振兴海门港的新思路
发布时间:2008-01-20 00:00:00 来源: 阅读次数:8539
(牟重行 贾德维 金丕信 茅素芬 叶良泽)
[内容提要]海门港是历史悠久的浙中良港,60年代以来因上游兴建大量水库堰坝,港门淤积趋渐严重。此文从地球物角度出发,阐述了一新颖观点,通过在台州湾北侧抛筑拦海大坝,以此减轻泥淤泥,改善航道水深,给台州航海业参与国际竞争创造良好的硬件环境。
关键词:新思路 拦海大坝 台州航海
海门港是浙江省第三大港,历史上航海业发达,为中外海上交通主窗口之一。在西汉始元二年(公元前85年)至唐武德四年(621年)的700余年间,今椒北港区的章安镇港埠繁华,一度形成浙中南沿海经济、文化中心。公元230年,吴大帝孙权组织一支万人船队,即由海门港启航而远达夷洲(今台湾岛),这是我国航海史上有文献记载的大陆与台湾的第一次大规模交往。宋元时期,海门港与东南亚诸国的民间海上贸易同样十分活跃。但进入明初至清代初叶的近300年间,因封建王朝数次推行严厉海禁,台州航海遂沉寂萧条。清代中叶海门港再次复兴,至民国初年便有"小上海"之称。改革开放20年来,海门港以其特殊地位,为台州沿海经济发挥巨了作用。面临21世纪海洋经济的兴起和全球经济一体化趋势,今后无可置疑的是:台州城市经济的发展将越来越依生于港航事业。鉴此,台州市委、市政府审时度势,制订"依托港口,科教兴市"方略,这是十分明智的决择。
担接下来的问题是:数十年来椒江上游水源被大量拦截,港口淤泥日甚,港航功能受到严重制约。如何治理海门港,发展台州航海事业?在今日已上升为如何实现台州港口大城市战略目标的焦点问题之一。本文作者经多年考察分析和数据比对,认为唯有抛筑拦海大坝,才能使海门港走出淤泥困境,并籍此营造一个新的台州大港,跻身于国际海运市场。
1、海门港淤积和治淤概况
海门港的淤积是由海洋水文、陆地水文和台州湾地形三大因子决定。60年代以来,陆地水文条件发生了急剧变化,因水利建设需要,椒江流域兴建大量蓄水工程,陆地自然径流萎缩,水动力条件和河口地貌关系失衡,使河口段和台州浅滩泥沙淤积加快,形成海门港治理难题。有关椒江自然径流减少的趋势,可从以下数据加以说明。
椒江流域总面积6613平方公里,是浙江省第三大河,自三江口分永宁江、灵江南北二流。永宁江原为宽阔江流,海门30t级客货轮可直达黄岩区北洋镇西侧的潮济,航线全程约60km。1962年建成长潭水库后,河床迅速为淤泥充填,行洪能力基本丧失。1994年建成永宁大闸,彻底拦截永宁江流域889.8km2,就此截去椒江流域总面积的13.4%。永宁江治理工程的初衷是"上蓄、中疏、下控、利航",至此,可以说基本目的都已实现,但留给海门港和椒江航道?quot;利航"却是最棘手的问题。
在灵江流域,拦截水源的情况同样十分惊人。先后建成大型水库2座,中型水库4座,合计集雨面积804 km2,占椒江流域总面积的12.2%。另外,临海、天台、仙居三县(市)的小水利工程有如牛毛,其中小型水库和山塘22279座,仅36座小(一)型水库的集雨面积就有535 km2,占椒江流域总面积的8.1%。1999年又动工兴建集雨面积为257 km2的仙居县下岸水库,今后仍然不断有新工程上马。
以上水处工程共计截去椒江流域面积的37.6%,这仅仅是不完全的统计数据。考虑到流域内降水地理差异因素,如上游括苍山年降水量比下游平原地区(洪家)平均多600mm,测汇入椒江的自然径流,估计约有50%被各类水库塘坝截留,它对椒江河口段河床和台州浅滩的地貌效应,就是加速淤积。这种效应的惊人速率,仍可以用永宁江的例子加以说明:由于长潭水库(流域面积441.3 km2)截去永宁江流域面积50%,仅10余年间河床断面就普遍缩水60~80%。
为对付海门港淤积日甚的严峻局面,港务部门曾采用延伸码头栈桥、开辟外沙港区、疏浚清淤等办法加以整治改造。70年代初,港区驳岸曾向外推移45m,现码头清淤每年约投入费用120万元,前沿水深仍然水足。1987年开始在椒江河口段抛筑长顺坝,利用流体狭管效应冲刷河床淤泥,在流域自然径流大量减少的情况下,长顺坝终究难以改善港口水流的总动力量,今后怎样,尚难预料。
台州湾属淤泥性海岸,椒江口外的淤积状况与口内同样令人堪忧。横亘于牛头颈外的"拦门沙",出海航道最浅处水深仅1.2m(指海图水深,实测水深大于此值)。目前3000t级以上货船只能候潮进出,浅吃水万吨轮(满载吃水7.2m)常年靠驳载进港。如1986年港口货物吞吐量350万吨,船舶减载花费达160万元。加上海运市场竞争激烈,长此以往,海门港还有可持续发展的前景吗?
