一、气象
威海市属于北温带季风型大陆性气候。因三面环海,地形复杂,形成了明显的地区性差异。本次规划采用威海市气象台、荣成市气象台、乳山市气象台、文登市慈家盐场气象站、成山头气象站和石岛镇气象站多处的资料进行综合分析,气象状况如下:
1、气温
年平均气温12.1°C。
历年极端最高气温38.4°C(1972年6月10日)。
历年极端最低气温-13.8°C(1970年1月4日)。
2、降水
本地区年降水量以东部和南部为多,西南部较少。7、8月降水量最多,冬季和春季降水较少。威海地区各站降水量统计见表1-1。
威海市各测站降雨量统计表
表1-1
位置 项目 | 威海 气象台 | 成山头 气象站 | 荣成市 气象站 | 石岛 气象站 | 涨蒙 气象站 | 乳山 气象站 |
多年平均降水量(mm) | 793.4 | 768.0 | 819.6 | 826.1 | 780.6 | 790.4 |
历年最大降水量(mm) | 1192.7 | 1396.8 | 1149.8 | 1218.2 | 1249.4 | 1506.7 |
历年最小降水量(mm) | 450.5 | 509.5 | 588.2 | 545.0 | 481.1 | 446.2 |
一日最大降水量(mm) | 370.8 |
| 476.4 | 246.8 | 208.5 | 291.4 |
年平均日降水量≥25mm的天数(d) | 8.2 | 2.9 | 9 | 9.6 | 9 | 10 |
统计年限 | 1959-1980 | 30年 | 1959-1980 | 1960-1998 | 1964-1980 | 1956-1995 |
3、雾
威海市区沿海年平均雾日16.0天,最多年份30天(1978年),最少年份7天(1965年)。3月至7月雾日最多,月平均2~3.8天。荣成市的成山角年雾日78天,居全省之冠;石岛的雾日为53天。
4、相对湿度
年平均相对湿度68%,7、8两月较大,分别为86%和84%。10月至翌年5月,空气较干燥,相对湿度在60%左右。
5、风况
常风向NW和NNW,强风向为NWN 和SW向。威海市的年平均风速以成山头最大,最大风速的风向为偏北向。根据1949~1982年统计,受台风影响平均每年2.1次,但台风中心极少在此登陆。
根据上述测站资料综合分析各港点风况详见表1-2。
威海市各站风况统计
表1-2
测站 项目 | 威海 气象台 | 成山头气象站 | 荣成市 气象站 | 石岛 气象站 | 涨蒙 气象站 | 乳山 气象站 |
年平均风速(m/s) | 4.1 | 6.5 | 3.4 | 5.4 | 3.8 | 5.3 |
常风向 | NW、NNW | N | NW、NNW | NNW、NNE | NNW | NNW |
常风向对应频(%) | 11 | 16 | 9 | 17 | 17 | 13 |
次常风向 | WNW | SSW |
| SW | SW | S |
次常风向对应频率(%) | 10 | 13 |
| 16 | 16 | 11.5 |
强风向 | NNW、SW | NW-N、S、SE | EN | N、NNE | WSW | NNW |
实测最大风(m/s) | 22 | 34 | 28 | 34 | 21.3 | 40 |
次强风向 | NNE、SSW、NW | NNW | SSW、WSW、WNW、NNW | NW、NNW、NE | NNW | NW |
实测最大风(m/s) | 20 | 29 | 20 | 28 | 20 | 28 |
风速≥8级大风日数年平均(天) | 41.5 | 126.7 | 35.8 | 66.3 | 19.1 | 37 |
统计年限 | 1959-1980 | 30年 | 1959-1980 | 1960-1998 | 1964-1980 | 1956-1995 |
代表港点 | 威海湾港区 | 龙眼湾港区 | 蜊江港区 | 石岛港区 | 靖海湾港区 | 乳山口港区 |
二、水文
威海市三面环海,水文地区性差异较大。根据各港区的水位、波浪、潮汐观测资料和相关的数学模型报告,分析如下:
(一)潮汐、潮流
本区潮汐类型有规则半日潮和不规则半日潮两种。
1、潮位
各测站的潮位特征值见表1-3(以各地理论最低潮面起算,下同)。
威海市各测站潮位特征值表
表1-3 单位:m
测站 项目 | 威海湾海军 验潮站 | 成山头 海洋站 | 桑沟湾 码头 | 石岛 海洋站 | 靖海湾 | 乳山口 海洋站 |
历年最高潮位 | 2.90 | 3.02 | 2.36 | 3.39 | 4.35 | 4.87 |
