第3章　废黄河三角洲的海岸动力特征

3.1　旋转潮波影响下的潮汐特征与沿岸地貌格局

图3.1　东中国海M2分潮潮汐分布(据林珲等,1999)

3.1.1　南黄海无潮点与研究区潮汐特征

黄海是由朝鲜半岛西岸、山东半岛南岸和江苏海岸包围而成的大型半封闭式海湾海域。东海前进潮波进入黄海后,西侧部分受到山东半岛南岸的反射,与地转偏向力共同作用下形成南黄海旋转潮波。旋转潮波在废黄河口外形成无潮点带,并在江苏弶港外海域与后续前进潮波辐聚形成潮差最大区(图3.1)。苏北淤泥质海岸受上述东海前进潮波和南黄海旋转潮波两大潮波系统的共同影响,潮汐和潮流特征及其对海岸地貌的塑造与两大潮波系统的辐合和无潮点的位置有着密切的联系。

3.1.2　无潮点影响下的沿岸潮差和陆地高程分布

在上述背景下,苏北海岸的平均潮差在靠近无潮点的废黄河三角洲附近仅为不到2m,向北逐渐增大到海州湾附近的3.5m,向南到弶港附近达到最大(大于4m),再向南减小到长江口附近的约2.5m。平均潮位和平均海平面在整个海区变化不大,平均高潮位以及实测最大高潮位的沿岸分布与上述潮差分布格局一致(图3.2)。同时,由于滨海平原的成陆是海陆相互作用下泥沙堆积的结果,海洋动力在滨海平原地貌塑造过程中起着关键性作用。在淤长型海岸,当海滩淤高到基本不再接受海水带来的泥沙沉积(达到最终淤积平面)时即成为陆地,这一高程接近当地最大高潮位或大潮平均高潮位。因此苏北淤泥质海岸沿岸高程分布同样表现出与潮差和高潮位沿岸变化一致的特点(图3.2),即靠近无潮点的废黄河口附近最低,向南向北均逐渐升高。这种潮汐特征和沿岸地形格局与现代黄河口附近非常类似(王艳红,2009)。

图3.2　江苏海岸潮差、平均高潮位与地面高程的沿岸分布(据任美锷等,1986)

潮流的大小同样受到潮波传播特征的影响。当一个前进潮波自外海传入海湾时,由于湾顶岸壁的反射产生反射波,两波叠加形成驻波构成了狭长半封闭海湾的潮波(图3.3)。由前进波的性质可知,波峰处的水质点运动方向与波向相同,波谷处的水质点运动方向与波向相反,节点上的水质点水平速度为零,依此可以推断出各时刻入射波和反射波各处的实际潮流。由图3.3可以看出,就空间而言,波腹处始终无潮流,波节处潮流最大。就时间而言,高、低潮时潮流处处为零,半潮面时流速最大,而此时就空间而言波节处的流速最大,向波腹点逐渐减小(陈宗镛,1980;冯士筰等,1999)。苏北海岸受到半封闭海湾驻波的影响,潮流特征在大范围内同样表现出靠近无潮点大于远离无潮点区域。但局部潮流特征由于受到水下地形影响表现出异常,如靠近波腹点的辐射沙洲区大型潮汐水道中涨落潮流最大流速常常大于北部无潮点附近。

图3.3　半封闭海湾的潮波传播和潮流特征

与黄河北归前相比,研究区海域总的潮汐格局没有发生根本性改变。因为控制该海域的南黄海旋转潮波是由东海前进潮波经早已稳定存在的山东半岛南侧基岩海岸的反射而形成的,无潮点位置也未有显著变化(闾国年等,2000;林珲等,1999;朱玉荣,2000)。然而,黄河北归前河口地区突出岸段的岸线在目前岸线以外逾20km,且岸外有广阔的水下三角洲浅水区。经过一个半世纪的调整改造,目前-15m等深线已内移至距岸约4km。岸线和水下地形的剧烈改变对潮波传播的局部影响不容忽视。虽然目前尚无实测资料对比和模拟研究证实这种变化的过程及其趋势。但可以推测废黄河三角洲海岸整体大范围后退对由北向南传播的旋转潮波阻碍作用有所减弱,从而使旋转潮波相对加强。两大潮波系统辐聚形成的辐射沙洲近期动态表现出主轴南移趋势(西洋主槽和东沙滩脊东移,潮波辐聚中心区的二分水滩脊线南偏,南翼烂沙洋水道、小庙洪水道向西逼进)(陆培东等,2004;王艳红等,2004)与废黄河三角洲侵蚀后退后北部旋转潮波加强可能有成因上的联系(陈可锋等,2010)。