1　前　言

　　廣西北海港，是北部灣北岸的唯一外貿港口。隨着國民經濟的迅速發展和對外貿易的不斷擴大，北海港將會有較大的發展。據“五五”規劃，選定北海市西南匙羹嶺至冠頭角之間的海岸地段，作爲擴建新港的港址。

　　爲了進一步摸清港區泥沙運動的規律，以爲港口規劃和碼頭設計提供依據和資料，中山大學地理係承擔任務，於1974年4月底至9月初，到港區進行了勘測研究，在港務局的大力支持和協助下，順利地進行了各項外業與室内實驗室分析工作，這些工作主要是：

　　1）在擴建港區的淺灘與深槽，布設縱、横斷面，對大、小潮汛進行了4船12次水文同步測驗。在大潮汛漲潮中水位前後，進行了擴建港區淺灘的大面積水文點測。觀測項目有流速、流向、含沙量與含鹽度等。此外。還測量了漲、落潮表面流流路。

　　2）於擴建港區的淺灘、深槽、北部淺灘，以及南流江下游河床等地采集了海（河）底沉積物樣品共99個。其中對96個樣品進行了粒度分析，56個樣品作了重礦物鑒定。

　　3）搜集了北部灣北部海洋水文、海底地形、海底沉積以及鄰近本港的大風江河口的水文、泥沙等有關資料，與本次調查研究的資料進行了對比分析。

　　通過以上資料的整理、分析和研究，基本弄清了北海港水流運動的特點，明確了泥沙活動的規律。最後撰寫了本研究報告，並編繪了有關圖件。

　　應當指出，1964~1965年間，北海港務局勘測組、交通部水運規劃設計院、第一水運工程設計勘察隊與南京大學地理係等單位，曾對北海地區的水文、泥沙和波浪等情况，做過許多工作。以往的工作，大多側重在地角以東的範圍（重點在内港）。這次調查，重點仍是泥沙問題，地區則主要着眼在地角以西的擴建港區。爲了有利於從根本上認識本港的地形條件和泥沙運動趨勢，還適當地擴大了視野，分析和討論了最近地質時期北海一帶（包括廉州灣）海岸與海灘的形成演變過程。

　　2　北海地區海岸演變與泥沙動態

　　2.1 北海港泥沙分佈概况

　　北海海岸的基本情况是：①有一條冲刷深槽，水深6~9m，自東北向西南伸延。②冲刷槽以北，是一大片砂質淺灘。③冲刷槽以南，有高起的基岩海岸。以地角爲界，地角以東，是由新生代湛江係（Q1）和北海組（Q2）的砂礫、粘土層組成的臺地海岸；地角西南，爲由前泥盆紀變質岩係（石英砂岩、頁岩、千枚岩等）組成的冠頭嶺、石浦山、匙羹嶺等山丘，其間亦有由湛江係、北海組地層組成的臺地海岸（如冠頭北至匙羹嶺之間）。上述臺地海岸與丘陵海岸，都曾遭受或至今仍受着波浪的冲蝕，形成了陡崖。陡崖前，或發育着長條狀沙壩——如北海外沙、高德外沙；或發育着水下沙壩（屬潮間淺灘）與淺灘——如擴建港區。

　　在此海岸發育的影響下，北海港區的泥沙狀况，亦有相應的分佈規律和特點：

　　
1）冲刷深槽主要沉積着粉砂質粘土（Md小於0.01mm）。

　　2）冲刷深槽以北的大淺灘，主要爲細砂（Md爲0.10~0.25mm）或中砂質細砂（Md略大於0.25mm）。

　　3）冲刷槽以南的地角及其以東的沿岸沙壩（外沙），爲中、粗砂；地角西南的擴建港區的水下沙壩和淺灘，主要爲細砂。但水深2~3 m左右的淺灘邊緣，有一中砂沉積帶。

　　4）北海港深槽以西的淺海海底，主要是砂和泥的混合堆積，即由粘土質砂和砂質粘土組成。唯冠頭嶺東南94號樣點附近的海底，有一片中砂質細砂。

　　泥沙成分的不同，或反映了動力條件的差异，或反映了泥沙來源的區别。泥沙問題研究的任務，就是要弄清各種泥沙的來龍去脈，分析它們形成、搬運和堆積的條件；區分它們是屬於歷史産物，還是當今發生着的過程；調查它們是在繼續發生和增長，還是另有其他變化……。凡此，都是一個海岸動力與地形演變問題。因此，要正確認識本港泥沙問題，不能不首先對本區海岸演變有所瞭解。

　　2.2北海地區海岸的歷史演變與泥沙動態

　　現代海岸地貌學研究認爲，當今的海岸，主要是冰後期海侵後由於各種海岸動力（波浪、潮流、河流等）作用於海岸帶而形成的。根據我們這次的調查，以及過去本區的研究成果和其他有關資料的分析，可將本區海岸的形成與演變，分爲如下的階段和過程：  

　　2.2.1海岸强烈侵蝕和後退時期

　　冰後期或全新世海侵前，海面比今低40~60m或更多一些，這意味着今北部灣除中心海盆的部分地區外，其他均曾是陸地。其後的大規模海侵，使海面上昇，海水内侵，淹没平原和河谷。此時，北部灣即淪爲海域。在此過程中，海岸遭受了强烈的侵蝕破壞和後退。

　　圖3看出，北部灣東北部有一水深在15~20m以内的傾斜和緩、面積廣大的由中、粗砂組成的砂質海底平原，其上有明顯的下沉河谷。此砂質平原西北端始自大風江河口西側，東南則止於雷州半島的企水、烏石一帶。這一分佈情况，恰與岸上部分的由新生代湛江係、北海組砂礫、粘土層組成的陸地平原範圍相銜接，説明這個砂質平原的基礎，當係原湛江係、北海組砂礫平原的組成部分，海底廣大的中、粗砂的分佈與海岸後退的侵蝕物質殘留在海底有密切關係。

