梁 鑫 鑫，王 磊3，王 軍

(1.華東師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，上海 200241； 2.華東師范大學(xué) 地理信息科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200241； 3.路易斯安那州立大學(xué) 地理與人類學(xué)系，美國(guó) 70803)

長(zhǎng)江口是我國(guó)最大的河口，它瀕江臨海，集“黃金海岸”與“黃金水道”的區(qū)位優(yōu)勢(shì)于一體，具有優(yōu)越的環(huán)境和地理?xiàng)l件。在徑流和潮流的雙重作用下，長(zhǎng)江口自徐六涇以下形成三級(jí)分汊、四口入海的格局。在徐六涇以下由崇明島分隔成南支和北支，南支在吳淞口以下被中央沙、長(zhǎng)興島、橫沙島等淺灘和島嶼分隔為南港和北港，南港在九段以下又被九段沙分隔成南槽和北槽[1-3]，其中南支河段是長(zhǎng)江口變化最不穩(wěn)定的區(qū)段。南支河段整體較為寬闊，沙嘴、沙洲和陰沙的發(fā)育把整個(gè)南支河段塑造成一個(gè)復(fù)式河槽，但這些沙體穩(wěn)定性差，當(dāng)主流擺動(dòng)、沙洲受沖時(shí)，大量底沙的沖刷推移，常常造成分流通道淤積[4-5]。近百年來(lái)，南支河段在自然和人類活動(dòng)的共同塑造與控制下處于劇烈變化的過(guò)程，沙洲遍布，而作為長(zhǎng)江口的主要航道，沖淤變化和變動(dòng)特征及沙洲的發(fā)育與變遷對(duì)南、北港及南、北槽的發(fā)展變化有決定性影響[6-7]，嚴(yán)重制約著港口建設(shè)和航運(yùn)等工程。因此，開展人類活動(dòng)和自然條件變化影響下的長(zhǎng)江口南支河段水下地形演化過(guò)程研究，不僅是上海國(guó)際航運(yùn)的迫切要求，更是當(dāng)今學(xué)術(shù)界關(guān)于河口海岸學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn)。

隨著南北岸的開發(fā)利用、長(zhǎng)江口深水航道向上延伸和青草沙水庫(kù)等一系列涉水工程的建設(shè)實(shí)施，作為長(zhǎng)江主航道的南支的沖淤演變成為國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者非常關(guān)心的問(wèn)題，相關(guān)研究成果較多，自然過(guò)程和人為活動(dòng)對(duì)河流入海泥沙變化及區(qū)域沖淤演變的影響始終是研究的焦點(diǎn)。例如，L.S.Yang等基于歷史海圖數(shù)據(jù)重點(diǎn)分析了九段沙長(zhǎng)時(shí)間序列演化過(guò)程[8]。樓飛等以歷年地形和水沙資料為基礎(chǔ)，分析了水沙變化及周邊工程對(duì)南支河勢(shì)演變進(jìn)程的影響[9]。Z.Dai等基于水動(dòng)力資料和13 a實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)，采用EOF分析方法，分析得到北槽的兩種主要?jiǎng)恿Φ孛惭葑兡Ｊ郊捌渲骺匾蛩豙6]。S.Wu等通過(guò)長(zhǎng)江口南、北港2002～2013年的DEM和大通站水文實(shí)測(cè)資料，探究了長(zhǎng)江口的地形演變、人類活動(dòng)的影響機(jī)制以及潛在的海水入侵問(wèn)題[10]。W.Wei等基于1998～2013年實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)和遙感影像資料，探討了河口沙洲在攔河筑壩、河口水利工程和圍墾工程等多種人工干預(yù)共同影響下的演變機(jī)制[11]。這些研究對(duì)認(rèn)識(shí)長(zhǎng)江口各分區(qū)的演變規(guī)律、演化趨勢(shì)及受控因素具有重要意義，但由于長(zhǎng)江口尺度巨大、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有限以及水沙變化與水下地形演變復(fù)雜，已有關(guān)于南支的研究多局限在部分沙洲、南槽、北槽等局部區(qū)域和短時(shí)間尺度內(nèi)的地形演變與受控因素分析，或較為宏觀的河勢(shì)變化分析方面，缺少較長(zhǎng)時(shí)間尺度(百余年時(shí)間尺度)的對(duì)整個(gè)南支河道總體演變過(guò)程的全面認(rèn)識(shí)。

