1　前　言

　　广西北海港，是北部湾北岸的唯一外贸港口。随着国民经济的迅速发展和对外贸易的不断扩大，北海港将会有较大的发展。据“五五”规划，选定北海市西南匙羹岭至冠头角之间的海岸地段，作为扩建新港的港址。

　　为了进一步摸清港区泥沙运动的规律，以为港口规划和码头设计提供依据和资料，中山大学地理系承担任务，于1974年4月底至9月初，到港区进行了勘测研究，在港务局的大力支持和协助下，顺利地进行了各项外业与室内实验室分析工作，这些工作主要是：

　　1）在扩建港区的浅滩与深槽，布设纵、横断面，对大、小潮汛进行了4船12次水文同步测验。在大潮汛涨潮中水位前后，进行了扩建港区浅滩的大面积水文点测。观测项目有流速、流向、含沙量与含盐度等。此外。还测量了涨、落潮表面流流路。

　　2）于扩建港区的浅滩、深槽、北部浅滩，以及南流江下游河床等地采集了海（河）底沉积物样品共99个。其中对96个样品进行了粒度分析，56个样品作了重矿物鉴定。

　　3）搜集了北部湾北部海洋水文、海底地形、海底沉积以及邻近本港的大风江河口的水文、泥沙等有关资料，与本次调查研究的资料进行了对比分析。

　　通过以上资料的整理、分析和研究，基本弄清了北海港水流运动的特点，明确了泥沙活动的规律。最后撰写了本研究报告，并编绘了有关图件。

　　应当指出，1964~1965年间，北海港务局勘测组、交通部水运规划设计院、第一水运工程设计勘察队与南京大学地理系等单位，曾对北海地区的水文、泥沙和波浪等情况，做过许多工作。以往的工作，大多侧重在地角以东的范围（重点在内港）。这次调查，重点仍是泥沙问题，地区则主要着眼在地角以西的扩建港区。为了有利于从根本上认识本港的地形条件和泥沙运动趋势，还适当地扩大了视野，分析和讨论了最近地质时期北海一带（包括廉州湾）海岸与海滩的形成演变过程。

　　2　北海地区海岸演变与泥沙动态

　　2.1 北海港泥沙分布概况

　　北海海岸的基本情况是：①有一条冲刷深槽，水深6~9m，自东北向西南伸延。②冲刷槽以北，是一大片砂质浅滩。③冲刷槽以南，有高起的基岩海岸。以地角为界，地角以东，是由新生代湛江系（Q1）和北海组（Q2）的砂砾、粘土层组成的台地海岸；地角西南，为由前泥盆纪变质岩系（石英砂岩、页岩、千枚岩等）组成的冠头岭、石浦山、匙羹岭等山丘，其间亦有由湛江系、北海组地层组成的台地海岸（如冠头北至匙羹岭之间）。上述台地海岸与丘陵海岸，都曾遭受或至今仍受着波浪的冲蚀，形成了陡崖。陡崖前，或发育着长条状沙坝——如北海外沙、高德外沙；或发育着水下沙坝（属潮间浅滩）与浅滩——如扩建港区。

　　在此海岸发育的影响下，北海港区的泥沙状况，亦有相应的分布规律和特点：

　　
1）冲刷深槽主要沉积着粉砂质粘土（Md小于0.01mm）。

　　2）冲刷深槽以北的大浅滩，主要为细砂（Md为0.10~0.25mm）或中砂质细砂（Md略大于0.25mm）。

　　3）冲刷槽以南的地角及其以东的沿岸沙坝（外沙），为中、粗砂；地角西南的扩建港区的水下沙坝和浅滩，主要为细砂。但水深2~3 m左右的浅滩边缘，有一中砂沉积带。

　　4）北海港深槽以西的浅海海底，主要是砂和泥的混合堆积，即由粘土质砂和砂质粘土组成。唯冠头岭东南94号样点附近的海底，有一片中砂质细砂。

　　泥沙成分的不同，或反映了动力条件的差异，或反映了泥沙来源的区别。泥沙问题研究的任务，就是要弄清各种泥沙的来龙去脉，分析它们形成、搬运和堆积的条件；区分它们是属于历史产物，还是当今发生着的过程；调查它们是在继续发生和增长，还是另有其他变化……。凡此，都是一个海岸动力与地形演变问题。因此，要正确认识本港泥沙问题，不能不首先对本区海岸演变有所瞭解。

　　2.2北海地区海岸的历史演变与泥沙动态

　　现代海岸地貌学研究认为，当今的海岸，主要是冰后期海侵后由于各种海岸动力（波浪、潮流、河流等）作用于海岸带而形成的。根据我们这次的调查，以及过去本区的研究成果和其他有关资料的分析，可将本区海岸的形成与演变，分为如下的阶段和过程：  

　　2.2.1海岸强烈侵蚀和后退时期

　　冰后期或全新世海侵前，海面比今低40~60m或更多一些，这意味着今北部湾除中心海盆的部分地区外，其他均曾是陆地。其后的大规模海侵，使海面上升，海水内侵，淹没平原和河谷。此时，北部湾即沦为海域。在此过程中，海岸遭受了强烈的侵蚀破坏和后退。

　　图3看出，北部湾东北部有一水深在15~20m以内的倾斜和缓、面积广大的由中、粗砂组成的砂质海底平原，其上有明显的下沉河谷。此砂质平原西北端始自大风江河口西侧，东南则止于雷州半岛的企水、乌石一带。这一分布情况，恰与岸上部分的由新生代湛江系、北海组砂砾、粘土层组成的陆地平原范围相衔接，说明这个砂质平原的基础，当系原湛江系、北海组砂砾平原的组成部分，海底广大的中、粗砂的分布与海岸后退的侵蚀物质残留在海底有密切关系。

