0 引言

河口海湾的潮汐汊道是宝贵的海洋资源，是人类开发利用海洋的天然保障。北仑河口是中国和越南之间的国土分界河口，位于我国西南端的东兴市，河口对岸为越南的芒街，因港而兴的边境贸易促成了中越两国重要边境口岸。由于两国的分界线以河口主航道的中心线为界，因此两国政府对北仑河口潮汐汊道的保护开发利用倍加重视，在人类活动和自然条件的双重影响下，河口主航道的稳定性问题显得尤为重要。基于早期的调查资料分析，胡辉等^[1]、高振会等^[2]、陈波等^[3-4]较早报道了河口的动力地貌特征及其演变的动力背景，河槽北向侵蚀问题开始进入人们的视野。此后，基于“908”专项调查成果，郑斌鑫等^[5]分析了口门外两个测站一个月左右潮流观测资料，探讨了河口的潮汐特征及其余流形成机制；董德信等^[6-7]基于2011年5月的一次大潮期潮流的观测结果，分析了河口区潮流特征并计算其底床冲淤量；李谊纯等^[8-9]研究了北仑河口的潮流不对称现象，并给出物质输运滞留时间的空间分布特征；高劲松等^[10]分析计算了北仑河口海域的水交换能力。由于地理位置敏感，河口区域的水文泥沙、地形历史调查资料匮乏，导致研究北仑河口潮汐汊道稳定性问题鲜见报道。基于历史资料和最新的调查结果，从自然条件与人类活动等多种环境影响因素对北仑河口潮汐汊道的稳定性问题进行了研究，为河口海洋资源开发与保护提供科学依据。

1 研究区域概况

北仑河口为典型的全日潮潮汐类型河口，受径流、波浪、潮汐等多种动力因子共同作用。河口范围约为107°57′-108°08′E，21°28′-21°36′N，有北仑河以及支流罗浮江注入，多年平均流量81.2 m³/s。河口沉积物类型主要有粗中砂、中砂、细中砂、粘土质砂等，其中粒径为0.154~0.125 mm的沉积物占到50%以上。水下地貌类型主要有沙坝、浅滩、潮汐通道、拦门沙和人工地貌等，北仑河主航道以及红沙头东侧的竹排江航道是河口区主要的潮汐汊道，其中北仑河在绿林岛分两支，右支在中间沙岛附近又分两支，最终三支在口门附近汇流入海。自20世纪70年代初开始，由于人为作用与自然条件影响，北仑河口潮汐汊道的深水线(主航道)不断向我方偏移^[1-4]，最大偏移量为2.2 km，导致原属我方约8.7 km²河道中间沙洲成为争议之地。

2 河口潮汐汊道稳定性的影响因素 2.1 自然条件的影响

北仑河口受径流、潮汐潮流、余流、波浪、风暴潮增水等多种自然动力条件的影响，各种动力要素随着季节转换在塑造河口地貌形态过程中此消彼长，共同维持河口潮汐汊道的相对稳定。

2.1.1 径流与含沙量

径流是塑造河口形态的重要因素。北仑河口入海径流大小与季节变化有密切联系。每年4—10月是河口的汛期，汛期季节径流量占全年80%以上。其中，夏季6—8月的径流量最大，可占到全年径流量的50%以上；其次为春季3—5月，约占到30%；秋冬季节的径流量最小，仅占全年径流量20%。径流量的季节变化与降水量季节分布直接有关。据东兴站多年气象资料统计，夏季6—8月的雨量约占全年总雨量的55%~60%，其中以7月为甚，日雨量大于50 mm的平均日数为3.6 d，暴雨形成的20年一遇洪峰流量超过10 520 m³/s。由于北仑河及罗浮江均为山区性河流，河流比降平均可达72%，入海河道狭窄，洪峰过境时暴涨暴落，沿途冲刷、淘蚀河床两岸并携带大量泥沙经独敦岛下泄至河口，对河口河槽、边滩和沙洲等地貌影响甚大；冬季枯水期，降水量仅占全年总雨量的4%~6%, 此时河口的径流量小，对河口的作用有限。