2、抛筑拦海大坝的论据
椒江上游水资源过度开发已成不可遏止趋势,拯救海门港,实施有效的口外整治方案迫在眉睫,根据对海岸地貌、海洋水文和气象要素综合分析,认为:在台州湾北侧抛筑一条拦海大坝,使东向喇叭型海湾变为东南向海湾,以此阻断和减轻沿岸南下的海域输沙,同时利用潮汐和东南洋流等海洋动力的自然淘刷作用,使海门港航环境逐渐得以根本改善。大坝工程设想以临海市白沙山为起点,连接头门、田岙、东矶诸岛;其中,白沙山――头门岛7.5 km2,头门岛――田岙岛4.5 km2,田岙岛――东矶岛4.5 km2。论据如下:
(1) 阻挡海域输沙
台州湾海水含沙量向来很高,宋代即有"潮水一石,其泥数斗"之说,究其原因,绝大部分泥沙来源于海域输沙,由长江、钱塘江泥沙沿岸扩散南移所致(南界约至浙南、闽北沿海),并非椒江流域自身的水土流失,这个概念首先需要澄清。但"拦门沙"的主要物质来源却确由流域输沙沉积所致,从其沉积物大多为中径或中细径的细沙、粉沙可以推断,原因为椒江径流一出牛头颈,流速骤减,臻悬沙沉淤口外。
据测定,台州湾在金清――青塘咀、海门港――10m等深线之间820 km2的浅海域中,40年间(1931~1970年)泥沙淤积量达10亿吨,年平均淤泥2500万吨。这些巨量泥沙由海域输沙、大陆架掀沙、陆地径流输沙区同聚积而成。其中:经椒江输入台州湾的泥沙总量,按侵蚀模数189.3t/ km2×6613 km2,若考虑水利设施对泥沙的拦截作用,实际输沙量小于此值),仅约占台州湾淤积总量5%。可见,台州沿海淤积物90%以上来源于海域输沙或大陆架掀沙,前者为长江、钱塘江等大江河入海悬沙输移所致,后者为潮汐和风暴掀动大陆架沉积泥沙向岸再输移造成。尤其在冬半年,盛行北风吹送沿岸流自行而南,携带大量悬沙沉积于沿海,台州浅滩淤积速率冬季大于夏季,即说明泥沙主要来源于北沙南移的问题。
当台州湾北侧建成拦海大坝后,大部分海沙输移通道被阻断,湾部的严重淤积状况将就此得到根本改善。在这个基础上,辅以机械疏浚,包括整个河口段--海门港门的淤积亦将逆转,这应是治本意义上的治淤方案。
另外,从海水含沙量变化情况来看,台州沿海高含沙量的浊水和外海低含沙量的清水,两者有一个界面,大致距海岸线15km。海水含沙量呈科高夏低态势,在东矶岛、一江山岛、大陈岛一带海域(相当于10m等深线海域),可以直观体验到这种季节性变化,夏季海水湛蓝,冬季略显黄色。以夏季值而论,椒江口至大陈含沙量为:牛头颈5.39kg/m2,2m等级线附近0.16 kg/m2,5m等深线附近0.07 kg/m2,大陈岛附近海域0.04 kg/m2。拦海大坝最终设想抛筑至东矶岛,即考虑到沿海含沙量的水平分布差异,使坝体既有效阻挡南下沿岸流携带的泥沙直接在台州湾沉积,同时引导悬沙往外海分流扩散。
(2)利用海洋动力淘刷淤沙
拦海大坝除有效改变台州海域悬沙输移格局外,更主要在湾部营造一个有利北向暖流在北半球的西向偏转力及潮汐等巨大海洋动力为冲刷性海湾,具有事半功倍之效。简述效应如下:
