翟劍峰，朱志夏，東培華，董佳

（1.江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司 南京市210014； 2.江蘇省水運(yùn)工程技術(shù)研究中心 南京市210014）

1 概 況

長(zhǎng)江口是中國(guó)第一大河口，介于上海與江蘇之間，呈現(xiàn)三級(jí)分汊、四口入海的整體格局（圖1）。長(zhǎng)江口被崇明島隔開(kāi)的北側(cè)水道稱為北支河道[1]，具體位置在北緯31°34′～31°52′，東經(jīng)121°10′～121°50′，北支河道自上而下呈喇叭狀，進(jìn)口處（崇頭）寬約2.5 km，出口處（連興港）寬達(dá)12 km，最窄處在上段青龍港附近，僅寬約2.1 km，從南、北支分流點(diǎn)崇頭至入?？谶B興港全長(zhǎng)約78.8 km。

圖1 長(zhǎng)江口北支河道位置圖

2 自然條件

2.1 徑流

長(zhǎng)江大通站距北支口約515 km，徐六涇站和大通站的水量和沙量變化趨勢(shì)基本一致，大通站能作為代表流域進(jìn)入長(zhǎng)江口水沙情況的控制站[2]。自20 世紀(jì)50年代以來(lái)，大通站多年平均徑流量8 830 億方，多年平均輸沙量4.64 億t，來(lái)水來(lái)沙主要集中在汛期（5～10月）。汛期水量占全年的71.6%，沙量占全年的87.8%。其中以7月最大，水量占14.85%，沙量占23.6%。近年來(lái)，大通站水量沒(méi)有發(fā)生趨勢(shì)性的變化，2003年三峽水庫(kù)發(fā)揮調(diào)蓄作用，來(lái)水量年內(nèi)分配呈現(xiàn)洪季徑流量減少，枯季徑流量增加的特征。

2.2 潮汐

長(zhǎng)江口北支河段的潮波是由外海傳播來(lái)的潮汐引起的諧振波，在口外存在著東海的前進(jìn)潮波和黃海的旋轉(zhuǎn)潮波2 個(gè)潮波系統(tǒng)，其中東海的前進(jìn)潮波對(duì)該河段的影響較大。北支是一個(gè)海陸雙相中等強(qiáng)度的潮汐河口，口外屬正規(guī)半日潮，口內(nèi)為非正規(guī)半日淺海潮?？谕獬辈▊魅腴L(zhǎng)江口后逐漸發(fā)生變形，潮波變形程度向上游逐漸增大，導(dǎo)致北支河段潮位、潮差和潮時(shí)沿程發(fā)生變化。與南支相比，有如下規(guī)律[3]：（1）北支高潮位高于南支高潮位，低潮位低于南支低潮位；（2）北支潮波變形較大，多年平均潮差大于南支；（3）北支漲潮歷時(shí)小于南支，而落潮歷時(shí)大于南支。

2.3 潮流

北支潮流與潮汐性質(zhì)相同，歷時(shí)接近。以漲潮流為主，主槽中漲潮流流速大于落潮流流速。每一潮平均歷時(shí)12 h 25 min 左右，漲潮流歷時(shí)4～5 h，落潮流歷時(shí)8～7 h。自下而上，漲潮流歷時(shí)沿程遞減，落潮流歷時(shí)沿程遞增。

2.4 波浪

北支口門(mén)受長(zhǎng)江口淺灘及啟興沙嘴掩護(hù)，外海波浪對(duì)本工程區(qū)域影響不大，常浪向?yàn)镋 向和偏SE 向風(fēng)浪。全年大部份時(shí)間H4%波高在0.5 m以下（82.6%）；H4%波高大于或等于1 m 的出現(xiàn)率僅為1.4%；極少出現(xiàn)H4%≥1.2 m 的波高。