含沙量是反映河口地貌形态变化的重要指标。径流携带的泥沙是河口泥沙的主要来源，其年输沙量约为6.4×10⁵ t；海岸侵蚀产生的泥沙是河口泥沙的重要来源之一。多次调查结果显示，河口非暴雨时期观测到的含沙量较小。国家海洋局第二海洋研究所1996年5月在河口区进行大小潮的潮流泥沙观测^[1]，河口含沙量分布的基本状况：小潮落潮最大含沙量为0.023 5 kg/m³，涨潮最大含沙量为0.014 5 kg/m³；大潮落潮最大含沙量为0.037 9 kg/m³，大潮涨潮最大含沙量为0.030 8 kg/m³；含沙量变化较为平稳，落潮含沙量大于涨潮含沙量，大潮含沙量大于小潮含沙量。国家海洋局第三海洋研究所2008年在口门内和口门外开阔海域进行了水文泥沙观测^[11]，调查结果见表 1和表 2。

从表 1可以看出，口门内丰水期最大含沙量为0.037 kg/m³，枯水期最大含沙量为0.014 7 kg/m³。表 2也显示，夏季丰水期含沙量最大值可达0.04 kg/m³, 冬季枯水期最大含沙量为0.034 kg/m³，最小值仅为0.019 kg/m³。另据广西科学院2011年5月大潮的水文观测资料^[7]，河口含沙量分布约为0.003~0.07 kg/m³，口门附近的含沙量大于口门内的含沙量，落潮水体含沙量大于涨潮水体含沙量，2011年11月大潮时观测到含沙量仅约为0.001~0.02 kg/m³。从上述多次观测资料基本可以推断：非暴雨时期北仑河口的含沙量较小，河流输沙多集中于汛期暴雨季节径流携带的泥沙；水文泥沙观测期间，大潮潮流流速大，加之波浪的掀沙作用，掀动底床部分细颗粒泥沙多，导致大潮含沙量大于小潮，落潮含沙量一般大于涨潮含沙量；口门附近的含沙量大于口门内的含沙量，观测期间的泥沙来源主要来自于海域底质沉积物的再悬浮。

2.1.2 潮汐潮流

据1996年5月的调查资料记载，竹山附近临时潮位站测得的河口平均潮差为2.12 m，最大潮差3.44 m，大、中潮期间一天一个涨落，涨潮历时比落潮历时长约4 h，小潮期间一天两次涨落，涨落潮历时几乎相当。2008年在榕树头东南面的潮沟设立了临时潮位站，分别在枯水期(1—2月)、平水期(5—6月)和丰水期(7月)进行了观测，结果表明平水期的各项指标在3次调查中最为显著，最大潮差可达4.46 m, 平均潮差为2.64 m，最高潮位3.37 m，平均涨潮历时大于平均落潮历时约145 min。调查分析结果显示，河口区的潮汐判别系数大于4，该海区属正规全日潮海区。

潮流可表征河口动力强弱。1996年5月中间沙分叉口附近的潮流观测站调查结果显示，该处大潮实测表层最大流速79 cm/s, 流向东南偏东，小潮表层最大流速为49 cm/s。据2008年竹山附近潮流观测资料统计，枯水期，实测涨潮最大流速39 cm/s，流向西北偏北，最大落潮流速47 cm/s，流向东南偏南；平水期，最大涨潮流速24 cm/s，最大落潮流速58 cm/s；丰水期，最大涨潮流速19 cm/s, 最大落潮流速46 cm/s。2011年5月和11月竹山以南约2 km附近两次水文观测结果表明，涨潮最大流速分别为44 cm/s、25 cm/s，落潮最大流速分别为63 cm/s、52 cm/s。由此可以看出，正常天气状况下，河口在平水期5月份落潮流速达到最大，且落潮流速大于涨潮流速，这与5月为河口全年潮差最大的月份相吻合；总体而言，河口的潮流动力不强，其运动形式为往复流，主流区的涨落潮流方向一般为西北偏北-东南偏南，基本顺着潮沟走向往复运动。河口区潮流的作用主要是联合径流、波浪等动力因子，共同塑造、维持潮汐通道形态，改造、培育水下沙洲浅滩。