　　海侵至五六千年前，海面便接近今海面水平，并逐渐稳定，海岸后退的最后位置亦逐渐固定下来，近于现海岸位置。因大风江河口至高德、北海间的湛江系、北海组地层较松散，易侵蚀，海岸后退快；而冠头岭为较坚硬的变质岩山丘，故海岸后退缓慢。由于这一差异的存在，形成了现廉州湾的海湾形势。这就是说，现代海岸的基本轮廓，主要是五六千年前的时候确定和形成的。

　　2.2.2海岸的基本稳定与近岸浅滩、沿岸沙坝海滩的发育时期

　　冰后期海侵后，在海面基本稳定的条件下，海岸的塑造过程有如下突出的两点：

　　1）波（浪）场范围内，原海侵时海岸破坏后退产生的物质（砂子等），在波浪作用下，发生再侵蚀、再搬运和再堆积的分选过程。图4中的北部湾北部和东部近岸的大片砂质浅滩的形成，即属此类型。

　　2）海湾和部分海水较深的海岸地段，最初只缓慢沉积细小的淤泥粘土物质；但在海面基本稳定的条件下，波浪恒定地冲蚀海岸，继续使海岸后退，其破坏产生的物质（砂、砾等），在波浪与水流作用下，于沿岸逐渐堆积成沙坝（沙嘴）和海滩。北海外沙、高德外沙以及扩建港区的水下沙坝（或称沙嘴）与海滩即由此形成。

　　2.2.3近代河流堆积作用与部分沿岸沙坝破坏时期

　　海侵时，河流下游沉溺，河口位置不断向陆地退缩，河口的堆积作用，亦主要是逆向上游方向的“溯源堆积”。海面稳定后，经过一段时期的过渡转变，河口堆积作用才逐渐往下游向海的方向发展。南流江是流入北部湾北部的一条重要河流。目前，南流江三角洲已向廉州湾凸伸发展，其前端已越过原海岸沙坝海滩（如西场一带，图5）向前推进，说明现代河口的堆积作用（三角洲）已逐渐取代海岸沙坝海滩的发育而变得较为重要了。

　　现代海岸塑造过程的另一个重要的现象是：由于海面长期稳定和沿岸堆积作用的发展，波浪作用于海岸的强度减弱，海岸侵蚀过程进一步减缓。基岩海岸后退作用的停止或减缓，引起沿岸沙坝海滩的供沙不足或中断（因为沿岸沙坝海滩的发育是靠波浪侵蚀基岩海岸供应泥沙的），从而导致沙坝海滩的不再发育或冲刷后退。目前正在发生着的北海外沙的后退现象，是属于后者；扩建港区的水下沙坝（或沙嘴）的不再增长发育，则属于前一种情况。

　　综上所述，北海海岸的历史演变可概括为：①冰后期海侵奠定了现在海岸的基本轮廓；②海侵后，波浪、潮流、河流等动力作用于海岸带，海岸堆积作用旺盛；③近代基岩海岸的侵蚀后退作用普遍趋于减弱或停止，引起沿岸泥沙供应的不足，同时大河河流的影响则日益明显。

　　对海岸演变与泥沙活动、变化规律的这种认识，将有助于下面进一步对本港泥沙问题的分析。

　　3　北海港泥沙成因分析

　　北海扩建港址选择在匙羹岭至冠头岭之间的海岸地段，港口的进一步发展，对深槽以北大浅滩和扩建港区浅滩的泥沙动向.以及深槽航道的变化问题感到关切。下面，具体分析这三个地区的泥沙情况： 

　　3.1关于深槽北面大浅滩的成因  

　　深槽以北的大浅滩（水深小于3m），向西延伸直至大风江河口以西的大面墩岬角附近。它东西长30km，南北宽10~12km。面积之大，范围之广，十分引人注目。所谓北海港“泥沙多”之论大概就是来源于对这个浅滩的印象吧。

　　以往，一概将这个浅滩视为“南流江河口浅滩”或南流江“水下三角洲浅滩”。依此认识，则浅滩泥沙来源于南流江，因而使人担忧南流江来沙对港口的影响。

　　可是，实际情况却并非如此。据此次调查。我们认为：北海港深槽以北的大浅滩，其主要部分不属于南流江三角洲前缘的浅滩。其泥沙主要不是现代南流江带来的。理由如下：

　　1）南流江（常乐站）年径流量52.7亿m3，年输沙量（悬移质泥沙）125.1万t。现三角洲范围仅172km2。可是，深槽以北的大浅滩（不包括大风江河口部分）面积即达210 km2。“三角洲前缘浅滩”反较三角洲面积为大，这不是一种正常状态。

　　2）河口泥沙一般是粗颗粒的泥沙在河口口门附近沉积。输出口外的泥沙应是粉砂、淤泥和胶体物质。但现在发育于廉州湾内的大浅滩，沉积物主要是细砂与中砂等粗颗粒泥沙。这一情况，也与河口来沙特点不相适应。

　　3）这种大面积的近岸砂质浅滩.并非南流江河口外独有。它在北部湾东北部沿岸广泛存在。而且许多地区的河流影响微弱，或根本与河流的作用没有关系。如白虎头一带。

　　濒临廉州湾的大风江河口上游来水量少，年径流量只有5.2亿m3 （只及南流江的1/10）。输沙甚微，但河口口外.同样发育着规模巨大（140 km2）的浅滩（拦门沙）。