本文在已有研究基礎(chǔ)上，以長(zhǎng)江口南支為研究區(qū)，利用1861，1915，1936，1958，1976年的歷史海圖數(shù)據(jù)及1997，2013年的高精度實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)，分析1861～2013近百余年來(lái)南支河段的沖淤演變過(guò)程，并從自然演變和人為活動(dòng)干預(yù)的角度探討研究區(qū)水下地形的發(fā)育演變與各影響要素間的關(guān)系。

1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江口徑流量大、潮流強(qiáng)，在這兩股強(qiáng)勁動(dòng)力的相互作用下，河道呈有規(guī)律的多級(jí)分汊。南支河段位于長(zhǎng)江口南岸與崇明島之間，上起徐六涇，下至出海口，是長(zhǎng)江口第一級(jí)分汊河段的主干道，承接著長(zhǎng)江98%以上的下泄流量[12]。根據(jù)大通站1950～2016年的水文統(tǒng)計(jì)資料，大通站年輸沙量呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，1980年以來(lái)下降趨勢(shì)尤為明顯，三峽工程建成后，長(zhǎng)江來(lái)沙進(jìn)一步大幅減少，目前基本維持在1.3億t左右，其中2011年的年輸沙量?jī)H為0.72億t，為1953年以來(lái)的最小值(見(jiàn)圖1)。相對(duì)而言，大通站年徑流量雖年際間波動(dòng)較大，但沒(méi)有明顯變化趨勢(shì)，1950～2016年平均年徑流量約8 938億m3，上游徑流量較為穩(wěn)定，1954年和1998年因?yàn)殚L(zhǎng)江特大洪水而處于高值。

本文的研究范圍上起南支上段七丫口附近，經(jīng)南北港分流口河段、南北槽，下至出?？凇檠芯克碌匦螞_淤演變的空間差異特征，根據(jù)長(zhǎng)江口三級(jí)分汊特征將研究區(qū)分為7個(gè)子研究區(qū)(見(jiàn)圖2)，分別為南支上段、長(zhǎng)江北港、長(zhǎng)江南港、崇明淺灘、橫沙東灘、九段沙、浦東東灘。

2 數(shù)據(jù)與方法

文中1861，1915，1936，1958，1976年的水下地形數(shù)據(jù)由配準(zhǔn)并數(shù)字化歷史海圖得到，1997，2013年的高精度實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)來(lái)自長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局，長(zhǎng)江口大通站1950～2016年泥沙、徑流數(shù)據(jù)從水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)發(fā)布的《長(zhǎng)江泥沙公報(bào)》中獲得。數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用墨卡托投影和1954年北京坐標(biāo)系，統(tǒng)一基準(zhǔn)面為理論最低潮面。以ArcGIS軟件為支撐，對(duì)比后采用插值效果最好的經(jīng)驗(yàn)貝葉斯克里金插值方法，利用3D Analyst Tools和Spatial Analyst Tools等模塊對(duì)地形數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理分析?？紤]長(zhǎng)江口南岸和崇明南岸岸線1861～2013年整體呈現(xiàn)外推的變化特征，為方便對(duì)比研究，研究中統(tǒng)一采用2013年的岸線為邊界。

圖1 大通站年徑流量與年輸沙量變化Fig.1 Annual runoff and sediment load of Datong Station

圖2 研究區(qū)示意Fig.2 Sketch of study area

3 研究結(jié)果

3.1 整體沖淤變化分析

通過(guò)GIS構(gòu)建長(zhǎng)江口南支水下地形數(shù)字高程模型，對(duì)1861～1915，1915～1936，1936～1958，1958～1976，1976～1997，1997～2013年和1861～2013年7個(gè)時(shí)段的沖淤特征數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表1)，并繪制相應(yīng)時(shí)段的沖淤變化分布圖(見(jiàn)圖3)，以分析其沖淤變化特征。

