圍填海對(duì)渤海灣泥沙沖淤的影響

王瑞清，閆 偉，丁 磊

(1.海洋資源化學(xué)與食品技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457；2.天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津 300457；3.天津臨港建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，天津 300452)

在渤海灣進(jìn)行的圍填海工程，使得岸線變化十分明顯[1]，導(dǎo)致渤海灣海域面積持續(xù)萎縮，進(jìn)而帶來(lái)水動(dòng)力環(huán)境的變化[2]。水動(dòng)力條件的改變也會(huì)影響泥沙輸運(yùn)，引起床面地形的沖淤變化，特別是港工建筑物附近，這種變化將更為劇烈，從而會(huì)威脅建筑物自身的安全。在變化的動(dòng)力環(huán)境條件下合理預(yù)測(cè)海域泥沙沖淤分布和發(fā)展趨勢(shì)，可以為及早采取防護(hù)措施提供依據(jù)，因而深入探究圍填海對(duì)渤海灣泥沙沖淤的影響很有必要。

已有一些學(xué)者在圍填海對(duì)泥沙沖淤的影響方面進(jìn)行了研究。孫麗艷等[3]采用平面二維懸沙模型，比較了純潮作用下2005 年和2013 年曹妃甸海域的沖淤情況。陸永軍等[4]采用考慮波流耦合的平面二維輸沙模型，研究曹妃甸前島后陸的圍墾方案引起的沖淤問(wèn)題。結(jié)果表明甸頭前沿深槽年沖刷0.15～0.48 m，東側(cè)前沿沖深 0.09～0.27 m，老龍溝航槽年回淤0.06～0.83 m。Liang 等[5]研究波流共同作用下2006年—2010 年曹妃甸航道-淺灘系統(tǒng)的形態(tài)變化，結(jié)果顯示：圍墾位置對(duì)地形的影響大于圍墾規(guī)模的影響，導(dǎo)致淺灘減少，航道淤積。陳丹茜[6]利用實(shí)測(cè)資料對(duì)比了2009 年—2015 年天津港圍填海工程對(duì)沖淤的影響：北部向陸的單寬輸沙率增加，南部向陸的單寬輸沙率減小。徐棟等[7]利用實(shí)測(cè)資料討論了黃驊港岸段在進(jìn)海路修建情況下的沖淤情況，認(rèn)為處于動(dòng)態(tài)平衡或略微沖刷的狀態(tài)。匡翠萍等[8]利用MIKE 軟件分析了黃驊港一期工程和外航道整治工程后兩種工況下泥沙濃度的變化。整治工程后，近岸最大懸沙濃度較一期工程明顯減少。除此之外，還有學(xué)者研究波浪在其中的作用。滕涌等[9]利用ECOMSED(estuarine coastal ocean model with sediment transport)模型模擬了渤海灣2004 年11 月平均泥沙濃度，發(fā)現(xiàn)考慮波浪時(shí)的泥沙濃度較未考慮波浪時(shí)高2～4 倍，而且更接近觀測(cè)值。Zhang 等[10]利用波-流-泥沙耦合模型模擬了珠江口泥沙輸運(yùn)問(wèn)題，表明波流共同作用時(shí)，模型精度提高了約34%，均方根誤差減小了約38%。

綜上所述，現(xiàn)有研究主要圍繞單一圍填海工程對(duì)泥沙沖淤的影響開(kāi)展工作，為后續(xù)深入研究奠定了基礎(chǔ)，然而關(guān)于渤海灣內(nèi)多個(gè)圍填海工程共同對(duì)泥沙沖淤的影響研究還相對(duì)較少，而且已有工作中考慮的水動(dòng)力條件較為單一，對(duì)波浪影響效應(yīng)的認(rèn)識(shí)尚顯不足。因此，本文在先前建立 FVCOM(finite-volume coastal ocean model)-SWAN(simulating waves nearshore)耦合模型[2]的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立三維泥沙輸運(yùn)模型[11-13]，探究波流共同作用下圍填海對(duì)渤海灣泥沙沖淤的影響，并比較考慮波浪作用與否的差別。

1 模型設(shè)置

本文沿用了先前工作[2]中圍填前后的模型設(shè)置，采用 2000 年渤海灣岸線代表圍填前的情況，用從2010 年遙感數(shù)據(jù)中提取的岸線[1]疊加《天津市海洋功能區(qū)劃(2011—2020 年)》和《河北省海洋功能區(qū)劃(2011—2020 年)》中的圍填海部分代表圍填后的情況，其計(jì)算區(qū)域岸線和水深分布如圖1 所示，圖中還顯示了下文用于模型驗(yàn)證的測(cè)站位置。

