进行对比，所涉及的范围为CS14-CS33剖面。

3.2 清8汊河时期不同年份水下三角洲地形特征

3.2.1 1993年水下三角洲分析

1993年的各亲等深线基本平行，从2m等深线到12m等深线特别密集，13m以下水深的等深线比较稀疏。这说明从水深2-12m的水下坡降大，水下地形陡；从13m水深以下的坡降小，水下地形比较缓。

在1993年的水下地形图所示的范围内，水下部分的面积为65.327亿m2，水上部分的面积为12.872亿m2。水深最深为-21.59m，水上部分最高为2.78m。水下部分体积为827.367亿m3，水上部分体积为8.823亿m3。

3.2.2 1996年水下三角洲分析

1996年改汊后新口门开始向海中突出，而老口门由于失去泥沙补给，开始发出蚀退。新口门2m等深线到10m等深线特别密集，但从10m等深线开始，等深线向海中突出不明显也比较稀疏。这说明从水深2-10m的水下坡降大，水下地形陡；从10m水深以下的坡降小，水下地形比较缓。

在1996年的水下地形图所示的范围内，水下部分的面积为72.773亿m2，水上部分的面积为3.982亿m2。水深最深为-19.499m；水上部分最高为1.660m。水下部分体积为824.568亿m3，水上部分体积为1.968亿m3。

3.2.3 2002年水下三角洲分析

2002年从2m等深线到11m等深线密集，其中2m等深线到5m等深线的密集程度比2000年更加密集；12m以下水深的等深线比较稀疏，而且基本平行。这说明从水深2-11m的水下坡降大，水下地形陡；从12m水深以下的坡降小，水下地形比较缓。

在2002年的水下地形图所示的范围内，水下部分的面积为50.809亿m2，水上部分的面积为4.441亿m2。水深最深为-19.596m；水上部分最高为1.090m。水下部分体积为425.703亿m3，水上部分体积为1.108亿m3。

3.2.4 2004年水下三角洲分析

2004年新口门沙嘴继续向海中淤积延伸。从2m等深线到10m等深线密集；11m以下水深的等深线比较稀疏，而且基本平行。这说明从水深2-10m的水下坡降大，水下地形陡；从11m水深以下的坡降小，水下地形比较缓。

在2004年的水下地形图所示的范围内，水下部分的面积为50.117亿m2，水上部分的面积为5.138亿m2。水深最深为-19.977m；水上部分最高为0.822m。水下部分体积为428.624亿m3，水上部分体积为0.101亿m3。

3.2.5 2006年水下三角洲分析

较之2004年，2006年的沙嘴继续向海中淤积延伸。从1m等深线到11m等深线较其他各年份都为密集；12m以下水深的等深线比较稀疏，而且基本上平行。这说明从水深1-11m的水下坡降大，水下地形陡；从12m水深以下的坡降小，水下地形比较缓。

在2006年的水下地形图所示的范围内，水下部分的面积为47.236亿m2，水上部分的面积为8.244亿m2。水深最深为-19.540m；水上部分最高为1.301m。水下部分体积为424.347亿m3，水上部分体积为3.343亿m3。

3.3 清8汊河时期不同年份水下三角洲冲淤变化

利用1993年、1996年、2002年、2004年、2006年5年的黄河三角洲滨海区实测资料，进行相邻年份冲淤计算[8]，得出了1993年-1996年、1996年-2002年、2002年-2004年、2004年-2006年冲淤分布图，并进行了冲淤计算，计算结果列入表1。

表1　黄河口清8汊河水下三角洲冲淤特征统计

3.3.1 1993年-1996年水下三角洲冲淤变化

1996年与1993年相比较，1993年-1996年改道前的老口门处发生淤积，1996年改道清8汊河后，在新口门处也发生了淤积，淤积总量为18.23亿m3，淤积面积为5731.75km2，平均淤积厚度为0.234m；最大淤积厚度为10.21m，发生在老口门处。新口门沙嘴南北两侧稍有冲刷，发生冲刷的面积为802.25km2，冲刷量为2.91亿m3，最大冲刷处位于CS16剖面，冲刷厚度为2.38m。