　　其组成物质为细砂、粗砂与砾石。过去.对此浅滩泥沙的成因有着争议。后经研究认为：这片浅滩，是现代波浪（主要是西南大浪）作用改造冰后期海侵时破坏的湛江系、北海组海岸物质而形成的。浅滩长期处于相对稳定状态之中（见交通部第四航务.工程局设计勘察组,1968.《广西大风江河口勘察报告》。）。

　　本港深槽北面大浅滩的泥沙分选极好，分选系数在1.10~1.50。据重矿物分析得知：此浅滩的泥沙中重矿物成分，以具大量的褐黑色滚圆状物为鲜明特征。因而与南流江河床泥沙及扩建港区泥沙的重矿物成分不同。如1 2、1 3、24、26、34号样点，褐黑色滚圆状物的含量均在66％~76％；36、43、46、56号样点含量达40％~65%。这些褐黑色滚圆状物是由石英、云母以及其他类型矿物表面粘附一层铁质或含铁的泥质薄膜而成（云母表面氧化呈红褐色），并滚圆呈球状或扁平状。这都是浅滩泥沙长期遭受波浪搅动分选和氧化作用的证明。因此我们认为：本港深槽以北的大浅滩。与大风江河口浅滩当属于同一个成因类型。即浅滩的泥沙来源是冰后期海侵时海岸后退破坏产生的物质；浅滩的发育.则是海侵后这些物质（沙子）长期受波浪作用进行再分选的改造和塑造的结果。现在，浅滩不再有相同性质的新的泥沙来源补充。真正的南流江三角洲前缘浅滩与本港还相距甚远。故大浅滩不会对本港淤积问题构成威胁和重大影响。

　　3.2 扩建港区浅滩泥沙的来源

　　据地质钻探资料（图8，剖面CC’、DD’、EE’），北海港冠头角至匙羹岭扩建港区的近代沉积物（I）（钻孔中现代沉积物以下的砂砾、粘土层（Ⅱ），为海侵前基底物质，由湛江系地层及其冲刷形成的堆积物（属河流相）组成。），厚达10~15 m，由两种沉积物组成：下部为淤泥状粘土或砂质淤泥，是水流带来的细颗粒泥沙，属海湾相沉积；上部为中砂、砾砂等砂质沉积物，属海滩相沉积。它们主要是在海岸演变的第二阶段形成的。

　　以砂质沉积物为主的海滩相泥沙，是由波浪冲蚀冠头角至地角之间的海岸物质供给的。这些物质包括由：①冠头岭、石浦山、匙羹岭等变质岩系丘陵海岸受破坏提供的泥沙；②冠头北至匙羹岭间由湛江系、北海组地层组成的海岸后退产生的泥沙；③地角西南的沙坝海岸遭破坏产生的泥沙所组成。证据是： 

　　1）冠头岭、石浦山、匙羹岭等变质岩丘陵海岸受波浪冲蚀形成规模较大的陡崖（海蚀崖），陡崖下发育的岩滩宽10~60 m不等，因此产生大量的碎石块、砾石、砂与岩屑等粗粒物质。

　　2）石浦山—匙羹岭间的湛江系、北海组台地亦遭受波浪的冲蚀而后退。剖面FF’看出，原冠头角以西，亦有湛江系、北海组地层分布，但现在地表已不存在。这些原湛江系、北海组物质，被冲蚀破坏后也参加了向浅滩的运动。

　　3）扩建港区浅滩泥沙的重矿物以大量出现电气石、磁铁矿为特征。这些重矿物产于变质岩系中，且矿物磨圆较差，棱角鲜明，表明离开源地不远。这些都充分证明，本海滩的沙质沉积物，是由本段基岩海岸受侵蚀后退为其提供泥沙来源的。另从海滩上岩屑的分布状况也反映了这一点。

　　4）地角沙坝的西南侧，受波浪作用冲刷后退。波浪冲刷的沙坝物质（中粗砂含砾石），在海滩发生横向搬运，使地角以西、匙羹岭前的海滩沉积物中，物质较粗并含砾石。

　　以上只是着重分析了扩建港区海滩泥沙的来源。有关细颗粒泥沙的搬运特点和整个海滩泥沙的运移趋势，将在下面介绍。

　　3.3冲刷槽的形成和变化  

　　北海海岸有一条水深6~9m的深槽，是现今北海港航道和锚地所在。这一深槽从何而来，现状怎样，进一步开发北海港后变化又将如何?

　　3.3.1 冲刷槽的成因  

　　前面谈到，冰后期海侵奠定了现代海岸的基本轮廓，因海岸岩性不同，产生的差异侵蚀，形成了廉州湾的海湾形势。深槽即伴随廉州湾的出现，在海湾水流的作用下冲刷而形成。综合本水文测验和参考本港深槽航道外的水文资料，以及大风江河口的水文资料，可知廉州湾的水流形势如下：  