　　海侵至五六千年前，海面便接近今海面水平，並逐漸穩定，海岸後退的最後位置亦逐漸固定下來，近於現海岸位置。因大風江河口至高德、北海間的湛江係、北海組地層較鬆散，易侵蝕，海岸後退快；而冠頭嶺爲較堅硬的變質岩山丘，故海岸後退緩慢。由於這一差异的存在，形成了現廉州灣的海灣形勢。這就是説，現代海岸的基本輪廓，主要是五六千年前的時候確定和形成的。

　　2.2.2海岸的基本穩定與近岸淺灘、沿岸沙壩海灘的發育時期

　　冰後期海侵後，在海面基本穩定的條件下，海岸的塑造過程有如下突出的兩點：

　　1）波（浪）場範圍内，原海侵時海岸破壞後退産生的物質（砂子等），在波浪作用下，發生再侵蝕、再搬運和再堆積的分選過程。圖4中的北部灣北部和東部近岸的大片砂質淺灘的形成，即屬此類型。

　　2）海灣和部分海水較深的海岸地段，最初只緩慢沉積細小的淤泥粘土物質；但在海面基本穩定的條件下，波浪恒定地冲蝕海岸，繼續使海岸後退，其破壞産生的物質（砂、礫等），在波浪與水流作用下，於沿岸逐漸堆積成沙壩（沙嘴）和海灘。北海外沙、高德外沙以及擴建港區的水下沙壩（或稱沙嘴）與海灘即由此形成。

　　2.2.3近代河流堆積作用與部分沿岸沙壩破壞時期

　　海侵時，河流下游沉溺，河口位置不斷向陸地退縮，河口的堆積作用，亦主要是逆向上遊方向的“溯源堆積”。海面穩定後，經過一段時期的過渡轉變，河口堆積作用才逐漸往下游向海的方向發展。南流江是流入北部灣北部的一條重要河流。目前，南流江三角洲已向廉州灣凸伸發展，其前端已越過原海岸沙壩海灘（如西場一帶，圖5）向前推進，説明現代河口的堆積作用（三角洲）已逐漸取代海岸沙壩海灘的發育而變得較爲重要了。

　　現代海岸塑造過程的另一個重要的現象是：由於海面長期穩定和沿岸堆積作用的發展，波浪作用於海岸的强度减弱，海岸侵蝕過程進一步减緩。基岩海岸後退作用的停止或减緩，引起沿岸沙壩海灘的供沙不足或中斷（因爲沿岸沙壩海灘的發育是靠波浪侵蝕基岩海岸供應泥沙的），從而導致沙壩海灘的不再發育或冲刷後退。目前正在發生着的北海外沙的後退現象，是屬於後者；擴建港區的水下沙壩（或沙嘴）的不再增長發育，則屬於前一種情况。

　　綜上所述，北海海岸的歷史演變可概括爲：①冰後期海侵奠定了現在海岸的基本輪廓；②海侵後，波浪、潮流、河流等動力作用於海岸帶，海岸堆積作用旺盛；③近代基岩海岸的侵蝕後退作用普遍趨於减弱或停止，引起沿岸泥沙供應的不足，同時大河河流的影響則日益明顯。

　　對海岸演變與泥沙活動、變化規律的這種認識，將有助於下面進一步對本港泥沙問題的分析。

　　3　北海港泥沙成因分析

　　北海擴建港址選擇在匙羹嶺至冠頭嶺之間的海岸地段，港口的進一步發展，對深槽以北大淺灘和擴建港區淺灘的泥沙動向.以及深槽航道的變化問題感到關切。下面，具體分析這三個地區的泥沙情况： 

　　3.1關於深槽北面大淺灘的成因  

　　深槽以北的大淺灘（水深小於3m），向西延伸直至大風江河口以西的大面墩岬角附近。它東西長30km，南北寬10~12km。面積之大，範圍之廣，十分引人注目。所謂北海港“泥沙多”之論大概就是來源於對這個淺灘的印象吧。

　　以往，一概將這個淺灘視爲“南流江河口淺灘”或南流江“水下三角洲淺灘”。依此認識，則淺灘泥沙來源於南流江，因而使人擔憂南流江來沙對港口的影響。

　　可是，實際情况却並非如此。據此次調查。我們認爲：北海港深槽以北的大淺灘，其主要部分不屬於南流江三角洲前緣的淺灘。其泥沙主要不是現代南流江帶來的。理由如下：

　　1）南流江（常樂站）年逕流量52.7億m3，年輸沙量（懸移質泥沙）125.1萬t。現三角洲範圍僅172km2。可是，深槽以北的大淺灘（不包括大風江河口部分）面積即達210 km2。“三角洲前緣淺灘”反較三角洲面積爲大，這不是一種正常狀態。

　　2）河口泥沙一般是粗顆粒的泥沙在河口口門附近沉積。輸出口外的泥沙應是粉砂、淤泥和膠體物質。但現在發育於廉州灣内的大淺灘，沉積物主要是細砂與中砂等粗顆粒泥沙。這一情况，也與河口來沙特點不相適應。

　　3）這種大面積的近岸砂質淺灘.並非南流江河口外獨有。它在北部灣東北部沿岸廣泛存在。而且許多地區的河流影響微弱，或根本與河流的作用没有關係。如白虎頭一帶。

　　瀕臨廉州灣的大風江河口上游來水量少，年逕流量只有5.2億m3 （只及南流江的1/10）。輸沙甚微，但河口口外.同樣發育着規模巨大（140 km2）的淺灘（攔門沙）。