历年最低潮位 | -0.76 | 1.17 | -0.40 | -0.57 | -0.05 | -0.79 |
平均高潮位 | 1.90 | 1.96 | 1.87 | 2.52 | 3.47 | 3.48 |
平均低潮位 | 0.55 |
| -0.75 | 0.81 | 0.94 | 1.00 |
平均海面 | 1.20 | 1.12 | 1.31 | 1.66 | 0.69 | 2.20 |
年最大潮差 | 2.57 | 1.81 | 1.99 | 2.50 | 3.94 | 4.31 |
年平均潮差 | 1.35 | 0.75 | 1.10 | 1.70 | 2.53 | 2.49 |
平均涨潮历时 | 6h | 6h30min | 6h30min | 6h45min | 6h25min | 6h04min |
平均落潮历时 | 6h30min | 5h54min | 5h48min | 6h37min | 6h01min | 6h21min |
代表港点 | 威海湾港区 | 龙眼湾港区 | 蜊江港区 | 石岛港区 | 靖海湾港区 | 乳山口港区 |
统计年限 | 1959-1982 | 10年 | 1959-1980 | 1960-1998 | 1959-1960 | 1960-1981 |
2、工程设计水位
各主要港区的工程设计水位见表1-4。
威海港各主要港区工程设计水位表
表1-4 单位:m
港区 项目 | 威海湾港区 | 龙眼湾港区 | 蜊江港区 | 石岛港区 | 靖海湾港区 | 乳山口港区 |
设计高水位 | 2.30 | 1.60 | 1.80 | 2.84 | 3.70 | 3.99 |
设计低水位 | 0.00 | 0.34 | 0.26 | 0.26 | 0.40 | 0.48 |
极端高水位 | 2.99 | 2.32 | 2.9 | 3.84 | 4.50 | 4.9 |
极端低水位 | -0.99 | -0.97 | -0.94 | -0.87 | -0.80 | -0.69 |
3、乘潮水位
根据各海洋站实测潮位计算,本海域乘高潮2小时、保证率为90%的乘潮水位为:威海湾附近水域1.5m;靖海湾2.78m;历时2小时,85%的乘潮水位为:乳山口2.80m;石岛湾2m;桑沟湾乘潮历时1小时,保证率90%的乘潮水位值为1.09m 。
4、潮流
威海市潮流属于不规则半日潮流,其运动形式为旋转流,旋转流的最大流速方向基本上与岸线平行。威海市沿岸潮流最大涨潮流速为60cm/s,最大落潮流速为61~83 cm/s,余流流速为3~7 cm/s,流向西南。
威海湾内的潮流缓慢,最大底层流速为10 cm/s,一般都在5 cm/s以下,水流状况复杂,表现为一种很不规则的半日潮流,潮流转向的持续时间很短,基本上属往复流类型。湾内最大表层出现在金线顶岬角外海,越向外流速越大。威海湾以金线顶岬角为界分为南北两湾,北湾的涨潮流大于退潮流,同时涨潮流持续时间长;南湾相反。南湾流速大于北湾,北湾余流小,流向东南;南湾余流大,流向东北。南北两湾都是表层潮流大,底层潮流小,表底两层有时流向相反,尤以强风和潮流转向时最为明显。
桑沟湾潮水从东北侧进入,右旋,经西部近岸,沿湾口南侧流出。落潮过程与涨潮过程相反。
石岛湾涨潮期间,海水由湾口的东侧偏西北向进入海湾,从湾口的西侧偏西南向流出海湾。落潮期间,海水运动的方向与涨潮期间的相反。实测最大涨潮流速湾口处为0.72m/处,湾内0.3m/s;最大落潮流速湾口处0.79m/s,湾内0.37m/s。
乳山湾的潮流性质复杂,杜家岛附近的潮流属规则半日潮流。乳山湾涨潮流向口门外为NW偏N 向,湾内为NNE向到NE向,落潮流向反之;口门外的潮流流速大于湾内的潮流流速;表层的潮流大于底层的潮流,差值一般在10~30cm/s,潮流的运动形式基本上为往复流。险岛湾口门外涨潮流向为NW向,落潮流向为SE向;湾内涨潮流向为N偏W向,落潮流向为SSE向;最大涨潮流速发生在高潮前3小时,最大落潮流速发生在高潮后3小时前后。余流较小,一般不超过10 cm/s,且口门内的流速大于口门外的流速。
(二)波浪
威海湾内以风浪为主,常浪向为ENE向,频率为11.26%,次常浪向为N向,频率为11.2%,再其次为NNW,频率为10.36%。强浪向为ENE向。
成山头常浪向为NE向,频率为13%。次常浪向为N向和S向,频率均为11%。强浪向为NE向,最大波高9.0m,次强浪向为ESE向和SSE向。
桑沟湾常浪向、强浪向均为SE,频率20%,最大波高1.44m。
