長江口南槽水域近20年河床演變分析

陳濤

摘 要：本文重點(diǎn)分析長江口南槽水域水沙特性，對(duì)潮汐、潮流、含沙量及近20年來河床沖淤變化進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：南槽近期河勢(shì)演變主要是在深水航道治理工程、周邊涉水工程建設(shè)及河勢(shì)自然演變下逐步形成的，總體上南槽河勢(shì)灘槽發(fā)展格局穩(wěn)定。研究成果可為南槽航道的科學(xué)開發(fā)利用及綜合管理提供參考。

關(guān)鍵詞：長江口;南槽;水沙;沖淤演變

中圖分類號(hào)：U612 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2021）07-0110-02

1 引言

長江河口呈“三級(jí)分汊、四口入?！钡母窬?，共有北支、北港、北槽和南槽四條入海水道。南槽航道全長約86km（46.7海里），南槽河床沖淤變化與鄰近涉水工程的建設(shè)開發(fā)有著密切的關(guān)系[1-6]。南槽河段河床總體沖淤平衡，但局部灘槽仍存在不利變化[7]。本文分別以2016～2017年洪季實(shí)測(cè)的水文測(cè)驗(yàn)成果為依據(jù)，分析南槽水域的水流動(dòng)力、泥沙特性等;利用近20年的實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)，分析南槽各時(shí)段的沖淤變化情況。結(jié)果可為長江口南槽航道綜合治理、開發(fā)、維護(hù)等過程決策提供科學(xué)參考。

2 長江口南槽水沙環(huán)境

長江口是中等強(qiáng)度的潮汐河口，主要以M2分潮為主，一個(gè)太陰日內(nèi)兩漲兩落，平均1個(gè)潮周期為12小時(shí)25分，呈現(xiàn)潮汐日不等現(xiàn)象。南槽中上段受河道地形約束影響，往復(fù)流性質(zhì)明顯，漲、落潮流的流向與航道主流的走向基本一致;下段至口外受外海潮汐影響，越往外旋轉(zhuǎn)流特征逐漸明顯。

通過分析2016～2017年洪季水文測(cè)驗(yàn)成果，結(jié)果表明：南槽主槽區(qū)大潮漲潮垂線平均流速約0.7～0.9m/s，中下段漲潮流速略低于上段及口外;大潮落潮垂線平均流速約0.75～1.3m/s，從上游往下游，落潮流速總體逐漸減弱，沿程落潮流速基本大于漲潮流速。根據(jù) 2016年7月底質(zhì)取樣結(jié)果分析：南槽水域?yàn)橛倌喾凵百|(zhì)河口，南槽床沙主要由粉質(zhì)粘土、粘土和細(xì)砂組成。

3 近期沖淤演變分析

3.1 南槽主槽

長江口深水航道治理工程實(shí)施以來，南槽落潮分流比仍穩(wěn)定在57%左右;漲潮分流比年際間變幅大，近年保持在60%上下波動(dòng)。在落潮動(dòng)力增強(qiáng)基礎(chǔ)上，南槽上段主槽沖刷明顯，1997～2018年沖深幅度在3m以上。主槽10m 等深線總體下延。從變化過程來看，1997～2007年10m深槽向下游發(fā)展明顯，10m深槽尾部年均下移距離達(dá)到1.1km;2007～2015年10m深槽尾部相對(duì)穩(wěn)定，距分流魚咀距離約12～13.5km之間;2015年11月后又有所下延，至 2018年5月10m深槽距分流魚咀達(dá)到 15.3km。南北槽口外，在長江流域來沙量明顯減小的宏觀背景下，南槽口外段沖刷，1997～2018年沖刷幅度1～2m，局部達(dá)到2～3m?？谕?m等深線累計(jì)上提11.6km。在南槽上段主槽、口外段沖刷下，攔門沙8m淺段長度減小26.7km，但 2018年5月8m等深線距離仍長達(dá)34.9km。