圖1 計(jì)算區(qū)域岸線和水深分布Fig.1 Shoreline and water depth distribution of calculation area

FVCOM-SWAN 耦合模型與泥沙模型均采用相同的三角形網(wǎng)格，在渤海灣區(qū)域進(jìn)行局部加密，最小網(wǎng)格尺寸為 300 m，開(kāi)邊界處最大網(wǎng)格尺寸約為10 000 m。模型網(wǎng)格點(diǎn)上的水深數(shù)據(jù)均由 Choi 等[14]提供的1′×1′的東中國(guó)海水深數(shù)據(jù)插值得到。需要說(shuō)明的是，為了突出岸線變化對(duì)泥沙沖淤的影響，參考Liang 等[5]的處理方式，圍填前后均采用上述同樣的水深數(shù)據(jù)。開(kāi)邊界潮位數(shù)據(jù)通過(guò)OTPS(OSU tidal prediction software)計(jì)算得到[15]，表面風(fēng)場(chǎng)采用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)提供的 CFSR(climate forecast system reanalysis)的 10 m 風(fēng)速資料。FVCOM 模型垂向采用σ 坐標(biāo)系，共分11 層，外模的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為5 s，內(nèi)外模的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)比為3∶1，SWAN 模型的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為15 min。兩模型各自運(yùn)行，每30 min 進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換。FVCOMSWAN 耦合模型中底部切應(yīng)力采用Soulsby[16]給出的公式進(jìn)行計(jì)算。泥沙模型在FVCOM 模型中運(yùn)行，采用單組分泥沙進(jìn)行計(jì)算，時(shí)間步長(zhǎng)取為15 s。泥沙的中值粒徑取0.03 mm，其他主要參數(shù)根據(jù)實(shí)測(cè)資料率定獲得，其中泥沙沉速為 0.4 mm/s，侵蝕率為6×10-6kg/(m2·s)，臨界切應(yīng)力為0.02 Pa。

2 模型驗(yàn)證

本文關(guān)于FVCOM-SWAN 耦合模型水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證已在先前工作[2]中完成，這里將分別從含沙量和床面沖淤兩方面給出泥沙模型的驗(yàn)證結(jié)果。分別選取V1 測(cè)站(117.884°E，39.044°N)、V2 測(cè)站(117.895°E，39.077°N)和 V3 測(cè) 站(117.915°E，39.108°N)的2019 年12 月27 日9 時(shí)至28 日12 時(shí)以及 Z1 測(cè)站(117.874°E，39.127°N)、Z2 測(cè)站(117.895°E ，39.100°N) 、Z3 測(cè) 站(117.942°E ，39.146°N)、Z4 測(cè)站(117.955°E，39.113°N)、Z5 測(cè)站(118.006°E ，39.161°N) 和 Z6 測(cè) 站(118.002°E ，39.120°N)的2022 年4 月17 日9 時(shí)至18 日10 時(shí)的含沙量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算值進(jìn)行比較，結(jié)果如圖2、圖3 所示，可見(jiàn)兩者吻合較好。選取Kuang 等[17]關(guān)于黃驊港附近海域2003 年10 月10 日12 時(shí)至13 日12時(shí)3 d 的床面沖淤數(shù)值模擬結(jié)果(以下簡(jiǎn)稱(chēng)文獻(xiàn)結(jié)果)與本文計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果如圖4 所示。由圖4 可見(jiàn)，本文得到的黃驊港東西兩側(cè)近岸區(qū)域處于淤積狀態(tài)，東西兩側(cè)離岸區(qū)域處于沖刷狀態(tài)，這與文獻(xiàn)結(jié)果相近，但西側(cè)離岸區(qū)域的沖刷面積比文獻(xiàn)結(jié)果大。同時(shí)，由于本文圍填前岸線未包含濱州港部分，因此沖淤結(jié)果未體現(xiàn)濱州港的影響。黃驊港附近海域沖淤量值也與文獻(xiàn)結(jié)果較為接近，大部分結(jié)果在-0.05～0.05 m 范圍內(nèi)。綜上所述，本文所采用的模型能夠較好地反映渤海灣海域水體含沙量的變化過(guò)程，并在一定程度上反映渤海灣較大范圍的床面沖淤情況，將被應(yīng)用于下文的研究。