石岛湾波浪以风浪为主,全年风浪频率为98%,最多涌浪向为S,平均波高为0.3m,平均周期2.2秒。全年的常风浪向为SW,全年的强浪向为SE和ESE,最大波高均为6.3m,次强浪向为SW,最大波高为5.3m。常涌浪向为S。冬季以偏N向浪为主,夏季盛行偏S向浪,春季以SE向风浪为最多,秋季以N向风浪为最多。
乳山口外全年的常浪向为SSE向,频率15%,次常浪向为SE向,频率13%;春、夏季常浪向为SSE,秋、冬季常浪向为SE。春季强浪向为S向,观测期间最大波高为3.3m;夏季强浪向为SE向,最大波高5.8m;秋季强浪向为SSW向,最大波高2.4m;冬季强浪向为SW向,最大波高3.2m。全年最大波浪出现在SE向,观测期间恰有8509号台风在青岛登陆,测到5.8m的大浪。
靖海湾强浪向为SSE,次强浪向为S向;常浪向为SSW向,年频率10.5%,次常浪向SSE,年频率8.9%。
根据实测波浪资料,并参考沿海测站长期的风速资料,利用天气图等多方面资料初步推算出威海港规划各港区位置主波向五十年一遇设计高水位时的设计波要素见表1-5。
威海港各港区设计波要素
表1-5
项目
位置 | 主波向 | H1% (m) | H4% (m) | T (s) |
威海湾港区 | ENE | 5.6 | 4.92 | 9.1 |
石岛港区(外海) | SE | 6.47 | 5.4 | 8.9 |
龙眼湾港区 | SE | 4.68 | 3.84 | 7.4 |
蜊江港区 | SE | 1.44 | 1.2 | 7.6 |
靖海湾港区(外海) | S | 7.56 | 5.77 | 9.1 |
三、海岸地貌
威海市为低山丘陵区,地势是中部和东南部高,西部和西北部低;低山丘陵与平原低地相间分布,低山丘陵区坡度较大,平原低地区地势较平缓。境内地貌大致分为低山、丘陵、平原低地三种类型。
全市海岸线地质类型属港湾海岸,是由伸入海中的坚硬岩石组成的岬角和向内凹进的海湾所构成的岸段,称为“基岩海岸”。沿岸岬角地段,岸壁陡峭,以靖子头、成山头及石岛一带沿岸最为典型。沿岸海湾地段,主要分布在市域南部与东部,以荣成湾、桑沟湾、靖海湾、五垒岛湾及乳山口湾的海积地貌最为典型。沿岸较大海湾的湾项大部分为河流的入海口,其松散沉积物的来源,主要是河流挟入的泥沙,市域北部、东部各海湾滩窄水深,多处具有建设港口的自然条件。岸线绵延曲折,有天然良港和广阔的潮间浅滩。
四、泥砂运动
威海湾泥砂来源主要有河流输砂、侵蚀海岸来砂、侵蚀海底来砂、人工堆积物来砂,湾内的泥砂量主要与侵蚀海岸来砂有关。侵蚀下来的物质主要填充于凹岸内。只有极少岸段有泥砂堆积现象。
桑沟湾泥沙来源有河流输沙和侵蚀海岸来沙,其中河流输沙是桑沟湾的主要物质来源。注入桑沟湾的河流共有十余条,多为源短流急的季节性山地河流,每条河年输沙量不超过0.5万吨。侵蚀海岸来沙,数量有限,主要影响湾中。
石岛湾的泥沙来源少,冲淤缓慢。来源主要为河流输沙和侵蚀海岸来沙。区内的主要河流都流入泻湖,河流携带泥沙大部分沉积在泻湖内,少部分经海水潮流的作用带入湾内。海湾北部的局部地段为砂质岸和泥砂岸,在海浪冲击下,海岸坍塌,泥沙被海水带入湾内。湾内潮流较弱,海底泥沙不活跃,多在入湾处就地被浪潮分选运移。
靖海湾河流输沙量不大,波浪和海流的长期侵蚀产生部分泥沙进入海湾,但这部分泥沙来源不多。本海湾是河口湾型海湾,河流输沙进入海湾后较粗物质便在河口附近滩地沉积。细粒物质随潮流运移,一部分在湾内各小湾沉积,逐渐形成宽平的潮滩;另一部分由于一出长会口后水道突然展宽,流速大减,沉积物大部分落淤,形成拦门沙。
乳山湾泥沙来源包括河流输沙、海岸侵蚀泥沙和人工垃圾。入湾河流有乳山河、圈港河和锯河,每年约向海湾输送30~50×104t泥沙,由于近20年兴修水利,入海泥沙大为减少。由于海湾主要是河流来沙,泥沙主要沉积在海湾顶部及两侧浅滩区;而湾外泥沙只有部分入湾,由于落潮流大于涨潮流,泥沙又带出湾外,在湾口外堆积形成口外拦门沙。
五、地质条件
威海湾工程地质层由上而下依次为:淤泥、中细砂、强风化花岗片麻岩。
龙眼湾工程地质层由上而下依次为:淤泥质粉砂、砾砂、强风化石英岩。
石岛湾工程地质层由上而下依次为:淤泥层、淤泥质土层、含砾粗砂层、粉细砂层、基岩。
荣成桑沟湾的工程地质层由上而下依次为:中砂或亚砂土、砂混粘土或粘土混砂、风化层。
靖海湾工程地质层由上而下依次为:淤泥质粉质粘土、粉细砂层、基岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩。
乳山湾地区工程质层由上而下依次为:淤泥、细砂、中砂、粗砂、强风化变粒岩、中风化变粒岩。
六、地震
威海市地震基本烈度为七度,设计基本地震加速度值为0.10g。