重开胶莱运河可行性研究的数值模式及其方案设想

乐肯堂 王凯 陈斌

（中国科学院海洋研究所）

1问题的提出

胶莱运河是一条历史上的运河。该运河第一次开挖成功于元朝统一中国后的1282年，当时设有胶莱海道运粮万户府为其管理机构。1290年，由于当时运河自身的缺陷和其他原因，胶莱海道运粮万户府被撤销。此后，该运河便萧条荒废。后来在明朝中叶（1537），它再次被疏浚，并开通了马濠河段，此后该运河又正常运行。遗憾的是，这次疏浚后，该运河也只正常运行了十几年的时间（孙北林，2005）。

近两年来，有人提出了重开胶莱运河的设想（齐鲁晚报，2004年8月31日）。其目的是通过开凿胶莱运河，“贯通莱州湾，胶州湾两湾，形成渤、黄两海大环流，以加快海水吸纳消化污染物的速度，再现山东黄金海岸的碧海蓝湾”。当然，如果胶莱运河重新开通后如设想所预期，其意义可能是多方面的。比如，将可开辟便捷的渤海和黄海之间的海上直线通道，使潍坊成为重要的海河港的城市；有利于建设两湾和运河两岸生态经济带和运河城市走廊；还可使胶东半岛成为全国最大的人工岛，运河两岸将形成新的旅游热线（齐鲁晚报）。甚至，有人提出可从根本上解决沿河两岸水旱灾害，彻底解决区域性的缺水矛盾，而且有综合性的经济效益，并且具有重大的国防意义（王德枢，2005）。

据该报报导，对于此运河的开挖，可设想两套方案：其一是直线开通，形成长约110公里的运河；其二是沿古胶莱运河走向拓宽拓深，形成一条长约130公里的曲线运河。

这一重开胶莱运河的设想自提出以来，已得到山东省政府和有关部门的重视。问题在于，这一设想在科学上是否合理，在工程上是否可行，在经济上是否合算？为了回答所有这些问题，建议有关部门设立一个关于该项目的可行性的预研究项目，以论证该项目的必要性和可行性。

从海洋科学上看，为了重开胶莱运河，必须要回答下列诸问题。

1、运河中水的流向问题。在自然状态下，运河中的水是从胶州湾流向莱州湾，还是呈向反方向流动，或有其他情况（一段时间是向一个方向流动，另一段时间又呈反向流动等）？

2、两湾的水交换问题。通过重开胶莱运河能否如设想的那样解决污染问题？

3、海水浸染问题。重开运河后，运河周边区域的地下淡水是否会遭到海水浸染？

4、对两湾海域的生态环境的影响问题。运河开通后，原有海区的生态环境的变化将对区域生态系统产生什么影响？例如，原有海区的生物种群因水质的变化将会产生什么变化？

5、运河的存续期问题。历史上曾两次开通胶莱运河，每次的存续时间仅10余年，主要问题在于河道的淤积。在现在的条件下这个问题是否有可能获得很好的解决？

2 从两湾的现有资料看数值模拟的必要性

提出开挖胶莱运河设想的前提之一是“目前莱州湾和胶州湾存在较大落差”（齐鲁晚报）。如果情况如设想者所云，那么胶莱运河开通后，海水就可以从潮位较高的莱州湾沿运河流入胶州湾，然而再从胶州湾流入到黄海，以便形成渤海水通过运河进入黄海，从而可以改善两湾的生态环境。

鉴于目前还没有针对该运河设计方案所建立的相关海洋测站与资料，这里只能根据以往的有限资料作一些初步的静态分析。

2.1 莱州湾

莱州湾位于山东半岛西北，西起现在的黄河口（37°39′N，119°16.6′E），东迄屺母岛高角（37°41′10″N，120°13′10″E）。湾宽96公里，海岸线长319.06公里，面积6966平方公里。最大水深18米（屺母岛高角外），湾内大部分水深均在10米以内。

根据《中国海湾志》提供的1980年代的潮汐资料，可以看出莱州湾潮汐性质的概况（表1）。由表1看出，各站K值都在0.5以上，2.0以下，故莱州湾属于不规则的半日潮海区。

表1  潮汐类型系数K值