摘要:東營港地處渤海灣，粉砂質海岸泥沙活躍，受波浪潮流影響易起易沉，易發生驟淤。根據近年來粉砂質海岸的港口工程實踐和流程數值模擬結果，東營港回淤的誘因及沿海水流運動對航道淤積起著重要的作用。在已建港口建筑物的基礎上進行防波堤的延長建設，能有效減小東營港港口回淤；在港口擴建平面布置上采取港口口門向外海適當推移，港口新建碼頭建在開闊的深水區域，并采用單堤加雙環抱堤和全架空棧橋模式，從而有效解決泥沙淤積問題。
　　關鍵詞：粉砂質海岸；航道淤積；港口平面布置
　　
　　東營港位于黃河三角洲的中心城市——東營市，是黃河的入海口，為國家一類開放口岸。2005年至今，東營港在原有基礎上，擴建了2個3萬噸級散雜貨碼頭和5萬噸級液體化工碼頭，當前正在進行一期擴建工程建設：2個3萬噸級散雜貨碼頭及7020米引橋。現在，黃河三角洲生態經濟開發與建設已上升為國家發展戰略，東營港的大規模擴建與整治已擺在議事日程，隨著港口建設的快速發展，根據東營港海岸特點布置港口水域成為港口建設亟待解決的問題。如何整治已建港口，采取有效地港口布置策略，減小粉砂質海岸港口淤積，對東營港的建設和發展有重要意義。
　　一、東營港海岸類型與特性
　　（一）對東營港粉砂質海岸的界定
　　1998年，我國頒布的《海港水文規范》中規定泥沙粒徑小于0.03mm的海岸定義為淤泥質海岸，大于0.12mm的海岸為沙質海岸，泥沙粒徑介于0.03mm~~0.12mm的海岸為粉砂質海岸[1]。結合泥沙中值粒徑d50,、泥沙粒徑分選系數和含沙量三個參數，根據1994年《東營港自然環境資料匯編》中提供的數據，東營港海岸泥沙粒徑在0.1mm左右，泥沙中值粒徑d50=0.040~0.049mm，含泥量為6.4%，分選系數0.16，東營港屬于細沙型粉砂質海岸[2]。
　　（二）東營港細沙型粉砂質海岸的成因
　　粉砂質海岸主要分布在大河入海口及平原海岸。東營港位于黃河入海口，特定的地理位置決定了東營港的海岸類型。東營港細沙型粉砂質海岸不是淤泥質海岸和沙質海岸的簡單過渡，而是河口泥沙沉積物在波浪、沿岸流和潮流長期綜合作用下的結果，其基本動力作用是“波浪掀沙，潮流輸沙”。東營港海岸泥沙主要由細顆粒構成，首先從岸坡角度看，海岸的i變幅很大，為1/3000~1/50；第二從泥沙運移的形態角度，東營港海岸泥沙既有懸移質淤積和推移質淤積兩種方式。從泥砂運動力學的角度看，東營港開敞的航道還存在表層層移質淤積、泥沙流滑淤積以及航道側面土體滑坡淤積[3]。
　　國家海洋局第一海洋研究所等單位經過大量的勘測、監測和研究工作，得出了黃河入海泥沙不能直接影響港區的結論，這也說明了東營港剛流入海水中泥沙主要為該區域海底泥沙在波浪和潮流等作用下啟動后形成的[4]。
　　（三）東營港細沙型粉砂質海岸的特性
　　1、水力特性
　　東營港海岸的水力特性有易啟動、易驟淤兩個方面。
　　（1）易啟動
　　東營港的水力特性與其周期流緊密相關。天津大學水利實驗室取粉砂質海岸進行的周期流作用下水力特性試驗，得出了粉砂質海岸泥沙運動特性：在周期流作用下，含沙量呈周期性變化。數據顯示，東營港表層泥沙移動的臨界水深為25.1m，泥沙完全移動的臨界水深僅為14.6m[5]，其粉砂質海岸泥沙在單獨潮流作用下就可以啟動[6]。
　　（2）易驟淤
　　通過密實實驗得到，東營港粉砂24h后容重達到1.72g/cm3,與天津港淤泥質類型半年后才能達到1.6g/cm3相比,東營港粉砂質海岸的泥沙易驟淤、固結快。
　　2、運動特性
　　東營港口海岸泥沙的運動特性取決于它的細沙型粉砂質海岸。東營港的泥沙運動，既有懸移質，又有推移質，還有底移質，其含沙量在垂涎防線上分布式上下不均勻性要比淤泥質海岸大很多。
　　二、東營港海岸回淤的成因與特點
　　（一）回淤成因分析：
　　大多數粉砂質海岸的海灘坡度都比較平坦，東營港的泥沙粒徑在0.1mm左右，暗灘坡度在1/1000~3/1000左右[7]。在平緩的粉砂質海岸建設港口需要避免近岸的風浪和潮流，目前很多港口選擇修建雙環抱堤的平面布置型式，或者是單引堤加雙環抱堤的布置型式。東營港目前兼顧南北兩堤的掩護條件，還是存有比較嚴重的泥沙淤積，究其原因，從淤積機理便可找到答案。淤積機理包括波浪作用和近岸環流作用兩個方面，因為東營港處于無潮區，該海域波浪主要有渤海的海風產生，其變化規律嚴格受海面上的風場變化規律控制，尤其是在風級較大且持續時間長的風暴過程中，波浪作用使水深較大的區域中，門口5m水深處就可以使大量泥沙懸揚，再加上沿堤水流作用的影響，掀起泥沙并在航道落淤而成。綜合分析看出東營港區的波浪作用是造成粉砂質海岸泥沙懸揚運動的主要因素。