表1 長(zhǎng)江口南支沖淤特征統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of erosion-deposition characteristics of the South Branch

注：負(fù)值表示沖刷，正值表示淤積。

圖3 南支不同時(shí)段沖淤變化分布(單位：m)Fig.3 Erosion-deposition patterns of the South Branch from 1861 to 2013

1861～2013年長(zhǎng)江口南支整體略以沖刷為主，年均凈沖刷速率為0.22 cm/a。沖刷區(qū)主要位于南支主河道南、北港和南、北槽，淤積區(qū)主要位于崇明東灘、橫沙淺灘、九段沙、浦東東灘和青草沙水庫(kù)周圍。雖然1861～2013年南支整體表現(xiàn)為略微沖刷，但其間各階段呈現(xiàn)不同的沖淤變化特征。

(1) 1861～1915年，長(zhǎng)江口南支淤積面積略大于沖刷面積。在河道中漲落潮流路之間的緩流區(qū)，中央沙、石頭沙、鴨窩沙、園園沙等沙體成片發(fā)展，其中扁擔(dān)沙、中央沙、銅沙淺灘等沙體周圍淤積比較明顯，沖刷區(qū)主要位于南岸主槽、北岸下段。1915～1936年，長(zhǎng)江口由1861～1915年的淤積狀態(tài)轉(zhuǎn)為沖刷狀態(tài)。南支上段近南岸一側(cè)及北港一側(cè)水道淤積明顯，南港沖刷較為明顯。期間，1931,1935年的2次洪水過(guò)程影響較大，洪水沖刷白茆沙并從白茆沙南水道直泄南港[13-14]，使南港水道增深，長(zhǎng)江口通海航道由北港改走南港，石頭沙沙頭受沖而下移。

(2) 1936～1958年，長(zhǎng)江口南支基本處于沖淤穩(wěn)定的狀態(tài)，沖刷量與淤積量相當(dāng)。沖刷區(qū)與淤積區(qū)呈條狀分布，吳淞口呈現(xiàn)嚴(yán)重淤積態(tài)勢(shì)，主要是因?yàn)槠陂g長(zhǎng)江多次發(fā)生大洪水(1949年和1954年)，沖刷白茆沙而下的泥沙沿南支下泄，在南北港分流口處堆積。同時(shí)，1954年長(zhǎng)江特大洪水使區(qū)域水動(dòng)力增強(qiáng)，銅沙淺灘被沖開[15]，九段沙與之分離而初露分流沙洲的形態(tài)，北槽形成，南、北槽分汊格局正式形成。

(3) 1958～1976年，長(zhǎng)江口南支淤積強(qiáng)度增大，淤積區(qū)主要位于南支河道中心扁擔(dān)沙、九段沙等成形沙體周圍、石頭沙沙頭、浦東東灘以及南港河槽；寶山水道及北港呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢(shì)。扁擔(dān)沙已經(jīng)不再與崇明島相連，南、北港之間的沙島連圍形成長(zhǎng)興島，現(xiàn)代南、北港的分汊格局正式形成。1976～1997年，南支繼續(xù)淤積，但淤積速率減緩，其中崇明東灘、橫沙淺灘、九段沙淤積明顯，長(zhǎng)興島前緣附近的淤積也較為顯著。

(4) 1997～2013年，南支由1936～1997年的淤積為主轉(zhuǎn)為沖刷。沖刷區(qū)主要位于河道主槽；淤積區(qū)主要位于河道中心沙體周圍、北港口門處以及北槽深水航道導(dǎo)堤兩側(cè)，其中北側(cè)壩田淤積量大于南側(cè)。這段時(shí)間內(nèi)，長(zhǎng)江流域建壩和水土保持工程及長(zhǎng)江口深水航道和促淤圍墾等一系列工程建設(shè)對(duì)南支演變影響巨大。上游來(lái)沙大幅減少及水流的攜沙能力下降使南支由原來(lái)的淤積狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闆_刷過(guò)程；四大灘地的淤積主要是受相應(yīng)促淤工程的影響；北槽的沖淤變化主要是由于雙導(dǎo)堤和丁壩群的建設(shè)改變了其流場(chǎng)形態(tài)，導(dǎo)堤丁壩的屏蔽使壩田水動(dòng)力減弱，有利于泥沙落淤[16]，故丁壩壩田區(qū)淤積。