圖2 V1—V3 測(cè)站垂向平均含沙量的實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的比較(2019年)Fig.2 Comparison of measured and computed depthaveraged sediment concentration at V1-V3 stations(2019)

圖3 Z1—Z6 測(cè)站垂向平均含沙量的實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的比較(2022年)Fig.3 Comparison of measured and computed depthaveraged sediment concentration at Z1-Z6 stations(2022)

圖4 黃驊港附近海域床面沖淤的比較Fig.4 Comparison of simulated bed change around Huanghua Port

3 結(jié)果分析

本文選取2000 年2 月波流共同作用下渤海灣圍填前后的泥沙輸運(yùn)計(jì)算結(jié)果分析圍填海對(duì)泥沙沖淤的影響。同時(shí)，在其他條件相同情況下，對(duì)未考慮波浪作用的渤海灣圍填后泥沙輸運(yùn)進(jìn)行模擬，比較波流相互作用與否的差別，并對(duì)波浪對(duì)泥沙的影響進(jìn)行分析。

3.1 圍填海對(duì)渤海灣泥沙沖淤的影響

3.1.1 含沙量

分別對(duì)2000 年2 月中出現(xiàn)的所有漲急、落急時(shí)的垂向平均含沙量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均。漲急、落急時(shí)渤海灣圍填前后月均垂向平均含沙量差值圖(圍填后減去圍填前的對(duì)應(yīng)結(jié)果)如圖5 所示。

圖5 渤海灣圍填前后月均垂向平均含沙量變化圖Fig.5 Variation of monthly-averaged and depth-averaged sediment concentration before and after land reclamation in the Bohai Bay

由圖5 可知：圍填后，曹妃甸一港池和二港池以及納潮河道在漲急、落急時(shí)含沙量較圍填前均呈不同程度的減小，減幅大多在0.1～0.2 kg/m3。同時(shí)，漲急時(shí)曹妃甸東北部三港池口門(mén)右側(cè)及其鄰近內(nèi)部水域含沙量增大，增幅在0.05～0.2 kg/m3，其他位置含沙量減少，減幅在0.15～0.2 kg/m3。落急時(shí)三港池含沙量增加區(qū)域退回至口門(mén)外部，特別是口門(mén)右側(cè)附近，增幅在0.05～0.2 kg/m3，含沙量減少區(qū)域已幾乎覆蓋整個(gè)三港池內(nèi)部水域，減幅在0.1～0.2 kg/m3。天津港附近海域漲急、落急時(shí)含沙量減小的范圍較大，各功能區(qū)外邊界附近海域減幅為0.07～0.13 kg/m3，含沙量減幅為0.02～0.05 kg/m3的海域范圍進(jìn)一步向外海擴(kuò)展，且落急時(shí)的擴(kuò)展范圍比漲急時(shí)大。同時(shí)，在南港工業(yè)區(qū)附近海域也出現(xiàn)了含沙量增加0.1～0.2 kg/m3的情況。黃驊港附近海域漲急、落急時(shí)含沙量變化幅度為0.02～0.1 kg/m3，渤海灣中部含沙量變化幅度小于0.01 kg/m3。將上述圍填前后含沙量變化分布與先前工作[2]中給出的相應(yīng)水動(dòng)力變化分布進(jìn)行比較，結(jié)果表明兩者的變化是一致的，含沙量的變化與水動(dòng)力的變化密切相關(guān)。

3.1.2 懸沙通量

為了進(jìn)一步分析圍填前后泥沙輸運(yùn)方向和強(qiáng)度的變化，本文參考羅克志等[18]的計(jì)算方式，分別計(jì)算了圍填前后2 月大潮期間兩個(gè)連續(xù)潮周期單位寬度過(guò)水?dāng)嗝娴膽疑硟糨斠屏?后文簡(jiǎn)稱(chēng)單寬懸沙通量)，結(jié)果如圖6 所示。

圖6 渤海灣圍填前后單寬懸沙通量圖Fig.6 Suspended sediment flux per unit width before and after land reclamation in the Bohai Bay