　　其組成物質爲細砂、粗砂與礫石。過去.對此淺灘泥沙的成因有着争議。後經研究認爲：這片淺灘，是現代波浪（主要是西南大浪）作用改造冰後期海侵時破壞的湛江係、北海組海岸物質而形成的。淺灘長期處於相對穩定狀態之中（見交通部第四航務.工程局設計勘察組,1968.《廣西大風江河口勘察報告》。）。

　　本港深槽北面大淺灘的泥沙分選極好，分選係數在1.10~1.50。據重礦物分析得知：此淺灘的泥沙中重礦物成分，以具大量的褐黑色滚圓狀物爲鮮明特徵。因而與南流江河床泥沙及擴建港區泥沙的重礦物成分不同。如1 2、1 3、24、26、34號樣點，褐黑色滚圓狀物的含量均在66％~76％；36、43、46、56號樣點含量達40％~65%。這些褐黑色滚圓狀物是由石英、雲母以及其他類型礦物表面粘附一層鐵質或含鐵的泥質薄膜而成（雲母表面氧化呈紅褐色），並滚圓呈球狀或扁平狀。這都是淺灘泥沙長期遭受波浪攪動分選和氧化作用的證明。因此我們認爲：本港深槽以北的大淺灘。與大風江河口淺灘當屬於同一個成因類型。即淺灘的泥沙來源是冰後期海侵時海岸後退破壞産生的物質；淺灘的發育.則是海侵後這些物質（沙子）長期受波浪作用進行再分選的改造和塑造的結果。現在，淺灘不再有相同性質的新的泥沙來源補充。真正的南流江三角洲前緣淺灘與本港還相距甚遠。故大淺灘不會對本港淤積問題搆成威脅和重大影響。

　　3.2 擴建港區淺灘泥沙的來源

　　據地質鑽探資料（圖8，剖面CC’、DD’、EE’），北海港冠頭角至匙羹嶺擴建港區的近代沉積物（I）（鑽孔中現代沉積物以下的砂礫、粘土層（Ⅱ），爲海侵前基底物質，由湛江係地層及其冲刷形成的堆積物（屬河流相）組成。），厚達10~15 m，由兩種沉積物組成：下部爲淤泥狀粘土或砂質淤泥，是水流帶來的細顆粒泥沙，屬海灣相沉積；上部爲中砂、礫砂等砂質沉積物，屬海灘相沉積。它們主要是在海岸演變的第二階段形成的。

　　以砂質沉積物爲主的海灘相泥沙，是由波浪冲蝕冠頭角至地角之間的海岸物質供給的。這些物質包括由：①冠頭嶺、石浦山、匙羹嶺等變質岩係丘陵海岸受破壞提供的泥沙；②冠頭北至匙羹嶺間由湛江係、北海組地層組成的海岸後退産生的泥沙；③地角西南的沙壩海岸遭破壞産生的泥沙所組成。證據是： 

　　1）冠頭嶺、石浦山、匙羹嶺等變質岩丘陵海岸受波浪冲蝕形成規模較大的陡崖（海蝕崖），陡崖下發育的岩灘寬10~60 m不等，因此産生大量的碎石塊、礫石、砂與岩屑等粗粒物質。

　　2）石浦山—匙羹嶺間的湛江係、北海組臺地亦遭受波浪的冲蝕而後退。剖面FF’看出，原冠頭角以西，亦有湛江係、北海組地層分佈，但現在地表已不存在。這些原湛江係、北海組物質，被冲蝕破壞後也參加了向淺灘的運動。

　　3）擴建港區淺灘泥沙的重礦物以大量出現電氣石、磁鐵礦爲特徵。這些重礦物産於變質岩係中，且礦物磨圓較差，稜角鮮明，表明離開源地不遠。這些都充分證明，本海灘的沙質沉積物，是由本段基岩海岸受侵蝕後退爲其提供泥沙來源的。另從海灘上岩屑的分佈狀况也反映了這一點。

　　4）地角沙壩的西南側，受波浪作用冲刷後退。波浪冲刷的沙壩物質（中粗砂含礫石），在海灘發生横向搬運，使地角以西、匙羹嶺前的海灘沉積物中，物質較粗並含礫石。

　　以上只是着重分析了擴建港區海灘泥沙的來源。有關細顆粒泥沙的搬運特點和整個海灘泥沙的運移趨勢，將在下面介紹。

　　3.3冲刷槽的形成和變化  

　　北海海岸有一條水深6~9m的深槽，是現今北海港航道和錨地所在。這一深槽從何而來，現狀怎樣，進一步開發北海港後變化又將如何?

　　3.3.1 冲刷槽的成因  

　　前面談到，冰後期海侵奠定了現代海岸的基本輪廓，因海岸岩性不同，産生的差异侵蝕，形成了廉州灣的海灣形勢。深槽即伴隨廉州灣的出現，在海灣水流的作用下冲刷而形成。綜合本水文測驗和參考本港深槽航道外的水文資料，以及大風江河口的水文資料，可知廉州灣的水流形勢如下：  

　　1）潮水初漲時，水流自東南向西北，繞過北海半島進入廉州灣，後逐漸向北、西北偏移；

　　2）至漲急時，水流由西南而東北、向灣頂匯聚；

　　3）在落潮時，海灣水流從灣頂緊逼南部海岸（北海附近），繞地角後，向西南流去。

　　以上説明，廉州灣的地理形勢，有利於漲潮水流在灣頂匯集，又可增强落潮流在南部海岸的流勢，從而冲刷沿岸形成深槽。  

　　3.3.2 冲刷槽的變化  

　　深槽總的變化趨勢是隨着廉州灣淺灘的發育以及南流江三角洲的不斷向海推進，灣頂漸漸淤淺，進入海灣的潮量逐漸减少，這將减弱落潮水流的流勢，並導致冲刷槽緩慢地向淤縮方向發展。