2.1.3 余流

河口区余流是径流、风海流、密度流以及潮汐余流等多种动力成分的综合体现，代表着河口物质输运方向。实测资料统计发现，1996年5月平水期口门内调查站位余流最大为7.8 cm/s，方向为落潮流方向。2008年枯水期，茶古岛东南侧水道附近站位一个月的调查结果显示，表、中、底层3层余流流向主要集中在南-东南，由表层往底层呈顺时针方向偏转趋势，东南向的流动逐渐增多；表、中、底层余流流速介于5~10 cm/s的频率分别为51.76%、60.92%、64.48%，说明主要余流流速一般在10 cm/s以下；此外，表、中、底层余流介于10~15 cm/s的频率分别为39.60%、26.95%、21.21%，说明冬季寒潮大风天气对余流的贡献较大。2011年5月口门区两个测站的余流分别为7.4 cm/s、5.4 cm/s，方向为东南偏南向。尽管河口的余流不大，但对塑造河口地形地貌起到重要作用。

口门外受西向沿岸流作用较为显著。据2008年平水期(5月)口门外水深约9.9 m水文测站资料分析表明^[5]，表层以东北向和西南向流动占主要优势，分别占比39.29%、21.79%；中层流速分布特征类似于表层，东北向流和西南向分别占29.91%、22.64%；底层以偏西向的流动占绝对优势，频率占比高达70%；表、中、底流速小于5 cm/s的频率分别为45%、73%、90%。已有的研究也认为，河口口门外终年受西向沿岸流控制，其范围夏季较冬季大，夏季在径流的作用下，沿岸流得以增强，但由于受万尾岛以西大片浅滩的阻挡，西向沿岸流向河口推进的范围不大。西向沿岸流对河口影响较大的区域应是口门附近拦门沙附近，茶古岛以东的潮汐通道在西向沿岸流、潮流、径流等动力因子的作用下，由东南偏南向逐渐转向西南向。

2.1.4 波浪

波浪在近岸河口的主要作用是掀起底床泥沙并与潮流、径流共同输运，破坏或保持河口潮滩地貌的动态平衡。据2008年河口口门外缘的观测资料统计，枯水期(2月)，河口的常浪向为E向，出现频率27.52%, 强浪向为ENE向，测得1/10大波波高最大值为0.88 m，波高的最大值为1.26 m；平水期(5月)，常浪向为S向，出现频率32.03%, 强浪向为S向，测得1/10大波波高最大值为1.82 m, 最大波高最大值为2.37 m；丰水期(7月)，常浪向为S向，出现频率64.12%, 强浪向为S向，测得1/10大波波高最大值为2.16 m, 最大波高最大值为2.61 m。由此可见，河口春夏季节的常浪向和强浪向均为南向波浪，正对河口潮汐汊道以及北岸红沙头一带浅滩，其冲刷、蚀退的危险值得高度关注，2008年的一次地形测量结果显示^[11]，该区域的零米等深线有后退的趋势。

2.1.5 风暴潮增水

广西沿海受南亚热带季风气候影响显著，平均每年侵袭广西的热带气旋可达5个，最多年份多达9个，7-9月是热带气旋暴发的旺季，约占全年影响次数73%，6月和10月也会有较多引起风暴潮增水的热带气旋出现，由此带来的风暴潮增水、大风以及强降雨给广西沿海以及内陆地区造成巨大的损害。据统计，截至2012年，风暴潮灾害给广西沿海地区造成直接经济损失高达116.099 5亿元，受灾人数1 053.73万人，死亡(不含失踪)102人，冲毁海岸工程476.57 km。其中最严重的风暴潮灾害要数8609号“莎拉”台风，该台风在合浦南康登陆后，掠过钦州、防城沿岸，恰遇天文潮大潮日，沿海潮位增水2~3 m，海洋验潮站测得的潮位值比历史记录的最高高潮位高出0.26~0.60 m, 冲毁海、河堤364 km，毁房4.6万间，农作物被淹面积4.2×10⁴ hm²，死亡37人，直接经济损失3.9亿元。9204号“狄安娜”台风形成的风暴潮灾害也非常严重，沿海潮位普遍增水0.6~1.0 m，巨浪爬高2~3 m，防城港白龙尾验潮站测得其潮位比8609号台风高潮位还高出0.1 m，致使河口万尾岛6.24 km护岸海堤几乎全部损毁，直接经济损失1.5亿元。