　　1）潮水初涨时，水流自东南向西北，绕过北海半岛进入廉州湾，后逐渐向北、西北偏移；

　　2）至涨急时，水流由西南而东北、向湾顶汇聚；

　　3）在落潮时，海湾水流从湾顶紧逼南部海岸（北海附近），绕地角后，向西南流去。

　　以上说明，廉州湾的地理形势，有利于涨潮水流在湾顶汇集，又可增强落潮流在南部海岸的流势，从而冲刷沿岸形成深槽。  

　　3.3.2 冲刷槽的变化  

　　深槽总的变化趋势是随着廉州湾浅滩的发育以及南流江三角洲的不断向海推进，湾顶渐渐淤浅，进入海湾的潮量逐渐减少，这将减弱落潮水流的流势，并导致冲刷槽缓慢地向淤缩方向发展。

　　深槽钻孔资料证实：冲刷槽在原海湾基底物质的砂层基础上冲刷形成。过去普遍较现在为深，如地角至第3号灯浮间达12~13 m；第3号灯浮以外，达8~10 m。

　　但现在深槽中，普遍堆积了一层厚约2~5m的细颗粒沉积物：为极松软、饱含水分的灰黑色粉砂质粘土。粉砂质粘土中，细粘粒（<0.005 mm）含量超过50％，胶粒（小于0.001mm）可达15％~35％。这一情况反映，冲刷槽确实是向淤积方向发展了。

　　然而，冲刷槽的这一淤积变化，历时较长，而且是缓慢、稳定地进行的，理由如下： 

　　1）冲刷槽是冰后期海侵后，随着廉州湾的形成，在海湾落潮水流的冲刷下产生；冲刷槽亦随廉州湾湾顶的逐渐淤浅和海湾面积的缩小而渐渐萎缩。故可以推断，深槽粉砂质粘土的沉积，应经历了最近千年以上时间的长期逐渐累积。

　　2）深槽中的沉积物——细粉砂、淤泥和粘土等，都属于悬移质泥沙。本港实测悬移质含沙量很小；垂线平均含沙量仅0.035 g/l左右，最大者为Ⅱ4站，也只有0.052 g/l。这与南流江的悬移质含沙量相较，实属很微（南流江常乐站年平均含沙量为0.143 g/l）。还需指出，由于深槽中潮流较强，水流中的悬移质泥沙能在深槽中落淤的有限，多数是输移过境。

　　3）深槽中的粘土饱含水分，呈灰黑色，具臭味，显示其长期稳定地处于水下还原环境之中。表层为黄色，为新近落淤的部分，1965年采样时，发现其黄色淤泥厚度仅1mm；本次采样亦只看到表皮极薄的一层（无法量计），呈淡黄色。此种情况，与我国有些港口常见到的黄色淤泥或浮泥厚达10~20cm（甚至更多）大不一样。它说明本港深槽的淤积变化是十分缓慢的。

　　4）比较1879年英版海图和1956年海图资料，77年间，深槽的形状和深度变化不大。但由于深槽是在向淤缩方向发展，地角外的落潮流的强度已不如过去。因而于3号灯浮处发现深槽深泓线有向南偏移的现象。

　　至于深槽中的细粉砂、细粘土和胶粒物质的来源，过去南京大学的报告（南京大学地理系,1965.《北海港回淤研究报告》。）中曾提及有二：一是由湛江系地层中的粉砂、粘土层破坏后供给；二是由南流江的细粒物质扩散而来。根据前述，深槽向淤积转变的原因，我们认为，这两种来源是存在的，不过，现湛江系海岸物质的直接破坏多不再发生，波浪分选和改造原海侵时湛江系海岸后退破坏的物质而形成的大浅滩，长期来已相对稳定，故前一种来源，现在已是次要的了。 

　　4　在现代水流、波浪条件下，北海港泥沙运动的特点和趋势

　　4.1水流特征  

　　4.1.1潮汐属正规日潮，潮差大、流速小  

　　北海港为正规日潮港。一月中大潮汛时为日潮，日潮出现的天数平均为22 d。小潮汛为半日潮，一月中半日潮平均有8 d。

　　北部湾的潮波是从琼州海峡和北部湾南部进入的。由于地形的影响，潮波发生干涉形成驻波。北海港位于北部湾东北岸，恰接近驻波的波腹处，故潮差大、流速小。

　　根据统计：最大潮差5.36 m（1967年），最小潮差0.09m（1970年），平均潮差2.59m。大潮汛时，涨潮平均流速13cm/s，落潮平均流速31 cm/s；小潮汛时，涨潮平均流速仅11cm/s，落潮平均流速为15cm/s。   

　　4.1.2 潮流仍具有往复流性质，落潮流速大于涨潮流速  

　　水文同步测验表明，本港潮流仍具有往复流的性质。初涨时水流自东南向西北，绕冠头角首先进入深槽下段（3号灯浮以南）和北部浅滩。此时深槽上段与扩建港区主要是上一潮次落潮时未及排出的水体，这个水体受涨潮流顶托和压逼，在扩建港区西南的浅滩区域发生顺时针旋转。以后，进入深槽下段和北部浅滩的涨潮流，方向逐渐向北偏转。在涨急时，水流往东北，逐渐向深槽上段（地角）集中，进入廉州湾。涨憩后约1~2 h，水流即迅速向西南方向退去。

　　一天中，涨潮历时大于落潮历时。平均涨潮历时14 h 40 min，平均落潮历时10 h 25 min。流速则恰恰相反，即大潮汛时，落潮流速大于涨潮流速。本次Ⅲ3站测量结果，涨潮最大流速为79cm/s，落潮最大流速为103 cm/s。它们分别出现在涨、落潮中水位附近。

