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长江口整治规划

2020-04-09 21:00

长江河口两岸经济发达,人口集中,南岸有上海市和中国最大的外贸港口上海港,北岸有南通市。长江口为大型潮汐河口,潮流界(河道中潮流上溯最远点)达江苏江阴镇与镇江之间,距河口约240km;潮区界(潮水位影响最远点)达安徽大通镇,距河口640km。故径流特性以大通水文站实测资料为依据。长江下游徐六泾处江面宽原约13km,1958年后,徐六泾北岸的通海沙和江心沙围垦并岸,将江面缩窄为5.7km,成为控制断面。自此,长江口演变和整治的规划研究,一般以徐六泾断面为上边界,至河口总长为140km。

长江口整治规划示意图

概况

长江口潮汐属非正规浅海半日周潮,平均一个潮周期为12 h25min。平均潮差2.66m,最大潮差4.62m,最小潮差0.17m。平均总进潮量洪季大潮为53亿m3,枯季小潮为13亿m3。大通站实测多年平均流量29 300m3/s,历史最大洪峰92 600m3/s(1954年8月1日),最小枯水流量4 620m3/s(1979年1月31日)。长江口泥沙一部分来自上游,年平均径流含沙量0.54kg/m3,年输沙总量4.85亿t。另一部分来自口外,全潮平均含沙量:南支涨潮为1.55kg/m3;北支涨潮为2.52kg/m3。长江口咸淡水以缓混合为主,口外平均含盐度16‰。河口地区泥沙沉积与盐淡水混合程度密切相关,长江口径流量最大变化幅度为15倍,而潮差最大变化幅度达28倍,在不同的径流与潮差组合情况下,滞流点(底部水流以上溯流为主沿程转变到以下泄流为主的区域,其间净水量为零的地点)的上溯下移幅度也大,因而形成广阔的拦门沙系。

长江口径流和潮流作用均较强烈,由于河道宽阔,在两股强劲动力相互作用和受柯氏力的影响下,涨、落潮流路容易分离,泥沙在两者之间沉积形成沙岛。河口发育过程,一般是上游沙岛逐步向北并岸,由复式河道成为单一河道,随后河口以边滩外涨形式不断向前延伸,并产生新的沙岛和汊道。历史上平均每40年向外延伸约1km。据历史记载,公元前河口在镇江、扬州附近,时有涌潮发生,故有“广陵涛”之称(广陵即今扬州)。经2000多年的演变才逐渐形成现有形态:徐六泾以下河道由崇明岛分隔为南、北两支;南支在吴淞口以下又被长兴、横沙等岛分为南港和北港;南港再被九段沙分为南槽和北槽,形成三级分叉、四口入海的总体格局。徐六泾河面宽5.7km,至河口总宽达90km,河口平面呈喇叭状。

随着城市发展和防洪防潮的需要,沿江两岸修建了大量的河堤海塘工程和护岸工程,长江口形态的总格局已基本稳定,但仍存在以下主要问题。

(1)南支航道不稳。从七丫口至吴淞口34km的距离内,断面宽由8km放宽至17km,放宽率过大,为主泓摆动和泥沙沉积提供空间。该河段存在扁担沙、中央沙、浏河沙等暗沙,故有“三沙河段”之称,且又是南港、北港分流口所在,水流流态复杂,暗沙受水流冲刷搬移频繁,分流口在浏河口至吴淞口23km之间往复移动,河道冲淤变化激烈,致使航道不稳。对南支南岸已建和计划兴建的港区、企业的水运交通,带来巨大威胁。

(2)河口拦门沙段航道水深不足。历史上北支、北港、南港的南槽和北槽均曾作为通海航道。北支由于淤积严重,已不能通航海轮。北港和南港的南、北槽拦门沙段水深仅有6m,为使0.6万~2.5万t海轮能趁潮进入长江口,需疏浚挖槽以维护7m水深。1984年开始,通海航道为南港北槽,滩顶挖槽长度约15km,年疏浚维护量达1000多万t,每年用于疏浚和船舶减载候潮转驳费用巨大。