潮汐 海门港为非正规半日潮,强潮流以东南、西北流为主。在拦海大坝阻挡下,台州湾涨潮流受大坝约束,潮流沿坝向西冲刷进港航道,因流速增加而淘刷作用增强。当落潮时,三门湾流沙随潮下泄台州湾被挡,港内落潮流顺坝东出,使往复流淘刷出稳定的深槽潮沟。这样,台州湾有望从自然淤浅向自然淘深渐变。月球引潮力为恒定之力,潮流受地形约束则流速增加,舟山群岛之所以能形成许多深槽航道,其原因即系于此。
台湾暖流 台湾暖流的刷淤效应主要迭加在潮汐作用上,它是一股高盐度、水体清澈的外海水,为著名黑潮之分支,每年梅雨季节在盛行偏南风导引下,主流抵达东海。秋冬季盛行北风时,南澈至低纬赤道海域。据测定,大陈海域海水含沙量夏季0.02~0.06kg/m3、冬季0.20~0.30 kg/m3,两者相差5~10倍。不难理解,夏台州湾沿岸至近海,受台湾暖流影响,海水含量呈高梯度态势,台州浅滩涂面因而存在冬淤夏刷现象。重要的是,台州湾北侧一旦建成拦海大坝,除冬季淤积量减少外,夏季在引潮力启动下,暖流水体更多更容易地锲入台州湾,掀动底少,无疑使刷淤效果大为增强。
台风 台风(热带风暴)对港口地貌的侵蚀和堆积作用均十分强烈。侵蚀作用主要为台风暴雨对地表的冲刷,台风浪对海岸和浅滩的淘啮等;堆积作用亦包括洪水下泄泥沙在河口流速减缓处沉积,以及风暴掀动大陆架底沙向岸输移等两部分。评价台风的影响是很复杂的,因每次台风路径、风、海况和雨量的差异,都可造成不同泥沙输移格局。
历年进入北纬27~32°,东经115~126°海域的台风,可视为台州海域有影响台风,年平均3.4个,最多年份达7个。从海水交换角度来说,台风影响时,大量外海清水涌入台州湾,湾部浊水流向外海,这对台州浅滩具有减轻淤积作用。但台风是一个旋转风暴,又存在泥少的向岸性输移问题,尤其当出现北或东北向风(涌)浪时,容易在台州湾造成沉积,而南或东南向风(涌)浪则有利湾部淘刷,这是由浙江沿海悬沙分布和台州湾地貌形态这两大特点所决定的。但当台州湾北侧形成拦海大坝后,情况就大不一样了,坝体的主要作用:1、阻挡风暴向岸性泥沙输移。因为侵袭台州湾的台风,恰以东北风暴为猛烈,往往有大量浅海掀沙随风(涌)浪进入湾部。2、减轻台州暴潮对河口的顶托作用,使上游下泄的洪水对港区动力刷淤效果增强,而且有利"拦门沙"外移。
(2) 地貌学的证据
地貌对比调查可以提供十分直观而有力的证据,从卫星地貌照片和海图上判断,沉积地貌在杭州湾以南海岸的特点有:凡东南向海湾均为不易淤积港湾,这是由于港湾北侧的地霰屏障能有效减少海域输沙在湾部沉积,又有利潮汐、暖流、风暴等海洋动力的淘刷作用,其机制已在上节作了叙述。而台州湾为东向喇叭型海湾,故湾部极易形成泥沙沉积。今温黄平原大部分土地就是近500年不断淤积的结果,其淤积速率椒南海涂大于椒北海涂,又进一步说明泥沙的海域输移问题。因此,要从根据上改善海门港的航道条件,需要在台州湾北侧伸出一条手臂--拦海大坝,将开口型海湾改造为半遮型东南南海湾才行。
但改造后的台州湾,能否真正取得预期效果呢?我们不妨把台州湾南北两翼的港湾地貌作严似比较。位于北侧的三门湾为东南海向海湾,湾内的猫头水道和满山水道皆为潮流槽,海图深均达7~10m,纵深处孕育有优良的健跳港。乐靖湾位于台州湾南侧,系南向海湾,东以玉环大岛为屏障,湾内潮槽水深约10~20m,大麦屿港即座落于该湾中部。注意到注入以上二湾的河川径流量均远不及椒江,但台州湾却淤积严重,原因就是海湾形态的巨大差异。因此,论证台州湾拦海大坝的可行性,以上地貌学的现成证据应该是相当充足的。