　　4.1.3 表层余流指向西或西南，底层余流指向东或东北  

　　受风海流、径流等因素的影响，本港余流以表层指向西或西南（落潮流）方向，底层指向东或东北（涨潮流方向）为特征。

　　海上实测的海流，是由多种原因产生的综合结果。为了研究海流变化的规律，常常将其分成潮流（由天文条件影响产生的）和非潮流（由水文气象因素引起的）两部分分别进行研究。从实测海流中消除潮流部分后的剩余部分，统称为“余流”。

　　此次（5月）水文观测表明，本港的余流是表层指向西或西南（落潮方向），中、底层指向东或东北（涨潮方向），即以表层排水，中、底层进水为特征。

　　这以小潮汛时的余流分布最为明显。如位于深槽的I3站，表层余流最大值达11.5 cm/s，其他各站表层余流值为6.1~9.0 cm/s。而中、底层除Ⅱ站外，其他测站的余流值还相当大。Ⅲ4站甚至比表层还大（表2）。

　　大潮汛时，由于落潮落得低，明显受到南流江径流的影响，此外，还受观测时风的影响。在测量时吹ENE风（3级），余流以指向港外为主。以Ⅲ3站为例，表中层为WNW和SW方向（落潮方向），底层则指向SE方向（涨潮方向）。其他各站余流亦主要指向西或西南，但受地形影响，有明显的回流现象，如Ⅱ2与Ⅲ1站。

　　尚需指出，季风海流和河川径流对本港的水流运动亦有一定的影响：

　　（1）北部湾风海流对北海港潮流的影响：北部湾每年10月至翌年3月冬季季风时期，盛吹NE风；5~8月为夏季季风时期，盛吹S和SW风。可见，风海流随季风交替而变易。从图15看出，冬季在北部湾存在一个反时针向的环流，夏季恰好相反。北海港在北部湾东北岸，在环流的外围，也会受到它的影响。由于风海流和风的影响，冬季使本港落潮流得到加强；夏季则是增强涨潮流的涨势。

　　（2）南流江径流对本港的影响：本次测量得知，小潮汛时，南流江径流对本港基本没有影响，25 h全潮测量中，海水盐度多保持在30左右。但大潮汛时，在落潮中水位以后，南流江外泄径流（淡水）与北部湾高盐度海水混合形成的“冲淡水”，可影响本港。由图16看出：在低潮位前2-3 h，“冲淡水”开始影响本港盐度由原来较恒定的31.5~32.0降至24~27。涨潮后1~2h，中底层盐度略有回升，但深槽上段（3#灯浮以北）和扩建港区表层的“冲淡水”因受冠头角进入的涨潮流顶托影响，逐渐被压向岸边，并一直维持到涨潮中水位前后。其最低盐度值（约19~20），在Ⅲ4和Ⅲ3站出现在涨潮后3 h；而深槽以南的Ⅲ2和Ⅲ1站，则出现在涨潮后6~7 h。扩建港区浅滩大面积点测的盐度资料亦有反映：在涨潮至中水位前后，冠头角至地角间的浅滩地区，深2.5m以浅水层的含盐度一直较2.5 m以深的水层为低。以上情况表明，南流江的“冲淡水”对扩建港区是有影响的，特别是5~8月份南流江径流量（占全年径流总量的68％）较大的时候。

　　4.1.4受局部地形影响，大潮汛涨、落潮过程，在一些地段有回流现象发生

　　（1）冠头角以北浅滩地区的涨潮回流区：这一现象发生在涨潮开始至涨潮中水位以前一段时间。这是由于自东南向西北的涨潮流（以后逐渐向北偏转），受冠头角岬角的影响而产生的。由图17可见，此回流现象发生在冠头角与石浦山之间的浅滩地区：涨潮时，由于涨潮流绕冠头角向北逐渐偏转，上一潮次落潮未及排出的”冲淡水”，被逼向匙羹岭—地角的海湾（测点4号、5号、6号、7号），部分”冲淡水”则被顺时针旋转的回流压至油码头以北的岸边。因此，在3号测点附近，形成一个高盐中心（相对于低盐水而言），并以此为中心分别向南北两翼，含盐度渐减。

　　（2）地角以西匙羹岭附近的浅滩落潮回流区：这一现象发生在落潮中水位前后，历时3~4 h之久。由第三次水文同步测验得知，8日23时至9日1时为潮流落急阶段，这时位于深槽的Ⅲ3站的表、中层流速达80~103cm/s，流向260°左右；浅滩上的Ⅲ1站，亦是最大流速（20~25cm/s）出现时刻，但流向却为10°~20°；位于滩槽过渡带的Ⅲ2站，中、表层流速都较落急前的流速（50~80 cm/s）急剧减少；最小流速仅5cm/s，流向指向WNW（280°~300°）。回流的产生乃是由于落潮时深槽水流向西，越过地角嘴后，在浅滩处造成一个水流低压区，因而形成反时针方向的回流，流速以滩槽过渡带为最小。 

　　4.2波浪概况  

　　
本港缺乏长期的系统的波浪观测资料。北海港务局曾于1964年7月和1964年10月分别在现港口外和地角各设一波浪台进行了观测。至1965年3月观测停止。1967年1月至1968年9月，北海海洋中心站继续在地角进行了一年零九个月的观测。但本港各段海岸走向不同，所受波浪影响亦很不一致。总的情况来看，本港以北向波浪和西南向波浪影响为主。