(3)北支潮水向南支倒灌。自江心沙围垦并岸后,北支上口与上游主槽近于正交,分泄上游径流锐减,使北支发展成为以涨潮流为主的河道。又由于存在北支潮流较南支早涨早落的相位差,因此在大潮期北支咸潮向南支倒灌。成为南支水体污染的来源之一,给沿岸工农业生产和人民生活带来不利影响。北支河道由于涨潮流带进的泥沙不能全部由落潮流带出,河床日渐淤浅,零米以下容积已从1958年的20.6亿m3缩小至1983年的12.4亿m3

整治规划

长江口整治规划工作始于1958年,已对长江口的发育模式、河床演变的基本规律等获得较为深刻的认识,为进行整治规划奠定了较好的基础。1997年水利部上海勘测设计研究院完成了《长江口综合开发整治规划要点报告》,并经水利部组织审查通过。报告提出长江口河道整治的原则是:保持三级分叉的基本格局;维护和加固节点;稳定各级分流口及分流通道;切断横向水流,固定暗沙;控制中洪水期主流流向,合理缩窄河宽,稳定主泓。主要整治规划,见图。

南支航道整治规划

目的是稳定主泓,使其贴靠南岸,防止暗沙堵塞航道。初步研究包括3个主要部分:①以徐六泾作为控制断面,维护河岸,防止冲蚀坍塌,以减弱上游主泓摆动对下游的影响,促使南支河段稳定。固定白茆沙头,防止白茆沙北水道向北偏转,以维护南支下段主泓贴靠南岸。②固定南港、北港分流口,以稳定南支下段河势,稳定南港、北港分流比。据历史资料分析,分流口设在距石头沙钢标上游约10km处,对南支河势较为有利。③通过上游扁担沙的围垦工程,束窄河宽,使七丫口成为一个准节点,使南支河段获得更为有利的稳定河势。

通海航道开发规划

长江口虽有北港、南港南槽、南港北槽可供开发深水通海航道,但由于上海浦东的发展,北港的区位条件较差,且其上游南港与北港分流口尚未整治稳定,不宜选用。南港由于受柯氏力的作用,落潮泥沙主要向东南输移,整个河口向东南方向发育,使南槽拦门沙浅段最长,泥沙淤积也较北槽严重。1993年由交通部主持完成的国家“八五”科技攻关课题,选择了南港北槽作为深水入海航道开发。工程规模按满足第四代集装箱船能全天候进出港及10万t散货船满载乘潮进港考虑,航道水深12.5m,双向航道底宽350~400m。工程措施采用双导堤方案,其中南导堤48km,北导堤49.1km。航槽疏浚长度78km。

北支整治规划

目的在于防止北支潮水挟带泥沙和盐度倒灌南支。鉴于目前北支仍是两岸排水的主要通道,尚有一定的水运、水产等效益,为避免对两岸水利、水运带来不利影响引起复杂的生态环境变化,主张近期采取边滩围垦,缩窄河口宽度以减少河口进潮量,减免北支潮水对南支倒灌的危害。根据今后的发展可能再在西端的崇头及中部新隆沙断面筑堤闸拦断河道,使其成为一座淡水库,可彻底解决北支咸潮倒灌南支的危害并可为两岸提供淡水资源。

防洪防潮规划

长江口两岸已有堤防基本上是按实测高潮位加一定超高作为防御标准建设的。规划中通过对潮位及风暴潮频率的分析,结合洪灾损失调查,提出了各分区工程设计标准。南支南岸从吴淞口往西至宝山钢铁厂,往东至五号沟为1000年一遇潮位加12级风浪,与上海市区防汛标准相衔接。长兴、横沙两岛按50年一遇潮位,北岸加10级风浪,南岸加9级风浪。其余岸段均按100年一遇潮位北向岸段加11级风浪,南向岸段加10级风浪。

围垦规划

结合河道整治,利用滩涂造地,北支可围垦土地约1.3万hm2,南支中央沙、扁担沙可围垦土地约1.8万hm2;在南汇东滩、崇明东滩2.0m以上高程的滩地,可围垦土地约1.1万hm2

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