　　（二）淤積特點：
　　東營港泥沙回淤的特點，一是小風浪小淤，大風浪大淤，暴風巨淤；二是港內和內航道淤積不嚴重，外航道淤積嚴重；三是淤積的年淤積量變化大，相對于淤泥質海岸年淤積量變化在500萬m3~700萬m3，東營港的粉砂質海岸年淤積量變化達淤泥質海岸的兩倍以上；四是回淤土密實快，難挖段長，給清淤航道造成比較大的困難。
　　三、東營港粉砂質海岸港口整治與平面規劃布置
　　（一）關于東營港粉砂質海岸已建港口的整治
　　為了進一步減小東營港港口回淤，在已建港口建筑物的基礎上進行防波堤的延長建設。根據已有研究成果，延長防波堤對于港口減淤起著決定性作用。防波堤延長雖然不能解決沿堤流問題，但是泥沙可以在沿堤流的過程中落淤，減少非掩護段航道的淤積，尤其是在根據實測的沿岸流特性和泥沙運動特性的基礎上，選擇合適高程的防波堤可達到較為理想的防淤效果[8]。
　　（二）擴建港口的平面模式布置
　　根據對東營港細沙型粉砂質海岸港口的回淤機理分析，進行港口平面模式布置應從以下幾個方面入手：
　　1、港口口門向外海適當推移。港口的口門選在一般波浪條件不能產生大量泥沙懸揚的深水處，鑒于東營港的泥沙啟動臨界水深，可以把口門從臨界水深14.6m往外海適當推移[9]，把港口口門布置在一般波浪不能掀起泥沙的水深位置。
　　2、港口新建碼頭要建在開闊的深水區域。港口平面布置要避免出現沿岸流攜帶大量泥沙向外航道輸送，因此將碼頭建在開闊的深水區域，盡量避免過多的航道開挖，從而避免航道回淤。因為東營港的坡度緩，建在開闊的深水處是非常有必要的，盡管前期的建設投資較大，但后續的維護便利，港口的綜合效益大；否則，會導致碼頭的掩護性差，港口利用率低，綜合效益差。
　　3、選擇單引堤外加雙環抱堤的布置型式[10]。從中國最大的兩個人工港——天津新港和河北黃驊港的建設經驗來看，采用單引堤外加雙環抱堤的布置型式，可解決細顆粒泥沙運移與減輕港口、航道回淤量等工程泥沙問題，從而避免沿岸地區因為沿堤流輸送泥沙造成外航道淤積。
　　4、采用透空式棧橋。因為粉砂質海岸坡度緩，防護大風浪的能力比較差，因此容易引起航道的泥沙淤積，透空式棧橋的布置模式，可以有效避免一般風浪造成的航道淤積。
　　四、結語
　　東營港經過近年的擴建已經初具規模，目前根據粉砂質海岸的港口特點，合理解決泥沙淤積問題是下一步大規模開發建設所需要解決的首要問題。結合東營港區的自然條件，需要對防波堤的修建和擴建做更深入的研究以解決沿堤環流攜帶泥沙的淤積問題。為了滿足和維護港區目前的設計水深及避免回淤，可以通過進一步實驗選擇更加合適的水深處作為碼頭前沿。在港口擴建的過程中要采用新型結構模式，尤其是單堤加雙環抱堤和全架空棧橋模式。
　　
　　參考文獻:
　　[1]曹祖德1,孔令雙2,3,李炎保2粉沙質海岸的工程泥沙問題[J]1水道港口，2004
　　[2]東營市人民政府,勝利石油管理局,山東省重點工程辦公室.東營港自然環境資料匯編[C],1994.4.
　　[3]錢寧,萬兆惠.泥砂運動力學[M].北京:科學出版社,1983
　　[4]張華昌,饒永紅1東營港防波堤平面設計及整體模型試驗[J]1海岸工程,1999
　　[5]交通部天津水科所,天津港研所1東營港流場泥砂波浪數學模型試驗報告[R]120031
　　[6]曹祖德,孔令雙,焦桂英1周期往復流的泥沙運動[R]1交通部天津水運工程科學研究所,2003
　　[7]楊華,麥苗1粉沙質海岸建港的新模式[J]1水道港口,2004,25(1):72101
　　[8]王成環1京唐港附近海域粉砂質泥沙運動規律與整治措施[J]1港工技術,2000,(1):52101
　　[9]張慶河1,張金鳳1,楊華2,李世森1粉沙質海岸港口布置模式探討[J]1中國港灣建設，2005
　　[10]惲才興1渤海灣典型岸段近岸過程研究[J]1中國工程科學,2001,3(3):432511