　　4.2.1北向波浪  

　　北海港的北向波浪，主要受制于风。据统计，北海全年常风向为北风，频率21％（偏北方向NW~NE风的频率为34.7％）。每年9月起至翌年3月，均是北风占优势（频率为22％~44％）。本港强风向与常风向一致，都是北风。由表3看出：冬半年（9~3月），均以北向波浪占优势（频率18％~47％）。但是北风吹程短，加之廉州湾浅滩面积广大，作用于海岸的北向波浪强度不大。据1967年资料，北向波浪平均波高仅0.8 m。北海港务局波浪站曾在一次强风过境时测得最大波高2.5 m（5级浪）。但据北海气象台1961~1970年资料，在10年间，台风侵袭本港时瞬时极大风速达34.2~37.8 m/s（大于12级）者共四次，风向为N、E、ESE和SSW各一次（见《北海港”五五”规划说明书》表2-3），故最大台风侵袭时引起的北向波浪的最大波高当较现在的为大。   

　　4.2.2 西南向波浪  

　　本港夏季转吹偏南风。6~8月，以.西南风为主。但由于西南风吹程长，再加上西南涌（由北部湾南部传入的“长浪”）的影响，故西南向波浪对本港的作用不能忽视。由表3看出：每年5~8月，北海港以SSW方向的风浪为主（频率9~27％），这期间涌浪频率可达5~25％，波向为NW。西南风浪和涌浪传至地角附近，都已经过折射和散射作用的消能过程。故该处波高变小，最大波高0.7~1.1 m。

　　冠头角至匙羹岭间的扩建港区，海岸走向为东北—西南向，水域开阔。据访问，此处受西南向波浪的影响较大，但缺乏具体观测资料以为佐证。故引用涠洲资料作为参考：本港在涠洲岛正北方，相距48 km。该岛6~8月，以SSW向风浪为主（频率21~34％），4~9月还出现涌浪，波向亦为SSW，频率4~38％。最大波高为4.8 m，出现在SSW方向（图19，表3）。 

　　西南向波浪，传到北海半岛西南方的浅滩，由于等深线拐弯多，波浪散射消能，继续传冠头南岬角后，又受到岬角礁石阻挡，一部分发生破碎，一部分发生绕射和折射后传至扩港区的西南端，然后进入扩建港区的浅滩。由于几经周折，能量消耗，波高亦逐渐减少，波向亦由SW→WSW→NW偏转。

　　据访问，冠头角油码头，在四级风浪时。已不能靠船。扩建港区浅滩受SW浪影响较大地方，在冠头角至石浦山的西北方向的浅滩，水深2~3 m左右的地带，其中尤以浅滩边地带51、52号样点附近的波浪作用力为强，这是由于波浪折射时，波向线于此辐聚，波能集中的缘故，这在海滩沉积物性质与重矿物特性上有明显的反映（见下节）。至石浦山以北，波浪继续衰减，但西南浪仍能冲刷匙羹岭—地角间的沙坝岸滩，使之缓慢侵蚀后退。

　　4.3 在现代水流、波浪作用下，北海港泥沙运动的特点和趋势  

　　如前所述，本港深槽南、北两个浅滩上的泥沙，主要是过去历史的产物。现今只有局部地段的基岩海岸仍受着波浪冲刷和南流江径流的影响等两个方面提供着新的泥沙来源。然而，事物都在不停地运动和变化中，属于历史产物的浅滩泥沙，在现代水流、波浪作下，仍有一定的移动和变化；局部地段基岩海岸被侵蚀的泥沙以及南流江来沙，亦有着较殊的运移和沉积过程。具体说来，本港泥沙运移的特点与趋势是：

　　1）深槽以北的大浅滩，其中心部分（水深l m以内的浅滩），受波浪作用最强烈，粉以下的细颗粒泥沙含量很少（小于10％），因为它们易被波浪搅起让水流带走。因此，这里泥沙分选最佳（分选系数1.10~1.50），留下的只有颗粒较大的细砂（占50％~80％）和中砂（占10％~50％）。

　　由波浪搅起的粉砂（主要是粗粉砂），主要被落潮流往浅滩西南方向搬运，其中大部分沉积在水深2~5 m的浅滩上，少部分可向深槽（地角以西）扩散，特别是向深槽南段扩散明显（68、74、75、84号样点）。

　　2）匙羹岭一冠头角扩建港区，水深2~3 m左右的浅滩西北、西南边缘地带，为一中砂分布地带（图21中见到以58号样点为中心,出现一呈椭圆状分布的中砂带,据瞭解该处曾人工抛沙,故这片中砂不是原来有的。）。这是因为波浪作用于扩建港区的浅滩，首先在这里破碎掀沙，中砂颗粒粗大，多被留在原地（其含量可达50％~94％）。图7中看出，该处以出现较多的黑褐色滚圆状物为特点（含量达15％~28％），这可作为这里受波浪作用较强的佐证。然而。此处的细砂则被波浪掀动，一部分随落潮流带走扩散于冠头角西北的深槽航道入口处（67、75、76号样点）；另一部分则被拍岸浪和波流带至潮间带浅滩，形成石浦山以西的浅滩沙嘴。

　　关于扩建港区波浪掀沙，波流搬运细粒泥沙的现象，在第Ⅱ次水文同步测验中有所表现。测验时，盛吹偏南风（2~3级，阵风4级），有西南方向涌浪，于冠头北山下的沙嘴根部曾观察到波浪破碎现象，其产生的浑水区缓慢地向东北方向扩散。由含沙量过程线对比分析看出：Ⅱ3与Ⅱ2站分别位于深槽和深槽边缘，其含沙量的峰与谷两起两落，分别与涨、落潮相对应，体现了潮流搬运泥沙的特点。但位于浅滩上的Ⅱ4与Ⅱ1站，其含沙量过程线却迥然有别：表现为沙峰一起一落，沙峰与沙谷持续时间长，而与涨、落潮流的变化没有直接联系。Ⅱ4站的含沙量于5月3日19时开始上升，翌日1~5时出现高峰；而Ⅱ1站则相应落后，4日7时才出现高峰，并一直持续到17时，这体现了波浪掀沙、波流搬沙的特点。