3.2 沖淤變化的時(shí)空差異性分析

分別對(duì)7個(gè)子研究區(qū)7個(gè)時(shí)段內(nèi)的沖淤演變情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示南支水下地形的沖淤演變存在明顯的時(shí)空分異特征。

從表2和圖4中各子研究區(qū)的沖淤變化特征統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可看出，1861～2013年間，長(zhǎng)江口南支7個(gè)分區(qū)中只有第4，6分區(qū)處于淤積狀態(tài)，其他5個(gè)分區(qū)均處于沖刷狀態(tài)，年均沖刷速率依次為第2分區(qū)>第3分區(qū)>第1分區(qū)，第5，7分區(qū)基本處于沖淤穩(wěn)定狀態(tài)。

(1) 1861～1915年間，第1，3分區(qū)處于沖刷狀態(tài)，南港沖刷明顯；其他5個(gè)分區(qū)中，第6分區(qū)的淤積狀態(tài)相對(duì)明顯。

(2) 1915～1936年間，除第2，4分區(qū)外，其余5個(gè)分區(qū)均處于沖刷狀態(tài)。第3分區(qū)的年均沖刷速率最大，第2分區(qū)的年均淤積速率最大，表明這一時(shí)段內(nèi)北港開始淤淺，南港河道和南支上段不斷沖蝕加深，通海航道因此改走南港。

(3) 1936～1958年間，第1，3分區(qū)轉(zhuǎn)為淤積狀態(tài)，第4分區(qū)繼續(xù)保持淤積狀態(tài)。這表明崇明東灘在1862～1958年處于不斷淤積的過(guò)程，主要得益于北岸沙體的不斷并岸；其他分區(qū)均發(fā)生沖刷，第2分區(qū)由1915～1936年的淤積轉(zhuǎn)為沖刷。

(4) 1958～1976年間，第1，2，6，7分區(qū)處于淤積狀態(tài)，其中第6，7分區(qū)的年均淤積速率較大，說(shuō)明九段沙自1954年沙洲成形后淤漲明顯，浦東東灘也處于淤漲態(tài)勢(shì)；其他3個(gè)分區(qū)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，沖淤變化量不大。

(5) 1976～1997年間，第1，2，7分區(qū)呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢(shì)，第2分區(qū)的年均沖刷速率最大，南支上段由1936～1976年的淤積狀態(tài)又轉(zhuǎn)為沖刷狀態(tài)；其他分區(qū)均呈現(xiàn)不同程度的淤積狀態(tài)，其中第6分區(qū)的淤積最為明顯，年均淤積深度是上一時(shí)段的1.37倍。

(6) 1997～2013年間，第1，2分區(qū)仍處于沖刷狀態(tài)，第2，3分區(qū)的沖刷態(tài)勢(shì)較強(qiáng)，第4，6分區(qū)仍保持淤積狀態(tài)，但第6分區(qū)的淤積速率減慢，僅為1976～1997時(shí)段的4.08%，主要是因?yàn)檫@一時(shí)段內(nèi)長(zhǎng)江流域建壩和“長(zhǎng)治工程”使長(zhǎng)江來(lái)沙大幅減少，同時(shí)深水航道等工程建設(shè)加大了北港和南港的沖刷強(qiáng)度。

總體而言，南支河道的演變受到以徑流和潮流為主的水動(dòng)力因素及人類活動(dòng)的影響，主槽擺動(dòng)頻繁，各個(gè)分區(qū)沖淤變化的時(shí)空差異性顯著，除第4分區(qū)淤漲不斷外，其他分區(qū)均發(fā)生了一系列動(dòng)態(tài)變化。第1，2，3分區(qū)雖沖淤變化不定，但整體表現(xiàn)為沖刷狀態(tài)。第6，7分區(qū)均在1915～1958時(shí)段呈沖刷態(tài)勢(shì)，其余時(shí)段保持持續(xù)淤積或穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 長(zhǎng)江口南支各子研究區(qū)沖淤特征統(tǒng)計(jì)Tab.2 Districts statistics of erosion-deposition characteristics in the South Branch cm/a