　　深槽鑽孔資料證實：冲刷槽在原海灣基底物質的砂層基礎上冲刷形成。過去普遍較現在爲深，如地角至第3號燈浮間達12~13 m；第3號燈浮以外，達8~10 m。

　　但現在深槽中，普遍堆積了一層厚約2~5m的細顆粒沉積物：爲極鬆軟、飽含水分的灰黑色粉砂質粘土。粉砂質粘土中，細粘粒（<0.005 mm）含量超過50％，膠粒（小於0.001mm）可達15％~35％。這一情况反映，冲刷槽確實是向淤積方向發展了。

　　然而，冲刷槽的這一淤積變化，歷時較長，而且是緩慢、穩定地進行的，理由如下： 

　　1）冲刷槽是冰後期海侵後，隨着廉州灣的形成，在海灣落潮水流的冲刷下産生；冲刷槽亦隨廉州灣灣頂的逐漸淤淺和海灣面積的縮小而漸漸萎縮。故可以推斷，深槽粉砂質粘土的沉積，應經歷了最近千年以上時間的長期逐漸累積。

　　2）深槽中的沉積物——細粉砂、淤泥和粘土等，都屬於懸移質泥沙。本港實測懸移質含沙量很小；垂綫平均含沙量僅0.035 g/l左右，最大者爲Ⅱ4站，也只有0.052 g/l。這與南流江的懸移質含沙量相較，實屬很微（南流江常樂站年平均含沙量爲0.143 g/l）。還需指出，由於深槽中潮流較强，水流中的懸移質泥沙能在深槽中落淤的有限，多數是輸移過境。

　　3）深槽中的粘土飽含水分，呈灰黑色，具臭味，顯示其長期穩定地處於水下還原環境之中。表層爲黄色，爲新近落淤的部分，1965年採樣時，發現其黄色淤泥厚度僅1mm；本次採樣亦只看到表皮極薄的一層（無法量計），呈淡黄色。此種情况，與我國有些港口常見到的黄色淤泥或浮泥厚達10~20cm（甚至更多）大不一樣。它説明本港深槽的淤積變化是十分緩慢的。

　　4）比較1879年英版海圖和1956年海圖資料，77年間，深槽的形狀和深度變化不大。但由於深槽是在向淤縮方向發展，地角外的落潮流的强度已不如過去。因而於3號燈浮處發現深槽深泓綫有向南偏移的現象。

　　至於深槽中的細粉砂、細粘土和膠粒物質的來源，過去南京大學的報告（南京大學地理係,1965.《北海港回淤研究報告》。）中曾提及有二：一是由湛江係地層中的粉砂、粘土層破壞後供給；二是由南流江的細粒物質擴散而來。根據前述，深槽向淤積轉變的原因，我們認爲，這兩種來源是存在的，不過，現湛江係海岸物質的直接破壞多不再發生，波浪分選和改造原海侵時湛江係海岸後退破壞的物質而形成的大淺灘，長期來已相對穩定，故前一種來源，現在已是次要的了。 

　　4　在現代水流、波浪條件下，北海港泥沙運動的特點和趨勢

　　4.1水流特徵  

　　4.1.1潮汐屬正規日潮，潮差大、流速小  

　　北海港爲正規日潮港。一月中大潮汛時爲日潮，日潮出現的天數平均爲22 d。小潮汛爲半日潮，一月中半日潮平均有8 d。

　　北部灣的潮波是從瓊州海峽和北部灣南部進入的。由於地形的影響，潮波發生干涉形成駐波。北海港位於北部灣東北岸，恰接近駐波的波腹處，故潮差大、流速小。

　　根據統計：最大潮差5.36 m（1967年），最小潮差0.09m（1970年），平均潮差2.59m。大潮汛時，漲潮平均流速13cm/s，落潮平均流速31 cm/s；小潮汛時，漲潮平均流速僅11cm/s，落潮平均流速爲15cm/s。   

　　4.1.2 潮流仍具有往復流性質，落潮流速大於漲潮流速  

　　水文同步測驗表明，本港潮流仍具有往復流的性質。初漲時水流自東南向西北，繞冠頭角首先進入深槽下段（3號燈浮以南）和北部淺灘。此時深槽上段與擴建港區主要是上一潮次落潮時未及排出的水體，這個水體受漲潮流頂托和壓逼，在擴建港區西南的淺灘區域發生順時針旋轉。以後，進入深槽下段和北部淺灘的漲潮流，方向逐漸向北偏轉。在漲急時，水流往東北，逐漸向深槽上段（地角）集中，進入廉州灣。漲憩後約1~2 h，水流即迅速向西南方向退去。

　　一天中，漲潮歷時大於落潮歷時。平均漲潮歷時14 h 40 min，平均落潮歷時10 h 25 min。流速則恰恰相反，即大潮汛時，落潮流速大於漲潮流速。本次Ⅲ3站測量結果，漲潮最大流速爲79cm/s，落潮最大流速爲103 cm/s。它們分别出現在漲、落潮中水位附近。

　　4.1.3 表層餘流指向西或西南，底層餘流指向東或東北  

　　受風海流、逕流等因素的影響，本港餘流以表層指向西或西南（落潮流）方向，底層指向東或東北（漲潮流方向）爲特徵。

　　海上實測的海流，是由多種原因産生的綜合結果。爲了研究海流變化的規律，常常將其分成潮流（由天文條件影響産生的）和非潮流（由水文氣象因素引起的）兩部分分别進行研究。從實測海流中消除潮流部分後的剩餘部分，統稱爲“餘流”。