2.5 泥沙

1986年以來(lái)長(zhǎng)江流域來(lái)沙量大幅減少，2003年三峽水庫(kù)蓄水后，來(lái)沙量進(jìn)一步減小，目前北支泥沙主要來(lái)自海域。北支泥沙主要特點(diǎn)為：大、中潮期漲潮平均含沙量一般大于落潮期，漲潮期帶入泥沙不能完全隨落潮流帶出；由于北支含沙量遠(yuǎn)高于南支，北支漲潮期含沙量高于落潮期，因此，北支常有泥沙倒灌南支的現(xiàn)象。

長(zhǎng)江口北支河段懸沙主要由粘粒粉砂和砂粒組成，中值粒徑介于0.006 5～0.035 2 mm 之間，河床質(zhì)主要由粉砂和砂粒組成，中值粒徑介于0.015 4～0.113 mm 之間，懸沙與床沙之間存在一定的交換。

3 長(zhǎng)江口北支形成過(guò)程

2000 多年前，長(zhǎng)江河口在今鎮(zhèn)江、揚(yáng)州一帶。鎮(zhèn)揚(yáng)以下為喇叭型河口灣，南、北兩嘴之間的距離寬達(dá)180 km[4]。隨著上游大量泥沙下泄，河口不斷東移，形成了崇明島以北的大海中淤漲出東洲和布洲，兩洲后來(lái)合并為東布洲，設(shè)海門(mén)縣。海門(mén)縣于1054～1056年與通州東南境內(nèi)相連，并不斷往西南淤漲至狼山，初步形成北支北岸岸線。此時(shí)，構(gòu)成北支右岸的崇明島正處在萌芽狀態(tài)，最早出現(xiàn)了東、西二沙（公元751年）；1025年左右，西沙西北繼續(xù)淤漲出姚瀏沙；1101年在姚瀏沙西北隔水25 km 處，又漲出新沙，故名三沙，也稱崇明沙。

2000 多年前，長(zhǎng)江河口在今鎮(zhèn)江、揚(yáng)州一帶。鎮(zhèn)揚(yáng)以下為喇叭型河口灣，南、北兩嘴之間的距離寬達(dá)180 km[4]。隨著上游大量泥沙下泄，河口不斷東移，形成了崇明島以北的大海中淤漲出東洲和布洲，兩洲后來(lái)合并為東布洲，設(shè)海門(mén)縣。海門(mén)縣于1054～1056年與通州東南境內(nèi)相連，并不斷往西南淤漲至狼山，初步形成北支北岸岸線。此時(shí)，構(gòu)成北支右岸的崇明島正處在萌芽狀態(tài)，最早出現(xiàn)了東、西二沙（公元751年）；1025年左右，西沙西北繼續(xù)淤漲出姚瀏沙；1101年在姚瀏沙西北隔水25 km 處，又漲出新沙，故名三沙，也稱崇明沙。

1350～1670年的三百余年間，北岸岸線大幅崩退，其中1436～1503年的崩塌尤為劇烈。在北岸大坍的同時(shí)，崇明島經(jīng)歷了大動(dòng)蕩、大發(fā)展的時(shí)期。在這一時(shí)期，發(fā)生了姚劉沙坍沒(méi)，崇明沙、馬家浜和平洋沙相繼淤漲、消失以及長(zhǎng)沙的形成。長(zhǎng)沙自形成以后不斷發(fā)展壯大，逐漸兼并周圍的小沙，至1670年發(fā)展為單一的大島嶼，形成今崇明島的雛形。1670～1842年，左岸岸線大幅淤漲，岸線最大外移16 km。同時(shí)北支口外又淤漲出大沙島—米太沙，北支進(jìn)口口門(mén)中央也淤漲出靈甸沙。1842～1860年，北岸岸線繼續(xù)淤漲，米太沙、靈甸沙并靠北岸，北岸形成開(kāi)口向西的大“Ω”形岸線。同時(shí)米太沙外又淤漲出寅田、陳村等10 余個(gè)小沙洲，這些沙洲于1912年全部并入北岸。至此，北支北岸近代岸線形成。