由圖6 可知：圍填前渤海灣泥沙輸運(yùn)方向主要是由東向西的向岸輸運(yùn)，至天津港外海后分成兩股，一股向西北灣頂輸運(yùn)，自灣頂沿岸線折返經(jīng)曹妃甸向?yàn)惩廨斶\(yùn)，單寬懸沙通量為0.03～0.09 kg/(m·s)。另一股則轉(zhuǎn)向西南方向至黃驊港海域附近，單寬懸沙通量為0.02～0.05 kg/(m·s)。從泥沙輸運(yùn)強(qiáng)度分布來(lái)看，渤海灣遠(yuǎn)離圍填海域的單寬懸沙通量較小，在0.02 kg/(m·s)左右，而曹妃甸附近海域以及自灣口至黃驊港沿岸海域單寬懸沙通量較大，為 0.05 ～0.09 kg/(m·s)。圍填后渤海灣主要泥沙輸運(yùn)方向沒(méi)有明顯變化，仍呈現(xiàn)向岸輸運(yùn)，特別是遠(yuǎn)離圍填海域，其單寬懸沙通量幾乎未發(fā)生變化。同時(shí)，西北灣頂與渤海灣西南岸線較圍填前變化較小，從而泥沙的輸運(yùn)方向和強(qiáng)度也未明顯改變。對(duì)岸線改變較大的海域，圍填建筑物阻礙了原有的泥沙輸運(yùn)方向。曹妃甸附近海域圍填前沿岸線向?yàn)惩獾哪嗌硣詈笮枰@過(guò)甸頭繼續(xù)輸運(yùn)，至三港池附近時(shí)改變?cè)械妮斶\(yùn)方向經(jīng)口門(mén)進(jìn)入三港池，單寬懸沙通量約為0.03 kg/(m·s)。天津港附近海域建筑物阻斷了原兩股路徑上的部分泥沙輸運(yùn)，使其輸運(yùn)量相應(yīng)減弱。黃驊港附近海域泥沙輸運(yùn)方向變化較大，但輸運(yùn)強(qiáng)度變化較小，同時(shí)自灣口至黃驊港沿岸海域單寬懸沙通量變化也較小。

3.1.3 床面沖淤

單寬懸沙通量的強(qiáng)度和方向會(huì)影響沖淤的程度和分布[19]，因此繼續(xù)分析了圍填前后渤海灣床面沖淤變化。本文分別計(jì)算了圍填前后床面2 月的沖淤值，如圖7 所示。需要說(shuō)明的是，為了直觀比較圍填前后建筑物附近床面沖淤變化，在圍填前的結(jié)果中疊加了圍填后岸線。

圖7 渤海灣圍填前后床面月沖淤圖Fig.7 Monthly bed change before and after land reclamation in the Bohai Bay

圍填海對(duì)其附近海域床面沖淤有著較為顯著的影響，而對(duì)遠(yuǎn)離其海域的影響較小。圍填后，曹妃甸一港池和二港池除最內(nèi)端水域外，一港池其他位置的淤積較圍填前增加，月淤積厚度增幅大多在0.05～0.10 m。二港池其他位置的淤積減少，月淤積厚度減幅主要在0.03～0.08 m。一港池和二港池的最內(nèi)端水域以及納潮河道圍填前處于沖刷狀態(tài)，圍填后沖刷深度減小，月沖刷深度減幅主要為0.27～0.45 m，三港池口門(mén)左右兩側(cè)由圍填前的淤積轉(zhuǎn)變?yōu)閲詈蟮臎_刷狀態(tài)，月變化幅度主要在0.10～0.20 m。鄰近口門(mén)右側(cè)的內(nèi)部水域由圍填前的沖刷轉(zhuǎn)變?yōu)閲詈蟮挠俜e，月變化幅度主要為0.10～0.30 m。三港池內(nèi)部其他水域特別是西北部水域的淤積較圍填前減少，月淤積厚度減幅大多為0.10～0.15 m。究其原因，三港池內(nèi)部水域處于半封閉環(huán)境中，水動(dòng)力減弱[2]，從而導(dǎo)致經(jīng)口門(mén)進(jìn)入三港池的泥沙在口門(mén)附近落淤，特別是鄰近口門(mén)右側(cè)含沙量增大的水域淤積增大，而遠(yuǎn)離口門(mén)的水域特別是西北部水域淤積則相應(yīng)減少。同時(shí)，曹妃甸圍填外邊界原潮流流向改變較大的海域由于流速增加使得沖刷較圍填前增加，月沖刷深度增幅主要為0.12～0.19 m。天津港東疆港區(qū)、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)外邊界附近海域的淤積較圍填前增加，月淤積厚度增幅主要為0.05～0.15 m。同時(shí)，臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)口門(mén)、南港工業(yè)區(qū)的口門(mén)及其圍填外邊界東南轉(zhuǎn)角附近海域沖刷增加，月沖刷深度增幅大致在0.15～0.25 m。緊鄰黃驊港附近海域沖淤變化較小，月變化幅度小于0.10 m。