注：負(fù)值表示沖刷，正值表示淤積

圖4 長(zhǎng)江口南支各子研究區(qū)不同時(shí)段沖淤變化量Fig.4 Districts erosion-deposition variation in different periods in the South Branch

3.3 南支典型斷面沖淤變化分析

為了深入分析長(zhǎng)江口南支的沖淤演變過(guò)程，在七丫口(A1)、瀏河口(A2)、吳淞口(B1)、東旺角(B2)由南向北設(shè)置4個(gè)平行斷面，在橫沙東灘(C1、C2)和九段沙(D1、D2)分別由西向東設(shè)置2個(gè)平行斷面。

(1) 南支上段。從斷面處地形的沿程變化看，南支上段的沖淤演化較為復(fù)雜多變。斷面A1在1861～2013年間形態(tài)變化劇烈，最終趨于平穩(wěn)成W型斷面(見(jiàn)圖5)，與1861年相比，2013年斷面A1的整體變化為：深槽向南岸蝕低，主槽寬度增加，-5 m水下沙洲淤高且面積擴(kuò)大。期間，近岸深槽和水下沙洲處在左右偏移、淤高-蝕低的往復(fù)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中。南岸深槽在距起點(diǎn)2 km范圍內(nèi)擺動(dòng)，最大水深(33.84 m)出現(xiàn)在1997年。斷面A2為W型斷面，整體形態(tài)變化不大(見(jiàn)圖5)，在南岸和北岸附近分別有深度在13.76～19.45 m、7.61～13.31 m范圍內(nèi)波動(dòng)的溝槽，南為南支主槽，北為新橋水道。近南岸主槽在1958年被沖刷至-17.5 m，1976年出現(xiàn)較大幅度回淤，之后繼續(xù)下切，2013年底部稍有回淤，總體上呈現(xiàn)沖刷且展寬加深的變化狀態(tài)。距起點(diǎn)10 km左右沙洲(扁擔(dān)沙)的沖淤變化較大，受南支主流北偏影響[17]，1915年沙體受沖被切，扁擔(dān)沙南沿變化劇烈，左右擺動(dòng)，最終于1997年與北岸扁擔(dān)沙主體合二為一。

(2) 南北港。從2個(gè)斷面的沿程變化來(lái)看，1861～2013年，南北港經(jīng)歷了一系列主次更替過(guò)程(見(jiàn)圖5)。2個(gè)斷面處南港的變化趨勢(shì)較為一致，1861～1936年整體以沖刷為主，展寬加深并略向南岸擺動(dòng)，1936～2013年，南港經(jīng)歷了回淤-沖刷-回淤的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。北港2個(gè)斷面處的變化存在一定差異，在斷面B1處的變化過(guò)程為：1861～1936年回淤且向北岸偏移，1936～2013年轉(zhuǎn)為沖刷狀態(tài)，整體向離岸方向偏移。北港在斷面B2處的變化情況較為復(fù)雜，擺動(dòng)頻繁：1861～1936年處于沖刷狀態(tài)，深槽加深，逐步轉(zhuǎn)為V型，1936～1976年轉(zhuǎn)為淤積狀態(tài)，1976～2013年又回到?jīng)_刷狀態(tài)，向離岸方向偏移，2013年北港水下沙洲在靠近北岸側(cè)發(fā)生明顯淤高。

