北部湾的潮汐具有混合潮性质，在一个月当中大约有8天时间为小潮期，潮汐性质属于不正规日潮，其余时间为大、中潮，属于正规日潮。太平洋潮波经巴士海峡和巴林塘海峡传入南海，然后分成两支，北支沿广东东南海域向西传播进入琼州海峡，南支经海南岛南部海域进入北部湾，并在北部湾形成一个独立的潮波系统。根据海南省海洋开发规划设计研究院于2007年7月和2010年3月两次实测潮流资料显示：

　　昌化渔港处涨潮流的流向基本上为东流，进入昌化港，落潮流的方向是西流，具有明显的往复流性质。昌化港口门处的涨潮流方向为东北方向，涨潮流最大流速为38.2cm/s，出现在表层，落潮流的方向是西偏南，落潮流最大流速为30.7cm/s，出现在表层，涨潮流速大于落潮流速。外海站涨潮流方向为东偏北，落潮流方向为西偏南。涨潮流最大流速为78.7cm/s，出现在表层，落潮流最大流速为51.9cm/s，出现在中层，落潮流速小于涨潮流速。总体而言，工程区域的潮流表现为往复流性质，且涨潮流速大于落潮流速。

　　2.4地形地貌和泥沙输运

　　昌化渔港位于昌江县昌化江入海口，面临北部湾，属于海成沙堤以及海滩堆积小平原地貌单元，地势低平，向南西向倾斜，岸线曲折。港口呈布袋形，进口狭长，港内水域较宽阔。昌化江是琼西海岸的主要入海河流，在河口湾地区发育了沙洲、沼泽和河汊相互交织的三角洲。河口湾涨潮时三角洲大部分被淹没于海面下，落潮时则出露海面成为一片起伏的沙洲和盐沼地，而在三角洲的前缘则形成了多段与海滨线平行的沙堤。三角洲前缘的0m和2m等深线的间距较大，最大宽度可达750m，最窄的也有200m，水下斜坡比较平缓。在湾口5m等深线内侧发育了一条向西南方向延伸的水下沙嘴，它直趋北黎湾口外的西北部海滩，显示昌化江河口湾输出的泥沙呈西南方向运移的趋势。昌化江河口湾北侧是一段向海突出的峻壁角基岩岸段，对NE和NW向风浪及其引起的从北向南运移的沿岸漂沙产生一定的拦截作用。同时，岬角岸段因波向线幅聚，波能较强，对水下岸坡产生侵蚀，5m和10m等深线紧靠岸线。在基岩岬角的影响下，由北向南的沿岸漂沙较弱，由西南向东北的沿岸漂沙相对较强。

　　2.5岸滩演变

　　昌化江河口湾北侧是一段向海突出的基岩岸段，对NE和NW向风浪及其引起从北向南运移的沿岸漂沙产生一定的拦截作用。同时，岬角岸段因波向线幅聚，波能较强，对水下岸坡产生侵蚀，5m和10m等深线紧靠岸线。在基岩岬角的遮蔽下以及昌化江径流输沙的影响下，对昌化渔港的岸滩地貌及水下地形演变起着主要控制作用。在昌化渔港及其上游水域，沉积物净搬运趋势较为显著，有向外海搬运的趋势；此外，昌化江支汊河口泥沙亦基本向外输运；而峻壁角岬角处的近岸海域，泥沙则呈现自NE向SW搬运的趋势，并在昌化渔港外海形成一落淤中心；10m等深线海域，泥沙部分向湾内输移。沉积物输运方向和水流方向的分布具有相关性，反映昌化江河口泥沙输运以洪水季节强劲的径流输沙为主，径流自分汊口入海后，因过水断面突然展宽而流速减低，水流挟沙能力下降而使沉积物沉降下来；潮流进入河口，能量损失，顶托下泄径流，也是泥沙淤积的主要因素；枯季在波浪作用控制下，砂坝逐渐封闭口门，砂坝变长变窄。

　　3.设计方案

　　根据当地风、浪、水流、泥沙、地质、地形等自然资料，考虑港区船舶进出方便、良好的掩护条件、适应远期船型发展以及减少港内泥沙淤积等因素，在口门提出了三个防波堤布置方案进行分析研究（见图2）：方案一北防波堤长472m，堤头处水深-4.3m（85高程，下同），南防波堤长1028m，堤头处水深-3.5m，口门朝向为西北向；方案二北防波堤长771m，堤头处水深-4.3m，南防波堤长419m，堤头处水深-1.3m，口门朝向为西南向；方案三北防波堤长775m，堤头处水深-2.5m，南防波堤长817m，堤头处水深-2.8m，口门朝向为西向。

　　渔港口门平面方案一渔港口门平面方案二渔港口门平面方案三

　　图2昌化渔港比选方案

　　4.研究方法

　　对于工程后的泥沙输运和岸滩演变，在此采用DELFT3D二维泥沙模型进行计算，DELFT3D是一套耦合波浪、流、泥沙输运与地形变化的模型系统，由荷兰著名的delfthydraulics开发，是国际上进行海岸动力地貌与工程研究的较为成熟的软件系统，也是目前最先进的模型之一，软件综合考虑了风能的输入、波浪的折射、绕射、破碎、底摩擦耗能、白浪、波-波相互作用等过程。

　　DELFT3D中可以采用平面二维的，也可以采用三维的模型。其垂向坐标有Z坐标与SIGMA坐标可供选择。在本次研究中，采用平面二维的流场模型，其底摩擦系数采用谢才系数加以确定。对于波浪作用下的泥沙输运，其计算分为两部分，一部分为悬浮泥沙，一部分为推移质输沙。整个泥沙输运模型采用的为VANRIJN的SEDTRAN模块。对于地形的冲淤变化，DELFT3D采用经过改进后的地形变化方程，在原有的欧拉方程的基础上加进一扩散项，以保证计算的稳定性。

　　由于昌化港附近海域临近北部湾，潮流作用较强，在此考虑了波浪与潮流联合作用下的水动力、泥沙输运与海岸的演变过程，并根据实测资料，选取出现频率最大的四个浪向，即NE、N、SW与NW向，分别计算工程前以及工程后三个不同方案后在平均浪与风暴浪的情况下的向岸传播过程，以及这些波浪在向岸传播过程中波高分布、产生的波生流和相对应的泥沙输运与地形冲淤变化。本次计算中除考虑波生流外，还耦合了潮汐与潮流的影响，通过一个覆盖琼州海峡的大模型，并将大模型的计算结果插值到工程区小模型的外边界，采用调和常数或实时的水位对小模型的边界加以控制。

　　参数选取，泥沙粒径参照本海区的表层沉积物调查结果，选取中细砂为代表，中值粒径为0.25mm。底摩擦系数中的谢才系数选取模型的缺省值，为65。

　　4.1模型验证

　　潮位验证见图3，潮流验证见图4。由潮位和潮流的验证效果来看，本模型基本能体现本区域的潮流动力，可以用于计算泥沙输运和岸滩演变。

　　图3潮位验证

　　图4潮流验证