　　3）深槽中，水流搬运的细粉砂（Md=0.05~0.01mm）、淤泥（Md=0.01~0.005 mm和粘土（Md小于0.005 mm）等细颗粒泥沙，主要随潮流输移。I2、I3、I4站，与Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4站在落急时出现含沙量高峰，即为其例。

　　但流速减少至10~20 cm/s时，部分悬移质泥沙可发生沉积。这一沉积过程，小潮汛可发生在涨平（即平潮）、落平（即停潮）阶段，如Ⅱ2、Ⅱ3站。大潮汛时可发生在初涨到中水以前，如Ⅲ4站在初涨至中水位前，表层为“冲淡水”。底层则出现含沙量高峰（0.07~0.09 g/l）。但此时流速仅5~10 cm/s。Ⅲ3站也有类似情况。

　　前已指出，大潮汛时，初涨至中水位以前，由冠头角进入的涨潮流，最初向西北，随后向北偏转。深槽中，上一潮次落潮未及排出的水体（多为“冲淡水”），受涨潮流顶托而倒流，部则被压向岸边浅滩，产生了回流现象。深槽中的细粉砂与淤泥物质，正是此过程中沉积的。例如：①深槽中，细粉砂和淤泥的10％等值线均表现为朝东北方向开口，西南端闭口，它显示了泥沙是来自东北方向；②闭口一端可视为泥沙落淤的起点；③淤泥与细粉砂相比较可以看出，淤泥含量10%的等值线范围小，淤泥落淤的点（即闭口一端的起点），亦向上游收缩；这是因为细粉砂与淤泥颗粒大小的不同，冲淡水在涨潮时的回水过程中，发生了重力分异的沉积过程。然而，粘土（Md小于0.005 mm）由于其具有化学沉积的特点，却不完全服从重力分异规律，而可扩散至更为广泛的范围。但应指出，这些细颗粒悬移质泥沙，不论细粉砂、淤泥或粘土，都只在沉积环境较为稳定、受波浪搅动或波浪作用微弱的地区才能保存下来。本港深槽和地角西南浅滩回流区，则具这样的条件。由图24、图25和图26看到，这些细颗粒泥沙主要分布在这两个地区。

　　4）地角—冠头角间海岸受西南向波浪的冲蚀，产生的砾石和砂，在波浪作用下，沿岸向东北移动。而冠头南岬角以东的泥沙，则向南湾方向移动，对扩建港区没有影响。以上情况，可从有关堆积现象（如砾石堤的高度和伸延方向以及砾石的大小）的变化可以证明。具体情况，过去的资料中已有介绍，在此无需赘述。

　　5　扩建港区泥沙条件评价

　　5.1扩建港区泥沙特征与泥沙运动特点   

　　综前所述，扩建港区的泥沙特征与泥沙运动特点，可归纳为以下几点：

　　1）扩建港区浅滩与海岸的泥沙厚达l0~15 m，上部5~6 m主要是海滩相的中砂和细砂，下部则为海湾相的松软粉砂质粘土和淤泥。海滩相泥沙主要是波浪侵蚀附近基岩海岸的物质而产生的。这些泥沙大部分都已属于历史的产物，现泥沙补给已处于减弱状态中。

　　2）受西南向波浪作用，海滩与海岸泥沙运动的总体方向是由西南往东北。泥沙搬运的力量逐渐向东北减弱，从而产生海滩沙嘴与沿岸砾石堤的堆积。

　　冠头北至石浦山之间发育的以细砂为主的沙嘴（淡水沙沙嘴），是由于波浪掀动浅滩西南边缘-2~-3 m左右地带的泥沙，进而由波流发生横向（由海向岸）搬动而产生的。但-2~-3 m左右的浅滩边缘地带的细砂，受波浪掀动后，部分被落潮流带走扩散于深槽中。故该地带泥沙处于散失过程中，它意味着沙嘴发育的泥沙来源的减少。因此，现沙嘴由于泥沙补给的不足，不再增长，甚至略有冲刷和衰退。

　　3）石浦山至匙羹岭间由湛江系、北海组地层组成的海岸，曾因海岸后退，提供了形成地角沙嘴的部分泥沙来源。1879年的海图看出，地角沙嘴原西侧面积较现在为大，沙嘴岸线由匙羹岭西端山脚往东北，直接地角嘴尖端。但现在沙嘴岸线改由匙羹岭北端山脚往东北方向伸延.沙嘴岸线侵蚀后退了250~450m。这一现象发生，是由于石浦山一匙羹岭间的湛江系、北海组海岸已不再提供泥沙来源引起的。

　　4）地角嘴以西的浅滩，因潮流落急时于此产生回流，可带入悬移质泥沙。大潮汛涨潮开始至中水位前，受外海涨潮流顶托，落潮时未及排出的水体（表层为“冲淡水”），由深槽压向岸滩发生回水现象。在此过程中，亦可将悬移质泥沙带入浅滩发生沉积（细颗粒泥沙的这种沉积作用，在这里尚属海湾环境时意义较大）。但目前为海滩条件，由于浅滩波浪作用的影响（除石浦山一匙羹岭间的一段浅滩外），已经沉积的细颗粒泥沙又能再被波浪搅起为水流带走，所以现在看到，扩建港区的浅滩泥沙中，粉砂以下的细颗粒泥沙含量很低。  