3.2 南北槽分流口及江亞南沙

長江口深水航道治理工程的分流魚咀穩(wěn)定了南北槽分流格局，南導(dǎo)堤封堵了江亞南沙與九段沙之間江亞北槽以及九段沙上下沙體竄溝，九段沙、江亞南沙沙體淤高[5]。受江亞北槽漲潮流頂沖以及南槽主槽與江亞北槽間水位差影響，江亞南沙沙頭2m等深線由江亞北槽向南槽主槽發(fā)育，并于2001年與江亞北槽貫通。在南槽漲潮流上溯以及江亞南沙頭部竄溝發(fā)育帶來的落潮動(dòng)力增強(qiáng)的水動(dòng)力條件下，江亞北槽5m等深線呈貫通趨勢(shì)，同時(shí)深泓線整體有所東移，2000～2010年江亞北槽深泓整體東移約1.6km，2010年后總體穩(wěn)定。

江亞南沙5m沙尾是在南槽主槽、江亞南沙頭部竄溝沖刷下泄泥沙以及南槽下段漲落潮流路分歧的條件下逐步發(fā)育的，其下延經(jīng)歷了兩個(gè)過程，深水航道治理工程建成后，1997～2013年江亞南沙沙尾持續(xù)下延約19km，沙尾位置一度成為南槽5.5m 航道維護(hù)困難段，2013年后在南槽航道維護(hù)疏浚影響下，江亞南沙沙尾5m線位置總體穩(wěn)定在航道北側(cè)。

3.3 九段沙

長江口深水航道治理工程建設(shè)促進(jìn)了九段沙0m高灘的淤高、擴(kuò)大。隨著長江流域來沙量減小和江亞北槽發(fā)育，九段沙南緣5m線有所沖刷后退，東側(cè)2～5m灘面局部略有沖刷，但總體變化不大。

九段沙南緣中段2～5m灘面沖刷帶的上段近期沖刷嚴(yán)重，5m等深線大幅萎縮后退，2016 年8月5m發(fā)育竄溝伸入九段沙灘面，至2018年5月竄溝長度約4.5km，九段沙外側(cè)沿岸形成8m槽并擴(kuò)大、發(fā)展，若任由該趨勢(shì)發(fā)展，2～5m灘面貫穿的沖刷帶將會(huì)加強(qiáng)，從而威脅九段沙下側(cè)灘面的穩(wěn)定，不利于保護(hù)九段沙濕地。

3.4 南匯東灘

2010年前南匯東灘5m等深線總體有所淤漲，1997～2010年最大淤漲幅度可達(dá)到3.5km，2010年后5m 等深線沖刷后退，最大沖刷后退幅度為2.3km，2016年后趨于穩(wěn)定。從南匯東灘工程以外5m以淺統(tǒng)計(jì)情況來看，上段、下段5m以淺積2009～2016年呈減小趨勢(shì)，2016年后相對(duì)穩(wěn)定，與等深線變化一致。

3.5河勢(shì)演變趨勢(shì)分析

自長江口深水航道治理工程建設(shè)以來，南槽上段10m深槽沖刷下延，目前趨于穩(wěn)定，南槽口外段沖刷，攔門沙河段長度有所縮短，但淺段最淺水深未有明顯改善[8-9]。目前南槽入口段河勢(shì)存在不利變化，江亞南沙頭部竄溝持續(xù)發(fā)展，若不采取工程措施加以遏制，將與江亞北槽貫通后形成南槽的新生次級(jí)分汊，江亞南沙將演變?yōu)楠?dú)立沙體，并不斷沖刷下移，造成南槽航道建設(shè)和維護(hù)條件惡化。隨著新生汊道分流能力的增強(qiáng)，也會(huì)對(duì)北槽航道產(chǎn)生一定的影響。九段沙高灘將保持穩(wěn)定，但九段沙南緣仍將繼續(xù)沖刷，南匯東灘未來仍處于沖刷環(huán)境。

4 結(jié)論

（1）長江口河勢(shì)總體穩(wěn)定，各汊道分流格局穩(wěn)定，上游河床變化對(duì)下游的影響逐漸減弱，相鄰北槽河段河勢(shì)穩(wěn)定，均為南槽航道治理提供了穩(wěn)定的河勢(shì)條件。

（2）南槽近期河勢(shì)演變主要是在深水航道治理工程、周邊涉水工程建設(shè)及河勢(shì)自然演變下逐步形成的。

（3）南匯邊灘有所沖刷后趨于穩(wěn)定，南槽河勢(shì)灘槽發(fā)展格局總體穩(wěn)定，局部河勢(shì)如江亞南沙頭部竄溝仍在發(fā)育、九段沙南緣灘面沖刷，仍存在向不穩(wěn)定方向發(fā)展的趨勢(shì)。

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