3、讨论
抛筑拦海大坝对海门港进行彻底整治,是一种切实可行的方
案,舍此而别无良策。随着港区负荷日渐加重,以及航海业在台州城市化建设中的特殊地位,确保前期口内整治成果等等,实施该工程已显得十分迫切。但需要进一步展开讨论的问题:
(1)关于新的台州大港
台州市以港口为基业,拦海大坝贯连东矶列岛,实际上应视为海门港的拓展外移,同时亦形成新的台州大港构架。按港航功能,大港可分为3个组成部分:1、内港内,指以海门港为主的整个椒江河口段,辅以长顺坝和航道疏浚,使浅吃水万吨轮能候潮进港。2、外港内,为拦海大坝连接的海岛诸港,利用深水岸线建造码头泊位,使3~5万吨级货轮直泊码头。3、卫星港,包括健跳、大麦屿、大陈诸港。台州大湾的内外港区沟通,需要通过拦海大坝上的高速公路和椒江大桥,实现货物快速流通;加上规划中的铁路运输,台州海运事业的发展将就此转折,同时对浙中沿海经济建设产生深远影响,这是毫无疑问的。
(2)关于拦海大坝工程
利用拦海大坝改造淤积性海湾,估计在国内尚无先例,或许仅仅为取得共识而付出的努力,其艰辛并不亚于工程本身。从投资的可能性分析,拦海大坝工程拟分期实施,第一期工程完成7.5km坝体填筑,自由沙山起点,连接大竹山岛,至头门岛西侧的上截山嘴。因该段海域图水深0~2m,施工容易,且投资少、风效快。该期工程完成后,口外的航道水深将随之逐渐改善;同时,头门岛东侧水深5~8m岸段可立即投入开发利用,建设中转码头,将明显提高海运效益,自此免除港外驳载之劳。其余大坝工程因考虑到头门岛外侧海洋地貌相对复杂,当视模型试验结果再进一步修订坝体走向的问题,以使潮槽更好地与航道相对应,更有利于湾部淤积的动力冲刷。
(3)关于投资效益问题
前面提到,既然三门键跳港和玉环大麦屿港现有航道水深条件皆优于海门港,那为什么要耗费巨资兴建拦海大坝呢?直接投资建设以上二港岂不更能发挥效益?这个问题仍需要用经济地理学观点加以综合分析,显然,并不是凡具适当水深的河口、海湾都可投资开发大港,否则比比皆是。因为世界上多数繁荣的港口,皆有良好腹地和外展面为经济地理依托,具备经济的自然集聚和自然辐射能力。本文极力主张台州湾改造工程,并非因为椒江是地级市中心城区,而是海门港所依托的经济地理基础,无论是历史或现状,温黄平原经济在浙中沿海占有绝对比重即为最好之证明。据本文作者之一多年从事海运的体验,倘若海门港航道水深仅仅增加50cm,即能增加显著的海运净效益,这种近似"寸水寸金"的现状,谨此说明在市场经济条件下,台州沿海其他港口的投资效益均不可能与海门港相比。同时,改造后的台州内、外二港,将对整个台州海洋经济开发带来深层次的影响,此更非其他港口基础投资所能启动的巨大效益。
综上所述,海门港和台州湾的自然淤积由特殊地貌形态决定,但近数十年受人类活动的强烈影响,淤积速率剧增,严重制约台州航海业发展。本文阐述的海门港整治方案,认为在台州市湾北侧抛筑拦海大坝是唯一可行的主体方案,经此彻底整治构成一个新的台州大港,将促进台州航海业进入历史性转折。