(3) 橫沙東灘。從2個(gè)斷面處地形的沿程變化來(lái)看，斷面C1總體主要以淤積為主，-2 m等深線以淺區(qū)域的面積不斷增大，局部受到?jīng)_刷(2013年由于導(dǎo)堤建成，斷面前段無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù))。1861～1915年，在離岸20 km處出現(xiàn)近-8 m的溝槽(見(jiàn)圖5)，隨后逐漸回淤變淺。1997年，距起點(diǎn)20 km范圍內(nèi)的地形呈鋸齒狀變化，主要與橫沙島周圍導(dǎo)堤及深水航道的建設(shè)有關(guān)[18]。斷面C2沖淤變化劇烈，但在距起點(diǎn)5～25 km范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯淤積，尤其以2013年最為明顯，是因?yàn)檫@部分主要集中在深水航道的丁壩兩側(cè)，淤積明顯。

(4) 九段沙。從斷面處地形的沿程變化可以看出1861～2013年九段沙處于不斷淤高擴(kuò)寬、總體淤漲下延的過(guò)程。斷面D1首尾穿過(guò)北槽上端和下端，1861～1936年，斷面D1前段即九段沙前緣與橫沙相連，受1954年長(zhǎng)江特大洪水的沖刷作用，沙體與橫沙之間形成串溝[19]；1958～2013年，在南北槽水流相互作用下，大量泥沙在九段沙緩流區(qū)淤積，使九段沙持續(xù)淤漲擴(kuò)大。斷面D2貫穿了江亞南沙、九段沙的上沙、中沙、下沙和北槽下端，1861～1976年，九段沙不斷淤漲，-5 m等深線所包圍沙體面積不斷擴(kuò)大且東西偏移；1976年以后，九段沙的位置基本固定，距起點(diǎn)10 km和15 km左右的槽溝，分別是江亞南沙和九段沙之間的水道及九段沙上沙與中沙之間的潮汐通道；1976～2013年，九段沙保持位置基本不變并持續(xù)淤漲，江亞南沙淤漲明顯，九段沙上沙和中沙間的潮汐通道也處于淤淺態(tài)勢(shì)，主要是北槽深水航道南導(dǎo)堤工程改變了九段沙自然沖淤模式[20-21]，加快淤積。

圖5 長(zhǎng)江口南支典型斷面沖淤特征Fig.5 Erosion-deposition characteristics of cross sections in South Branch

4 討 論

4.1 洪水過(guò)程的影響

在長(zhǎng)江口南支的發(fā)育演變過(guò)程中，徑流(特別是洪水)和潮流為主的動(dòng)力因素對(duì)南支河道河槽和沙體的發(fā)育演變起著重要作用。1861～2013年，長(zhǎng)江流域主要在1931，1954，1998年發(fā)生了3次典型的流域型特大洪水過(guò)程。洪水期，長(zhǎng)江口來(lái)水量巨大，水動(dòng)力增強(qiáng)，常引起河床強(qiáng)烈的沖淤變化。例如，1931年洪水過(guò)程改變了南、北港的沖淤狀態(tài)，南港水道增深而發(fā)展為南支主泓；1954年的特大洪水沖開銅沙淺灘，北槽形成，九段沙正式成為獨(dú)立的分流沙洲。

4.2 沖淤演變對(duì)長(zhǎng)江來(lái)沙減少的響應(yīng)

1950～2013年大通站年徑流量雖年際間波動(dòng)較大，但沒(méi)有明顯變化趨勢(shì)，年平均徑流量約8 910億m3，上游徑流量較為穩(wěn)定，說(shuō)明總體上徑流的攜沙能力保持不變。但1980年以后，大通站年輸沙量卻呈明顯的下降趨勢(shì)(見(jiàn)圖1)，說(shuō)明大通站輸沙量減少主要受長(zhǎng)江來(lái)沙減少的影響。

1960年開始，受長(zhǎng)江中上游地區(qū)砍伐森林、開荒種地的影響，長(zhǎng)江輸沙量顯著增加，相應(yīng)時(shí)段內(nèi)長(zhǎng)江口南支淤積程度加大；1958～1976年大通站年均輸沙量為4.75億t，南支年均凈淤積速率為1.72 cm/a，1976～1997年研究區(qū)的淤積速率(1.67 cm/a)隨著長(zhǎng)江大通站輸沙量(3.95億t)的減少而減少；1997～2013年，隨著大通站輸沙量的大幅減少(2.03億t)，研究區(qū)整體表現(xiàn)為沖刷狀態(tài)，年均凈沖刷速率為0.76 cm/a。由此可見(jiàn)，長(zhǎng)江口南支年均凈沖淤速率與大通站輸沙量之間存在正相關(guān)關(guān)系，長(zhǎng)江流域來(lái)沙制約著南支河段的沖淤變化。