3.2 波浪對(duì)泥沙的影響

除了討論圍填海對(duì)渤海灣含沙量、懸沙通量和床面沖淤的影響外，本文還通過(guò)將上述2000 年2 月波流共同作用下渤海灣圍填后的計(jì)算結(jié)果與未考慮波浪作用的對(duì)應(yīng)結(jié)果進(jìn)行比較，分析了波浪對(duì)泥沙的影響。

3.2.1 含沙量

本文計(jì)算了渤海灣圍填后2 月大潮期間一個(gè)潮周期內(nèi)平均含沙量，如圖8 所示。圖9 同時(shí)給出了兩者的差值(波流共同作用減去未考慮波浪作用的對(duì)應(yīng)結(jié)果)。

圖8 渤海灣圍填后全潮垂向平均含沙量圖Fig.8 Depth-averaged and time-averaged sediment concentration over a tidal circle after land reclamation in the Bohai Bay

圖9 渤海灣圍填后全潮垂向平均含沙量變化圖Fig.9 Variation of depth-averaged and time-averaged sediment concentration over a tidal circle after land reclamation in the Bohai Bay

總體來(lái)看，與不考慮波浪作用相比，波流共同作用下渤海灣沿岸海域的平均含沙量增加，造成這一現(xiàn)象的主要原因是波流共同作用下沿岸海域底部切應(yīng)力增大[2]，直接造成更多床面泥沙的起懸和輸移。具體來(lái)說(shuō)，波流共同作用下曹妃甸東北附近海域平均含沙量達(dá)到0.35 kg/m3，較不考慮波浪作用時(shí)增加約0.26 kg/m3。西北灣頂附近海域平均含沙量可達(dá)0.25 kg/m3，較不考慮波浪作用時(shí)增加約0.16 kg/m3。南港工業(yè)區(qū)附近海域平均含沙量達(dá)到0.25 kg/m3，較不考慮波浪作用時(shí)增加約0.17 kg/m3。自灣口至黃驊港沿岸海域平均含沙量達(dá)0.25～0.35 kg/m3，較不考慮波浪作用時(shí)增加約0.20～0.25 kg/m3。由此可見(jiàn)，該區(qū)域波流共同作用下的平均含沙量較不考慮波浪作用時(shí)增大了約2～4 倍。上述關(guān)于平均含沙量變化范圍及趨勢(shì)的結(jié)果與 宋竑 霖等[20]的研究成果是一致的。

3.2.2 懸沙通量

分別計(jì)算了渤海灣圍填后波流共同作用和未考慮波浪作用的單寬懸沙通量，如圖10 所示。

圖10 渤海灣圍填后單寬懸沙通量圖Fig.10 Suspended sediment flux per unit width after land reclamation in the Bohai Bay

兩種條件下，渤海灣主要泥沙輸運(yùn)方向相同，仍為由東向西的向岸輸運(yùn)。同時(shí)，渤海灣遠(yuǎn)離圍填海域單寬懸沙通量無(wú)明顯變化，波浪對(duì)泥沙輸運(yùn)的影響主要體現(xiàn)在沿岸海域。曹妃甸三港池附近海域波流共同作用較不考慮波浪作用下泥沙輸運(yùn)強(qiáng)度增加，單寬懸沙通量幅值由不考慮波浪作用下的0.01 kg/(m·s)左右增至約0.03 kg/(m·s)。南港工業(yè)區(qū)和黃驊港之間沿岸海域、自灣口至黃驊港沿岸海域以及自西北灣頂沿岸線折返的泥沙輸運(yùn)強(qiáng)度增加更為明顯，單寬懸沙通量幅值由不考慮波浪作用下的0.02 kg/(m·s)增至波流共同作用下的0.09 kg/(m·s)。

3.2.3 床面沖淤

圖11 給出了不考慮波浪作用下渤海灣圍填后床面月沖淤值，波流共同作用下的對(duì)應(yīng)結(jié)果如圖7(b)所示。

圖11 未考慮波浪作用下渤海灣圍填后床面月沖淤圖Fig.11 Monthly bed change without wave effects after land reclamation in the Bohai Bay