风暴潮增水有利于河口西侧的泥沙淤积^[12]。以2011年17号台风“纳沙”为例，距河口东部约10 km的一个水文观测站结果显示，正常天气状况下，该海域各层的潮流小于50 cm/s，但在台风增水期间，该测站表、中、底层潮流最大流速分别达到103.7 cm/s、94.1 cm/s和71.0 cm/s(方向均指向西南)，显著高于正常天气期间各层的实测流速；余流的主流方向也是西南向，最大流速可达60 cm/s。由此可以推断，河口东面的红沙头、大江边沙等浅滩，直面南向或东南向的大浪侵袭，在强潮的联合作用下，掀起海域底床的泥沙，加之暴雨时入海径流携带的大量泥沙，风暴潮增水引起的巨大潮差将显著增强落潮流，加大河槽及河槽两侧浅滩的冲刷，在西南向余流的作用下，大部分泥沙在河口西南侧的水域聚集，导致河口西侧淤浅、东侧侵蚀的态势。

综上分析可知，北仑河口受到多种动力环境因子的联合作用，河口潮汐汊道、浅滩等地貌类型随着动力环境的改变而动态调整。在洪季，上游来水来沙激增，洪水、潮流、风暴潮、大浪等动力因子共同作用，河口局部底床冲淤变化明显。在枯季，上游来水来沙骤减，河口动力环境不强，此时，波流起主导作用，河口局部地形在波流相互作用下处于微冲微淤的动态平衡。河口潮汐汊道主体形态在自然条件的长期作用下基本保持动态稳定，但水道的深水线随季节变化发生微幅摇摆。

2.2 人类活动的影响

河口地区是人类活动最频繁的地区之一。近几十年来，中越两国出于灌溉、抗洪、防潮以及保护海洋国土资源的需要，不断在北仑河口地区修筑水利工程，同时，由于边境贸易兴起和城镇开发建设，河口挖沙、沙洲围垦以及滥伐红树林等人类活动进一步加剧了河口潮汐汊道迁移变化。

2.2.1 水利工程建设

在独敦岛以上部分河道，中越两国均在各自岸段修筑了堤岸，水道已受人工控制，河槽不宽但较为稳定。水利工程建设对潮汐水道影响较大的区域集中在中间沙至茶古岛沿线。

20世纪80年代之前，北仑河的主流为中间沙西侧水道，1986年以来主流则逐渐偏向北侧水道，主要原因是越南利用地形优势，在绿林岛北岸至中间沙分岔口附近修筑了高标准的护岸工程，由于中间沙分岔口附近护岸长堤的挑流作用，上游来水尤其是洪水大部分被导向北侧水道，导致北侧水道刷深，潮滩蚀退，北侧水道逐渐成为主流通道，而在主流洪水直接侵袭下中间沙上出现新的冲刷槽沟；同时中间沙南侧水道来水减少，水流趋缓，水道淤浅。北侧刷深、南侧淤浅的趋势导致了中间沙发生权属争端，目前中间沙归我方所有的面积仅占1/4^[11]。未来随着南侧水道萎缩或越方进一步人为干预，中间沙与绿林岛相连成陆，届时中间沙北侧水道成为北仑河唯一出海通道，河槽进一步刷深，对竹山以南红沙头边滩的侵蚀也会进一步加剧，而中间沙则可能完全成为越方领土。为应对越方在绿林岛北岸护岸工程建设造成我方河岸侵蚀的影响，我方在竹山西侧、五七大堤外建设了6座丁坝，这些丁坝群在抑制河口北侧冲刷、促淤保滩方面发挥了重要作用，部分抵消了越南护岸导堤挑流对我方河床稳定的影响。然而，这些丁坝群由于受到地理条件限制不能外延过长，只能在维持现状的基础上限制深水线继续北偏的趋势，不能从根本上改变北侧水道作为主流通道的态势。此外，越南在绿林岛南部及相邻岛屿南部进行了大规模的围垦，压缩了河口的纳潮量，河口主流通道的冲淤变化将会更为剧烈。