　　此次（5月）水文觀測表明，本港的餘流是表層指向西或西南（落潮方向），中、底層指向東或東北（漲潮方向），即以表層排水，中、底層進水爲特徵。

　　這以小潮汛時的餘流分佈最爲明顯。如位於深槽的I3站，表層餘流最大值達11.5 cm/s，其他各站表層餘流值爲6.1~9.0 cm/s。而中、底層除Ⅱ站外，其他測站的餘流值還相當大。Ⅲ4站甚至比表層還大（表2）。

　　大潮汛時，由於落潮落得低，明顯受到南流江逕流的影響，此外，還受觀測時風的影響。在測量時吹ENE風（3級），餘流以指向港外爲主。以Ⅲ3站爲例，表中層爲WNW和SW方向（落潮方向），底層則指向SE方向（漲潮方向）。其他各站餘流亦主要指向西或西南，但受地形影響，有明顯的回流現象，如Ⅱ2與Ⅲ1站。

　　尚需指出，季風海流和河川逕流對本港的水流運動亦有一定的影響：

　　（1）北部灣風海流對北海港潮流的影響：北部灣每年10月至翌年3月冬季季風時期，盛吹NE風；5~8月爲夏季季風時期，盛吹S和SW風。可見，風海流隨季風交替而變易。從圖15看出，冬季在北部灣存在一個反時針向的環流，夏季恰好相反。北海港在北部灣東北岸，在環流的外圍，也會受到它的影響。由於風海流和風的影響，冬季使本港落潮流得到加强；夏季則是增强漲潮流的漲勢。

　　（2）南流江逕流對本港的影響：本次測量得知，小潮汛時，南流江逕流對本港基本没有影響，25 h全潮測量中，海水鹽度多保持在30左右。但大潮汛時，在落潮中水位以後，南流江外泄逕流（淡水）與北部灣高鹽度海水混合形成的“冲淡水”，可影響本港。由圖16看出：在低潮位前2-3 h，“冲淡水”開始影響本港鹽度由原來較恒定的31.5~32.0降至24~27。漲潮後1~2h，中底層鹽度略有回昇，但深槽上段（3#燈浮以北）和擴建港區表層的“冲淡水”因受冠頭角進入的漲潮流頂托影響，逐漸被壓向岸邊，並一直維持到漲潮中水位前後。其最低鹽度值（約19~20），在Ⅲ4和Ⅲ3站出現在漲潮後3 h；而深槽以南的Ⅲ2和Ⅲ1站，則出現在漲潮後6~7 h。擴建港區淺灘大面積點測的鹽度資料亦有反映：在漲潮至中水位前後，冠頭角至地角間的淺灘地區，深2.5m以淺水層的含鹽度一直較2.5 m以深的水層爲低。以上情况表明，南流江的“冲淡水”對擴建港區是有影響的，特别是5~8月份南流江逕流量（占全年逕流總量的68％）較大的時候。

　　4.1.4受局部地形影響，大潮汛漲、落潮過程，在一些地段有回流現象發生

　　（1）冠頭角以北淺灘地區的漲潮回流區：這一現象發生在漲潮開始至漲潮中水位以前一段時間。這是由於自東南向西北的漲潮流（以後逐漸向北偏轉），受冠頭角岬角的影響而産生的。由圖17可見，此回流現象發生在冠頭角與石浦山之間的淺灘地區：漲潮時，由於漲潮流繞冠頭角向北逐漸偏轉，上一潮次落潮未及排出的”冲淡水”，被逼向匙羹嶺—地角的海灣（測點4號、5號、6號、7號），部分”冲淡水”則被順時針旋轉的回流壓至油碼頭以北的岸邊。因此，在3號測點附近，形成一個高鹽中心（相對於低鹽水而言），並以此爲中心分别向南北兩翼，含鹽度漸减。

　　（2）地角以西匙羹嶺附近的淺灘落潮回流區：這一現象發生在落潮中水位前後，歷時3~4 h之久。由第三次水文同步測驗得知，8日23時至9日1時爲潮流落急階段，這時位於深槽的Ⅲ3站的表、中層流速達80~103cm/s，流向260°左右；淺灘上的Ⅲ1站，亦是最大流速（20~25cm/s）出現時刻，但流向却爲10°~20°；位於灘槽過渡帶的Ⅲ2站，中、表層流速都較落急前的流速（50~80 cm/s）急劇减少；最小流速僅5cm/s，流向指向WNW（280°~300°）。回流的産生乃是由於落潮時深槽水流向西，越過地角嘴後，在淺灘處造成一個水流低壓區，因而形成反時針方向的回流，流速以灘槽過渡帶爲最小。 

　　4.2波浪概况  

　　
本港缺乏長期的系統的波浪觀測資料。北海港務局曾於1964年7月和1964年10月分别在現港口外和地角各設一波浪臺進行了觀測。至1965年3月觀測停止。1967年1月至1968年9月，北海海洋中心站繼續在地角進行了一年零九個月的觀測。但本港各段海岸走向不同，所受波浪影響亦很不一致。總的情况來看，本港以北向波浪和西南向波浪影響爲主。