　　5.2 扩建港区泥沙条件评述  

　　根据以上对扩建港区泥沙来源与运动特点的分析，我们对扩建港区的泥沙条件具有如下的认识：

　　5.2.1 泥沙条件评价

　　1）扩建港区的泥沙多为历史的产物,现海岸侵蚀作用已大大减弱或停止，由此造成供沙不足现象；同时，潮流携带入港的悬移泥沙也甚少（测站垂线平均含沙量仅0.035g/l）。这都说明港区的泥沙来源少。有比较才能鉴别，与我国南、北方其他一些港口比较，我们认为，北海港泥沙来源少，航道水深较稳定，进港航道短，特别是没有碍航的拦门沙问题等，说明港口的泥沙条件是优良的。

　　2）今后泥沙方面的主要问题是港口的进一步发展，如港池的开挖，突堤的修筑，入港航道的浚深.会破坏现有的动力条件长期以来形成的相对平衡状态，引起原地泥沙的重新移动，从而对港口回淤产生的影响。

　　5.2.2 泥沙条件与港口设计有关的问题

　　我们认为在进行港口设计时，有下列泥沙问题应该引起重视和注意：

　　（1）突堤西南侧泥沙的充填问题：突堤式码头由岸向海突伸，将阻挡海滩与海岸泥沙向东北方向正常运移，造成突堤向风一侧泥沙的填淤。本区以西南波浪作用为主，泥沙总的移动方向是向东北。今后将主要于突堤的西南侧发生淤积。

　　例如，冠头角油码头，由岸筑突堤长约126m，于l970年建成。突堤的修筑阻挡了沿岸砾石的正常运移（这些砾石，来自码头南北的海岸岬角侵蚀物质，因人工开采岩石，更提供了丰富的岩石碎屑）。堤两翼都发生冲填淤积现象。其中尤以西南翼填淤为甚。据访问，1973年已见西南翼堆积的砾石绕过突堤前端来到北侧；与此同时，突堤前端的水下部分（为砂砾）也有所淤浅（如过去水下浅滩上有许多建筑用的碎石，但现已为泥沙填没）。

　　地角海军码头修筑后发生的变化，又是一例：地角嘴—匙羹岭间的地角沙坝岸滩在西南波浪的作用下受到冲刷后退。被冲刷的泥沙，主要发生横向搬运，散失于近岸水下浅滩；但一部分泥沙也发生纵向运移，绕过地角嘴，来到地角嘴的东侧。但码头修筑后，破坏了沿岸泥沙的这种正常运移，造成码头西南侧泥沙的阻积（淤积30 m）。而东北侧则因码头切断了地角嘴西边来沙的补给线，在北向波浪作用下发生了冲刷现象。岸滩后退20m。

　　因此，可以预测，本港扩建工程修筑后，亦会于突堤西南翼发生类似的淤积现象。这种淤积现象有两种：①潮间带，主要是砾石、粗砂等粗大碎屑物纵向搬运的阻塞堆积；②水下浅滩部分。将主要是细砂物质的横向搬运，使突堤西南侧的充填角进一步淤浅。

　　（2）潮流落急时于港区产生回流的影响问题：我们认为，潮流落急时于港区发生回流带进的悬移质泥沙，虽然量少，但对港池的回淤仍能产生一定的影响。原因是，港池为半封闭状态，波浪作用变得十分微弱。回流作用带入的细颗粒泥沙一旦落淤，便不易被搅动由水流带走。如果港池浚深的深度超过深槽航道的深度，还会引起深槽的松软粉砂质粘土向港池流移。

　　（3）港池开挖后，港池周围浅滩泥沙塌陷与渗漏对港池的影响问题。

　　泥沙方面的条件，主要有以上三方面的情况，在港口规划与码头设计时应该加以注意。上述问题中，以第一条较为重要，在码头设计时有必要考虑采取一定的工程措施，防止西南波浪作用下泥沙的活动对港池产生影响。我们认为，只要港口设计与工程布置合理，以及辅以一定的工程措施，上述问题都不准得到解决。

　　6　结　语

　　北海港是我国北部湾沿岸的一个重要港口。通过此次泥沙问题的研究，我们认为，进一步开发北海港，泥沙并不是一个突出的障碍问题。该港有一天然深槽（落潮冲刷槽）发育，深槽虽处于淤缩过程中，但本港泥沙来源少，淤积过程缓慢。深槽北面的大浅滩的泥沙，除有少量的粗粉砂物质可向深槽下段扩散外（粗粉砂只占深槽沉积物的10％~20％），对本港没有重大的影响。扩建港区的浅滩泥沙，主要为历史性的产物，目前泥沙补给处于不足的状态中。今后，在此扩建新港，泥沙方面的主要问题，是工程的兴建，使原有泥沙动力条件的平衡状态受到破坏，因而引起就地泥沙发生运移对港口回淤造成的影响。但这一影响只要港口设计合理，并辅以一定的工程措施.是可以得到解决的。

　　本成果完成于1974年。原载:海岸动力地貌学研究及其在华南港口建设中的应用（杨干然等着）.广州:中山大学出版社,1995,23~52.合作者:杨干然,应秩甫,吕全荣和邓铁殷等。