2003年之后越南在河口中部的连岛工程建设是另一个值得关注的重要变化(图 1)。河口内原来的离岸岛-落鸟岛已通过长堤与芒街主岛连接成陆，由于连陆长堤的建设，这些岛屿之间的潮汐通道被完全封闭，涨落潮流只能通过落鸟岛东侧的主流通道沟通河口上下游地区，水流归槽作用将造成主航道和我方红沙头西侧浅滩的冲刷，破坏河道原本已达成冲淤平衡的状态。该处主航道深水线向中国一侧如何偏移的新趋势将是我方未来需要着重考虑的重点。同时，越方在茶古岛东南侧浅滩进行围填海外扩建设，随着其东侧浅滩填海成陆，河口口门横向长度缩窄，这些人工岸线的形成势必进一步改变河口的水动力条件，从而加大河口中国一侧河槽、浅滩受到的冲刷。

2.2.2 红树林砍伐

红树林生态系统是北仑河口原生的典型生态系统，具有防风削浪、固岸保堤、促淤保滩等重要作用，广泛分布于河口的潮间带，红树林岸线在河口占主要优势，岸线总长约22.3 km。20世纪90年代之前，经历了围海造田、毁林建堤、砍伐取薪、毁林养虾等人为破坏后，导致中国一侧的红树林面积锐减。1998年的统计资料显示^[13]，在万尾西南端至万柱岛东北端连线的河口水域中，越南拥有红树林1 029.87 hm²，我国仅有30.55 hm²，占该区域红树林面积不超过3%。由于红树林生境遭受严重破坏，导致其护岸保滩效果大为减弱，在洪水、暴浪的侵袭下，河口水土流失严重，红树林的毁损是河口深水线偏向我方的重要原因之一。人们逐渐意识到红树林生态系统在保护海洋国土资源的重要性，在河口成立了北仑河口国家级自然保护区，进行红树林的自然恢复、人工修复及保护工作，红树林的毁损状况逐渐获得了扭转。2010年以来，广西红树林研究中心在北仑河口下游入海口附近的困难滩涂进行了红树林重建造林，目前已成功营造了近3.4 hm²的红树林^[14]，减缓了局部岸段滩涂的侵蚀，在稳定河口潮汐通道起到了一定作用。

2.2.3 河流来沙减少与人工采砂

河流输沙是河口海滩沙的主要来源，它维持了海岸的稳定，或使之向海淤进。随着社会经济的发展，灌溉、工业和城镇生活用水急剧增加，在入海河流中、上游建设了大量水库，在河口地区建设了多个防潮水闸，导致河口来沙减少，入海泥沙的减少对岸滩侵蚀后退的影响是明显而且直接的。沿海经济的发展导致人们对建筑用沙的需求越来越大，盲目开挖海滩沙和河道河床沙现象常有出现，导致河床出现大大小小的沙坑，在上游来水来沙减少的情况下，河口沿岸边滩崩塌冲刷加剧，潮汐通道的稳定性也受到很大影响。

3 结语

北仑河口受到自然因素和人为因素频繁干扰，影响了潮汐汊道的稳定性。在径流、潮汐潮流、余流、波浪、风暴潮增水等自然因素的综合作用下，河口潮汐汊道随着动力条件的季节变化保持相对稳定。水利工程建设、红树林砍伐以及人工采砂等人为干扰活动，从根本上改变了河口水动力环境，河口主流通道偏移是这种人为活动的直接后果。由于河口处于中越两国交界处，事关海洋国土资源和海洋权益，双方都想利益最大化，这方面越南一方的工作尤为突出，大量水利工程、围垦工程建设，固化了有利于越方的成果。目前我方除了兴建一些防波堤和丁坝，恢复和重建一些红树林以抵御岸滩侵蚀、抑制深水线北偏取得了一定成效外，在竹山港西侧水道及边滩，广阔的红沙头浅滩边缘以及澫尾-巫头沙嘴等靠近主流通道附近区域的侵蚀问题是我们未来需要考虑的重点之一。

河口潮汐汊道的稳定性事关通航安全和港口航运事业发展，合作共赢是新时代中越两国发展的内在要求，因此，北仑河口海洋资源的科学合理开发利用是符合双方利益的共同选择。