　　4.2.1北向波浪  

　　北海港的北向波浪，主要受制於風。據統計，北海全年常風向爲北風，頻率21％（偏北方向NW~NE風的頻率爲34.7％）。每年9月起至翌年3月，均是北風占優勢（頻率爲22％~44％）。本港强風向與常風向一致，都是北風。由表3看出：冬半年（9~3月），均以北向波浪占優勢（頻率18％~47％）。但是北風吹程短，加之廉州灣淺灘面積廣大，作用於海岸的北向波浪强度不大。據1967年資料，北向波浪平均波高僅0.8 m。北海港務局波浪站曾在一次强風過境時測得最大波高2.5 m（5級浪）。但據北海氣象臺1961~1970年資料，在10年間，臺風侵襲本港時瞬時極大風速達34.2~37.8 m/s（大於12級）者共四次，風向爲N、E、ESE和SSW各一次（見《北海港”五五”規劃説明書》表2-3），故最大臺風侵襲時引起的北向波浪的最大波高當較現在的爲大。   

　　4.2.2 西南向波浪  

　　本港夏季轉吹偏南風。6~8月，以.西南風爲主。但由於西南風吹程長，再加上西南涌（由北部灣南部傳入的“長浪”）的影響，故西南向波浪對本港的作用不能忽視。由表3看出：每年5~8月，北海港以SSW方向的風浪爲主（頻率9~27％），這期間涌浪頻率可達5~25％，波向爲NW。西南風浪和涌浪傳至地角附近，都已經過折射和散射作用的消能過程。故該處波高變小，最大波高0.7~1.1 m。

　　冠頭角至匙羹嶺間的擴建港區，海岸走向爲東北—西南向，水域開闊。據訪問，此處受西南向波浪的影響較大，但缺乏具體觀測資料以爲佐证。故引用潿洲資料作爲參考：本港在潿洲島正北方，相距48 km。該島6~8月，以SSW向風浪爲主（頻率21~34％），4~9月還出現涌浪，波向亦爲SSW，頻率4~38％。最大波高爲4.8 m，出現在SSW方向（圖19，表3）。 

　　西南向波浪，傳到北海半島西南方的淺灘，由於等深綫拐彎多，波浪散射消能，繼續傳冠頭南岬角後，又受到岬角礁石阻擋，一部分發生破碎，一部分發生繞射和折射後傳至擴港區的西南端，然後進入擴建港區的淺灘。由於幾經周折，能量消耗，波高亦逐漸减少，波向亦由SW→WSW→NW偏轉。

　　據訪問，冠頭角油碼頭，在四級風浪時。已不能靠船。擴建港區淺灘受SW浪影響較大地方，在冠頭角至石浦山的西北方向的淺灘，水深2~3 m左右的地帶，其中尤以淺灘邊地帶51、52號樣點附近的波浪作用力爲强，這是由於波浪折射時，波向綫於此輻聚，波能集中的緣故，這在海灘沉積物性質與重礦物特性上有明顯的反映（見下節）。至石浦山以北，波浪繼續衰减，但西南浪仍能冲刷匙羹嶺—地角間的沙壩岸灘，使之緩慢侵蝕後退。

　　4.3 在現代水流、波浪作用下，北海港泥沙運動的特點和趨勢  

　　如前所述，本港深槽南、北兩個淺灘上的泥沙，主要是過去歷史的産物。現今只有局部地段的基岩海岸仍受着波浪冲刷和南流江逕流的影響等兩個方面提供着新的泥沙來源。然而，事物都在不停地運動和變化中，屬於歷史産物的淺灘泥沙，在現代水流、波浪作下，仍有一定的移動和變化；局部地段基岩海岸被侵蝕的泥沙以及南流江來沙，亦有着較殊的運移和沉積過程。具體説來，本港泥沙運移的特點與趨勢是：

　　1）深槽以北的大淺灘，其中心部分（水深l m以内的淺灘），受波浪作用最强烈，粉以下的細顆粒泥沙含量很少（小於10％），因爲它們易被波浪攪起讓水流帶走。因此，這裏泥沙分選最佳（分選係數1.10~1.50），留下的只有顆粒較大的細砂（占50％~80％）和中砂（占10％~50％）。

　　由波浪攪起的粉砂（主要是粗粉砂），主要被落潮流往淺灘西南方向搬運，其中大部分沉積在水深2~5 m的淺灘上，少部分可向深槽（地角以西）擴散，特别是向深槽南段擴散明顯（68、74、75、84號樣點）。

　　2）匙羹嶺一冠頭角擴建港區，水深2~3 m左右的淺灘西北、西南邊緣地帶，爲一中砂分佈地帶（圖21中見到以58號樣點爲中心,出現一呈橢圓狀分佈的中砂帶,據瞭解該處曾人工抛沙,故這片中砂不是原來有的。）。這是因爲波浪作用於擴建港區的淺灘，首先在這裏破碎掀沙，中砂顆粒粗大，多被留在原地（其含量可達50％~94％）。圖7中看出，該處以出現較多的黑褐色滚圓狀物爲特點（含量達15％~28％），這可作爲這裏受波浪作用較强的佐证。然而。此處的細砂則被波浪掀動，一部分隨落潮流帶走擴散於冠頭角西北的深槽航道入口處（67、75、76號樣點）；另一部分則被拍岸浪和波流帶至潮間帶淺灘，形成石浦山以西的淺灘沙嘴。

