五、重开胶莱运河可行性研究的数值模式及其方案设想

来源:乐肯堂   发布时间:2015-05-21 03:32:56 

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,2004831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°39N119°16.6E),东迄屺母岛高角(37°4110N120°1310E)。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(屺母岛高角外),湾内大部分水深均在10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。

1 潮汐类型系数K

莱州湾

测站

清水沟

广利港

羊角沟

西大拐

潍河口

刁龙嘴

界河口

屺母岛

龙口

K

0.89

0.91

1.14

0.79

1.06

0.88

0.97

1.02

0.92

胶州湾

测站

阴岛

沧口水道

大港

团岛

后岔岛

黄岛

大石头

K

0.39

0.41

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