在南、北支形成的過(guò)程中，長(zhǎng)江口的主流也經(jīng)歷了較大的動(dòng)蕩，13 至17 世紀(jì)北支北岸大坍的時(shí)期，長(zhǎng)江主流經(jīng)北支入海，后來(lái)主流逐漸南移，18 世紀(jì)以后改道南支，導(dǎo)致北支徑流減少，沙洲大面積淤漲，北支河寬逐漸縮小[5]。

19 世紀(jì)末至20 世紀(jì)初，上游通州沙水道主流走西水道，長(zhǎng)江主流經(jīng)滸浦、徐六涇一線下泄，在老白茆沙頭分為兩股水流分別進(jìn)入白茆沙南、北水道，其中一股水道直指北支，當(dāng)時(shí)北支進(jìn)流條件較好，分流比約25%左右，-5 m 槽貫通全河段。隨后，由于上游澄通河段海北港沙水道主流由北水道改走南水道，導(dǎo)致下游通州沙水道主流改走東水道，徐六涇一線頂沖點(diǎn)下移，相應(yīng)通海砂、江心沙、老白茆沙發(fā)展壯大，使北支口門(mén)寬度從1907年的6 300 m 縮窄至1958年的3 000 m?？陂T(mén)寬度的縮窄使得北支進(jìn)流條件惡化，進(jìn)入北支的徑流減少，河槽淤積。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1915～1958年，北支兩堤之間的面積縮小23.2%，吳淞基面4.5 m 以下河床共淤積14.45 億m3，容積減少27%，至1958年，分流比已減至8.7%左右。由于落潮流不斷減弱，漲潮流增強(qiáng)，北支逐漸演變?yōu)闈q潮流占優(yōu)勢(shì)的河道。至此，北支河道現(xiàn)代河勢(shì)格局基本形成。

4 2010～2013年演變分析

4.1 岸線變遷

圖2 為2010～2013年的岸線變遷圖[6]。由圖看出，2010～2013年間，除了上游入流口處有新通海沙圍墾工程之外，長(zhǎng)江口北支岸段（崇頭至連興港）變化較小。

4.2 水下地形變化

圖3 為2010～2013年水下地形變化分布圖。由圖可知長(zhǎng)江口北支水下地形變化主要有以下幾點(diǎn)：

（1）北支進(jìn)口口門(mén)左岸海門(mén)岸線處有大范圍的淺灘發(fā)育（圖4），深槽南移返回崇頭，導(dǎo)致進(jìn)口軸線與大江主流夾角增大，進(jìn)一步惡化了北支徑流入流條件，對(duì)維持北支現(xiàn)有航道將產(chǎn)生較為不利的影響；（2）青龍港附近有新的淺灘形成，導(dǎo)致原來(lái)一直緊貼北岸的深泓線南移，導(dǎo)致深泓線彎曲度增加，不利于船舶操縱；（3）靈甸港處暗沙向南發(fā)育，北側(cè)深槽刷深；（4）三和港附近由于永隆新沙圍墾，過(guò)流斷面縮窄，基本處于沖刷狀態(tài)。

圖2 長(zhǎng)江口北支岸線變遷圖（2010～2013）

圖3 長(zhǎng)江口北支2010～2013年水深變化圖

圖4 北支河道入口處沙體位置圖

4.3 2013年深泓線

圖5 為2013年北支深泓線。結(jié)合圖3 水下地形的變化可知，海門(mén)港附近深泓線偏向崇明側(cè)，海門(mén)港至青龍港中間段緊鄰北側(cè)岸線，青龍港處由于暗沙發(fā)育，使深泓線南移。大洪港至大新港北側(cè)岸段為北支唯一彎曲段的凹岸，深泓線十分穩(wěn)定，緊貼北側(cè)岸線。靈甸港附近由于暗沙南移，深泓線北移緊鄰岸線。自靈甸港以下，深泓線均靠北側(cè)。