　　關於擴建港區波浪掀沙，波流搬運細粒泥沙的現象，在第Ⅱ次水文同步測驗中有所表現。測驗時，盛吹偏南風（2~3級，陣風4級），有西南方向涌浪，於冠頭北山下的沙嘴根部曾觀察到波浪破碎現象，其産生的渾水區緩慢地向東北方向擴散。由含沙量過程綫對比分析看出：Ⅱ3與Ⅱ2站分别位於深槽和深槽邊緣，其含沙量的峰與谷兩起兩落，分别與漲、落潮相對應，體現了潮流搬運泥沙的特點。但位於淺灘上的Ⅱ4與Ⅱ1站，其含沙量過程綫却迥然有别：表現爲沙峰一起一落，沙峰與沙谷持續時間長，而與漲、落潮流的變化没有直接聯繫。Ⅱ4站的含沙量於5月3日19時開始上昇，翌日1~5時出現高峰；而Ⅱ1站則相應落後，4日7時才出現高峰，並一直持續到17時，這體現了波浪掀沙、波流搬沙的特點。

　　3）深槽中，水流搬運的細粉砂（Md=0.05~0.01mm）、淤泥（Md=0.01~0.005 mm和粘土（Md小於0.005 mm）等細顆粒泥沙，主要隨潮流輸移。I2、I3、I4站，與Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4站在落急時出現含沙量高峰，即爲其例。

　　但流速减少至10~20 cm/s時，部分懸移質泥沙可發生沉積。這一沉積過程，小潮汛可發生在漲平（即平潮）、落平（即停潮）階段，如Ⅱ2、Ⅱ3站。大潮汛時可發生在初漲到中水以前，如Ⅲ4站在初漲至中水位前，表層爲“冲淡水”。底層則出現含沙量高峰（0.07~0.09 g/l）。但此時流速僅5~10 cm/s。Ⅲ3站也有類似情况。

　　前已指出，大潮汛時，初漲至中水位以前，由冠頭角進入的漲潮流，最初向西北，隨後向北偏轉。深槽中，上一潮次落潮未及排出的水體（多爲“冲淡水”），受漲潮流頂托而倒流，部則被壓向岸邊淺灘，産生了回流現象。深槽中的細粉砂與淤泥物質，正是此過程中沉積的。例如：①深槽中，細粉砂和淤泥的10％等值綫均表現爲朝東北方向開口，西南端閉口，它顯示了泥沙是來自東北方向；②閉口一端可視爲泥沙落淤的起點；③淤泥與細粉砂相比較可以看出，淤泥含量10%的等值綫範圍小，淤泥落淤的點（即閉口一端的起點），亦向上游收縮；這是因爲細粉砂與淤泥顆粒大小的不同，冲淡水在漲潮時的回水過程中，發生了重力分异的沉積過程。然而，粘土（Md小於0.005 mm）由於其具有化學沉積的特點，却不完全服從重力分异規律，而可擴散至更爲廣泛的範圍。但應指出，這些細顆粒懸移質泥沙，不論細粉砂、淤泥或粘土，都只在沉積環境較爲穩定、受波浪攪動或波浪作用微弱的地區才能保存下來。本港深槽和地角西南淺灘回流區，則具這樣的條件。由圖24、圖25和圖26看到，這些細顆粒泥沙主要分佈在這兩個地區。

　　4）地角—冠頭角間海岸受西南向波浪的冲蝕，産生的礫石和砂，在波浪作用下，沿岸向東北移動。而冠頭南岬角以東的泥沙，則向南灣方向移動，對擴建港區没有影響。以上情况，可從有關堆積現象（如礫石堤的高度和伸延方向以及礫石的大小）的變化可以證明。具體情况，過去的資料中已有介紹，在此無需贅述。

　　5　擴建港區泥沙條件評價

　　5.1擴建港區泥沙特徵與泥沙運動特點   

　　綜前所述，擴建港區的泥沙特徵與泥沙運動特點，可歸納爲以下幾點：

　　1）擴建港區淺灘與海岸的泥沙厚達l0~15 m，上部5~6 m主要是海灘相的中砂和細砂，下部則爲海灣相的鬆軟粉砂質粘土和淤泥。海灘相泥沙主要是波浪侵蝕附近基岩海岸的物質而産生的。這些泥沙大部分都已屬於歷史的産物，現泥沙補給已處於减弱狀態中。

　　2）受西南向波浪作用，海灘與海岸泥沙運動的總體方向是由西南往東北。泥沙搬運的力量逐漸向東北减弱，從而産生海灘沙嘴與沿岸礫石堤的堆積。

　　冠頭北至石浦山之間發育的以細砂爲主的沙嘴（淡水沙沙嘴），是由於波浪掀動淺灘西南邊緣-2~-3 m左右地帶的泥沙，進而由波流發生横向（由海向岸）搬動而産生的。但-2~-3 m左右的淺灘邊緣地帶的細砂，受波浪掀動後，部分被落潮流帶走擴散於深槽中。故該地帶泥沙處於散失過程中，它意味着沙嘴發育的泥沙來源的减少。因此，現沙嘴由於泥沙補給的不足，不再增長，甚至略有冲刷和衰退。

　　3）石浦山至匙羹嶺間由湛江係、北海組地層組成的海岸，曾因海岸後退，提供了形成地角沙嘴的部分泥沙來源。1879年的海圖看出，地角沙嘴原西側面積較現在爲大，沙嘴岸綫由匙羹嶺西端山脚往東北，直接地角嘴尖端。但現在沙嘴岸綫改由匙羹嶺北端山脚往東北方向伸延.沙嘴岸綫侵蝕後退了250~450m。這一現象發生，是由於石浦山一匙羹嶺間的湛江係、北海組海岸已不再提供泥沙來源引起的。

　　4）地角嘴以西的淺灘，因潮流落急時於此産生回流，可帶入懸移質泥沙。大潮汛漲潮開始至中水位前，受外海漲潮流頂托，落潮時未及排出的水體（表層爲“冲淡水”），由深槽壓向岸灘發生回水現象。在此過程中，亦可將懸移質泥沙帶入淺灘發生沉積（細顆粒泥沙的這種沉積作用，在這裏尚屬海灣環境時意義較大）。但目前爲海灘條件，由於淺灘波浪作用的影響（除石浦山一匙羹嶺間的一段淺灘外），已經沉積的細顆粒泥沙又能再被波浪攪起爲水流帶走，所以現在看到，擴建港區的淺灘泥沙中，粉砂以下的細顆粒泥沙含量很低。  