兩種條件下，渤海灣圍填后床面月沖淤分布總體上基本一致，區(qū)別主要在于波流共同作用較不考慮波浪作用下的沖淤幅度大，而且差別明顯的區(qū)域主要分布在沿岸海域，從而進(jìn)一步說(shuō)明波浪的影響在沿岸海域更為顯著。在波流共同作用下，曹妃甸一港池和二港池除各自最內(nèi)端水域外，其他位置的淤積較不考慮波浪作用時(shí)增加，月淤積厚度增幅主要在0.01～0.02 m。一港池和二港池的最內(nèi)端水域以及納潮河道沖刷增加，月沖刷深度增幅主要為0.12～0.25 m。三港池口門(mén)左右兩側(cè)沖刷增加，月沖刷深度增幅主要在0.10～0.23 m，而鄰近口門(mén)右側(cè)的內(nèi)部水域淤積增加，月淤積厚度增幅主要為0.09～0.17 m。同時(shí)，曹妃甸圍填外邊界原潮流流向改變較大的海域沖刷增加，月沖刷深度增幅主要為0.02～0.05 m。天津港東疆港區(qū)、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)外邊界附近海域的淤積較不考慮波浪作用時(shí)增加，月淤積厚度增幅主要為0.03～0.06 m。同時(shí)，臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)口門(mén)、南港工業(yè)區(qū)的口門(mén)及其圍填外邊界東南轉(zhuǎn)角附近海域沖刷增加，月沖刷深度增幅大致在0.05～0.25 m。緊鄰黃驊港附近海域沖淤變化較不考慮波浪作用時(shí)增加，月變化增幅主要為0.06～0.08 m。西北灣頂、南港工業(yè)區(qū)與黃驊港之間的-1.0～-2.0 m 等深線之間以及濱州港東西兩側(cè)-0.5～-2.0 m 等深線之間的沖刷帶中沖刷深度較不考慮波浪作用時(shí)增加，月沖刷深度增幅大致分別為0.20～0.35 m、0.05～0.10 m、0.30～0.37 m。而西北灣頂、南港工業(yè)區(qū)與黃驊港之間-1.0 m 等深線以及濱州港東西兩側(cè)-0.5 m 等深線以淺的淤積帶中淤積厚度增加，月淤積厚度增幅大致分別為0.05～0.15 m、0.05～0.10 m、0.05～0.12 m。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文在FVCOM-SWAN 耦合模型基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立三維泥沙模型，對(duì)渤海灣圍填前后泥沙輸運(yùn)進(jìn)行模擬，分析了圍填海對(duì)渤海灣泥沙沖淤的影響，并比較了是否考慮波浪作用對(duì)泥沙的影響。結(jié)果表明：圍填海對(duì)圍填海區(qū)附近海域泥沙輸運(yùn)的影響較為顯著，而對(duì)遠(yuǎn)離其海域的影響較小。漲急、落急時(shí)，月均垂向平均含沙量在曹妃甸三港池口門(mén)、天津南港工業(yè)區(qū)附近海域和黃驊港部分海域增加，在其他主要圍填海區(qū)減少。渤海灣主要泥沙輸運(yùn)方向沒(méi)有明顯變化，為由東向西的向岸輸運(yùn)。岸線變化較小的海域泥沙輸運(yùn)方向和強(qiáng)度未明顯改變，岸線變化較大的海域圍填建筑物阻礙了原有的泥沙輸運(yùn)方向。同時(shí)，曹妃甸一港池和二港池的最內(nèi)端水域以及納潮河道內(nèi)沖刷減少。三港池口門(mén)左右兩側(cè)由淤積轉(zhuǎn)變?yōu)闆_刷，鄰近口門(mén)右側(cè)的內(nèi)部水域由沖刷轉(zhuǎn)變?yōu)橛俜e，內(nèi)部其他水域淤積減少。天津港東疆港區(qū)、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)外邊界附近海域淤積增加，而臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)口門(mén)、南港工業(yè)區(qū)的口門(mén)及其圍填外邊界東南轉(zhuǎn)角附近海域沖刷增加。緊鄰黃驊港附近海域沖淤變化幅度較小。

波流共同作用與不考慮波浪作用的情況相比，總體上渤海灣沿岸海域的含沙量增加，單寬懸沙通量變化較明顯，床面沖淤幅度差別顯著，這主要是由波流共同作用對(duì)渤海灣沿岸海域水動(dòng)力環(huán)境的影響更為顯著決定的。