圖5 長(zhǎng)江口北支河道2013年深泓線圖

5 結(jié) 語(yǔ)

（1）北支入口深槽南移至崇頭側(cè)，利于深槽穩(wěn)定[7]。

隨著上世紀(jì)50年代北支入口上游、徐六涇等灘涂圍墾工程的實(shí)施，入口條件惡化，分流比減小，2010年以前入口深槽一直處于南北擺動(dòng)態(tài)勢(shì)。受上述圍墾工程影響，落潮時(shí)入口海門(mén)側(cè)出現(xiàn)環(huán)流，逐步淤積出現(xiàn)淺灘，至2013年北支入口深槽南移至崇頭側(cè)（圖3），有利于深槽位置的進(jìn)一步穩(wěn)定。

（2）北支入口至靈甸港水道受入口和靈甸港2 個(gè)節(jié)點(diǎn)控制，逐步發(fā)育成彎曲河道，水道深槽走向趨穩(wěn)。

在徑流和潮流的共同作用下，北支入口和靈甸港主流向逐步成為入口至靈甸港水道的上下游兩個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，北支入口至靈甸港水道逐步發(fā)育成彎曲河道。北支入口深槽南移至崇頭側(cè)并逐步穩(wěn)定，在海門(mén)港和青龍港之間形成頂沖點(diǎn)，深槽在青龍港上游折向南岸，加劇了青龍港附近的沙體淤積，深槽南偏，水道斷面縮窄，水道走向趨于穩(wěn)定，如圖3 所示。

（3）靈甸港至三條港斷面縮窄，潮流歸槽，水道趨于順直。

靈甸港附近由于漲潮流路偏北，落潮流路偏南，漲落潮流路的不一致將形成南北兩側(cè)沖刷，中部淤積態(tài)勢(shì)；靈甸港以下至3 條港水道由于永隆沙、興隆沙等大范圍的圈圍，水道斷面縮窄一半以上，促使潮流歸槽，河道逐步順直，趨于穩(wěn)定，2005年以后深槽一直位于北側(cè)（圖5）。

（4）三條港以下河段，主要受外海潮流動(dòng)力控制，深槽相對(duì)穩(wěn)定。

三條港往下河岸比較順直，河面寬闊，水流分散，由于該段河道主要受外海潮流動(dòng)力控制，在無(wú)較大圍墾、整治工程實(shí)施的情況下，將處于一個(gè)較長(zhǎng)周期的緩慢調(diào)整之中，短期內(nèi)的沖淤變化幅度減弱，2005年以后深槽一直位于北側(cè)，相對(duì)穩(wěn)定。

[1] 長(zhǎng)江口北支航道和岸線整治規(guī)劃數(shù)模計(jì)算報(bào)告[R].南京：河海大學(xué)，2006.

[2] 流域來(lái)沙變化及人類活動(dòng)等對(duì)河口水沙鹽環(huán)境、河勢(shì)及航道回淤的影響研究[R].

[3] 長(zhǎng)江口北支整治方案及航道、岸線開(kāi)發(fā)利用初步規(guī)劃報(bào)告[R].南京：河海大學(xué)，2006.

[4] 長(zhǎng)江口北支河床演變分析及航道整治設(shè)想[R].南京：河海大學(xué)，2006.

[5] 長(zhǎng)江口北支河勢(shì)、航道及岸線資源評(píng)價(jià)綜合報(bào)告[R].南京：河海大學(xué)，2008.

[6] 江蘇京滬重工有限公司高技術(shù)海洋裝備及大型特種鋼結(jié)構(gòu)制造項(xiàng)目航評(píng)[R].南京：南京沐航有限公司，2014.

[7] 南通長(zhǎng)江口北支航道工程方案研究報(bào)告[R].南京：江蘇省水運(yùn)工程技術(shù)研究中心，2014.