　　5.2 擴建港區泥沙條件評述  

　　根據以上對擴建港區泥沙來源與運動特點的分析，我們對擴建港區的泥沙條件具有如下的認識：

　　5.2.1 泥沙條件評價

　　1）擴建港區的泥沙多爲歷史的産物,現海岸侵蝕作用已大大减弱或停止，由此造成供沙不足現象；同時，潮流携帶入港的懸移泥沙也甚少（測站垂綫平均含沙量僅0.035g/l）。這都説明港區的泥沙來源少。有比較才能鑒别，與我國南、北方其他一些港口比較，我們認爲，北海港泥沙來源少，航道水深較穩定，進港航道短，特别是没有礙航的攔門沙問題等，説明港口的泥沙條件是優良的。

　　2）今後泥沙方面的主要問題是港口的進一步發展，如港池的開挖，突堤的修築，入港航道的浚深.會破壞現有的動力條件長期以來形成的相對平衡狀態，引起原地泥沙的重新移動，從而對港口回淤産生的影響。

　　5.2.2 泥沙條件與港口設計有關的問題

　　我們認爲在進行港口設計時，有下列泥沙問題應該引起重視和注意：

　　（1）突堤西南側泥沙的充填問題：突堤式碼頭由岸向海突伸，將阻擋海灘與海岸泥沙向東北方向正常運移，造成突堤向風一側泥沙的填淤。本區以西南波浪作用爲主，泥沙總的移動方向是向東北。今後將主要於突堤的西南側發生淤積。

　　例如，冠頭角油碼頭，由岸築突堤長約126m，於l970年建成。突堤的修築阻擋了沿岸礫石的正常運移（這些礫石，來自碼頭南北的海岸岬角侵蝕物質，因人工開採岩石，更提供了豐富的岩石碎屑）。堤兩翼都發生冲填淤積現象。其中尤以西南翼填淤爲甚。據訪問，1973年已見西南翼堆積的礫石繞過突堤前端來到北側；與此同時，突堤前端的水下部分（爲砂礫）也有所淤淺（如過去水下淺灘上有許多建築用的碎石，但現已爲泥沙填没）。

　　地角海軍碼頭修築後發生的變化，又是一例：地角嘴—匙羹嶺間的地角沙壩岸灘在西南波浪的作用下受到冲刷後退。被冲刷的泥沙，主要發生横向搬運，散失於近岸水下淺灘；但一部分泥沙也發生縱向運移，繞過地角嘴，來到地角嘴的東側。但碼頭修築後，破壞了沿岸泥沙的這種正常運移，造成碼頭西南側泥沙的阻積（淤積30 m）。而東北側則因碼頭切斷了地角嘴西邊來沙的補給綫，在北向波浪作用下發生了冲刷現象。岸灘後退20m。

　　因此，可以預測，本港擴建工程修築後，亦會於突堤西南翼發生類似的淤積現象。這種淤積現象有兩種：①潮間帶，主要是礫石、粗砂等粗大碎屑物縱向搬運的阻塞堆積；②水下淺灘部分。將主要是細砂物質的横向搬運，使突堤西南側的充填角進一步淤淺。

　　（2）潮流落急時於港區産生回流的影響問題：我們認爲，潮流落急時於港區發生回流帶進的懸移質泥沙，雖然量少，但對港池的回淤仍能産生一定的影響。原因是，港池爲半封閉狀態，波浪作用變得十分微弱。回流作用帶入的細顆粒泥沙一旦落淤，便不易被攪動由水流帶走。如果港池浚深的深度超過深槽航道的深度，還會引起深槽的鬆軟粉砂質粘土向港池流移。

　　（3）港池開挖後，港池周圍淺灘泥沙塌陷與滲漏對港池的影響問題。

　　泥沙方面的條件，主要有以上三方面的情况，在港口規劃與碼頭設計時應該加以注意。上述問題中，以第一條較爲重要，在碼頭設計時有必要考慮采取一定的工程措施，防止西南波浪作用下泥沙的活動對港池産生影響。我們認爲，只要港口設計與工程布置合理，以及輔以一定的工程措施，上述問題都不準得到解决。

　　6　結　語

　　北海港是我國北部灣沿岸的一個重要港口。通過此次泥沙問題的研究，我們認爲，進一步開發北海港，泥沙並不是一個突出的障礙問題。該港有一天然深槽（落潮冲刷槽）發育，深槽雖處於淤縮過程中，但本港泥沙來源少，淤積過程緩慢。深槽北面的大淺灘的泥沙，除有少量的粗粉砂物質可向深槽下段擴散外（粗粉砂只占深槽沉積物的10％~20％），對本港没有重大的影響。擴建港區的淺灘泥沙，主要爲歷史性的産物，目前泥沙補給處於不足的狀態中。今後，在此擴建新港，泥沙方面的主要問題，是工程的興建，使原有泥沙動力條件的平衡狀態受到破壞，因而引起就地泥沙發生運移對港口回淤造成的影響。但這一影響只要港口設計合理，並輔以一定的工程措施.是可以得到解决的。

　　本成果完成於1974年。原載:海岸動力地貌學研究及其在華南港口建設中的應用（楊干然等著）.廣州:中山大學出版社,1995,23~52.合作者:楊干然,應秩甫,吕全榮和鄧鐵殷等。