3.3.2 1996年-2002年水下三角洲冲淤变化

2002年和1996年相比较，该海域总的情况是发生了冲刷，总冲淤量为-14.97亿m3。其中发生淤积的部分面积为917.60km2，淤积量为7.73亿m3，最大淤积厚度发生在口门处为5.95m，在老口门南侧也稍有淤积，淤积厚度在3m以上；冲刷量为22.70亿m3，大于淤积量，冲刷面积为2870.40km2，也大于淤积的面积，最大冲刷厚度为5.02m。该时段海域冲淤特征是：除了新口门前和老口门南侧发生淤积外，其余区域都发生了冲刷，冲刷面积是淤积面积的3.128倍，冲刷量是淤积量的2.937倍。冲刷厚度在0-1m之间的面积有2014.61km2，占总冲刷厚度的70.17%；淤积厚度在0-1m之间的面积有787.44km2，占总淤积面积的85.82%，淤积厚度大于2m的淤积部分在口门前的分布范围呈南北向的椭圆状[9]。

3.3.3 2002年-2004年水下三角洲冲淤变化

2004年和2002年相比较该海域总的情况是发生了冲刷，冲淤量为-5.94亿m3，平均冲刷厚度为-0.148m。其中淤积量为3.38亿m3，淤积面积1037.29km2，最大淤积厚度为5.02m；冲刷量为9.32亿m3，冲刷面积为2987.71km2，最大冲刷厚度为3.07m。该时段海域冲淤特征是：除了口门前发生淤积外，其余地方基本上冲淤平衡。在口门以北靠近孤东海堤的海域发生冲刷比较严重，最大冲刷厚度-3.07m的地方就在这里。淤积厚度大于1m的淤积面积为37.37km2，出现在口门前，其分布范围呈南北向的椭圆状。

3.3.4 2004年-2006年水下三角洲冲淤变化

2006年和2004年相比较该海域总的情况是发生了淤积，淤积总量是12.44亿m3，淤积面积2515.33km2，平均淤积厚度为0.143m，最大淤积厚度为8.04m；冲刷总量是6.67亿m3，冲刷面积1510.21km2，最大冲刷厚度为1.40m。该时段海域冲淤特征是：在该区域内，除了新口门北侧及老口门南侧地区稍有冲刷外，大部分地区为淤积。其中口门前发生严重淤积，最大淤积厚度达到8m以上。

4 结论

从1996年黄河改走清8汊河至2006年10年间，清水沟流路海域总的冲淤情况是：在1996年前黄河行水的老口门由于失去泥沙补给，沙嘴前发生了冲刷；而1996年改走清8汊后的新口门由于黄河来水来沙，出现淤积延伸，但发生淤积的部分面积都不大，在平面上呈椭圆形分布，椭圆长轴一般都不超过15km，短轴一般不超过10km，这说明了黄河入海泥沙的一次沉积分布。除了新口门前的大量淤积和老口门处的剧烈冲刷外，其余大部分区域的冲淤厚度都在1m以内。

参考文献：

[1] 胡春宏，张治昊.黄河口尾闾河道平滩流量与水沙过程响应关系[J].水科学进展，2009，20（2）：209-214.

[2] 张治昊，胡春宏.黄河口水沙过程变异及其对河口海岸造陆的影响[J].水科学进展，2007，18（3）：336-341.

[3] 李殿魁，杨玉珍，程义吉，等.延长清水沟流路行水年限的研究[M].郑州：黄河水利出版社，2002.

[4] 程义吉，杨晓阳，孙效功.黄河口清水沟流路原河道停水后海岸演变[J].人民黄河，2003，25（11）：29-31.

[5] 程义吉，杨晓阳，孙效功.黄河口清8汊河海域冲淤变化分析[J].人民黄河，2004，26（11）：17-18.

[6] 张治昊.黄河口尾闾河道萎缩过程与水沙条件的关系[J].水电能源科学，2010，28（12）：51-53.

[7] 张治昊，胡春宏.黄河口清水沟流路治理工程实践及建议[J].水电能源科学，2008，26（4）：125-128.

[8] 杨明，梁国亭，赖瑞勋，等.基于曲面内插技术的数字地形生成原理及应用[J].水利学报，2007，38（2）：221-225.

[9] 张治昊，戴清，李敬义，等.黄河口尾闾河道断面形态的萎缩调整规律研究[J].水道港口，2010，31（5）：340-346.

作者简介: 杨明(1972-) , 男, 山东临沂人, 博士, 高级工程师, 主要从事水力学及河流动力学研究。