長(zhǎng)江口來(lái)沙量減少反映出流域來(lái)沙量的減少，與上游修壩建庫(kù)、水土保持工程、人工采砂等因素有關(guān)。在長(zhǎng)江來(lái)沙減少的大背景下，受金沙江溪洛渡水電站工程、向家壩水電站工程、南水北調(diào)工程和水土保持重點(diǎn)防治工程等的進(jìn)一步影響，長(zhǎng)江入海泥沙將進(jìn)一步減少，很可能加速南支的沖刷態(tài)勢(shì)，值得持續(xù)關(guān)注。

4.3 人類活動(dòng)的影響

人類活動(dòng)的干預(yù)嚴(yán)重影響了河口地區(qū)的自然演化過(guò)程，對(duì)南支河道的發(fā)展演變起到了重要作用。除影響上游來(lái)沙外，人類活動(dòng)的影響還體現(xiàn)在河口區(qū)的一系列工程建設(shè)，例如深水航道工程、四大灘地促淤圍墾工程等，主要集中在1997～2013年這一時(shí)段。期間，南支口內(nèi)河槽、沙體的沖淤演變均受這些大型工程建設(shè)實(shí)施的影響。例如，四大灘地的淤積主要是受相應(yīng)促淤工程的影響；北槽的沖淤變化主要是由于雙導(dǎo)堤和丁壩群的建設(shè)改變了其流場(chǎng)形態(tài)，引起丁壩壩田區(qū)淤積；江亞南沙淤漲明顯，九段沙上沙和中沙間的潮汐通道也處于淤淺態(tài)勢(shì)，主要是深水航道南導(dǎo)堤工程改變了九段沙自然沖淤模式，加快淤積。人類活動(dòng)的影響具有高度的不確定性，未來(lái)，長(zhǎng)江口南支的局部形態(tài)演變很可能會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜。

綜上，1861～2013年，在自然演變和人為活動(dòng)共同作用下，南支河段經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的演變過(guò)程。1861～1958年，南支的沖淤變化主要以自然演變過(guò)程為主，受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地貌形態(tài)、河口動(dòng)力條件等多種因素的綜合影響[22-24]；1958～2013年，南支河段在自然演化的基礎(chǔ)上受到人類活動(dòng)的嚴(yán)重干擾，包括上游流域人類活動(dòng)、河口工程等，大大削弱了自然驅(qū)動(dòng)力對(duì)河道塑造的主導(dǎo)作用。

需要說(shuō)明的是，長(zhǎng)江河口演變主要由流域來(lái)水來(lái)沙變化和潮汐作用共同影響，本文重點(diǎn)探討了特大洪水、徑流輸沙、人類活動(dòng)等因素對(duì)研究區(qū)水下地形演變的影響，未從潮汐理論的角度深入考慮潮汐作用的影響并進(jìn)行各影響要素的定量分析，這是未來(lái)研究的重要方向。

5 結(jié) 論

(1) 長(zhǎng)江口南支在1861～2013年間整體沖刷大于淤積，年均凈沖刷速率為0.22 cm/a。期間，可分為淤積-沖刷-淤積-沖刷4個(gè)變化階段。7個(gè)子研究區(qū)沖淤變化的時(shí)空差異性顯著，只有崇明淺灘淤漲不斷；南支上段、長(zhǎng)江北港和南港雖沖淤變化不定，但整體表現(xiàn)為沖刷狀態(tài)；九段沙和浦東東灘均在1915～1958年時(shí)段出現(xiàn)沖刷態(tài)勢(shì)，其余時(shí)段保持持續(xù)淤積或穩(wěn)定狀態(tài)。

(2) 8個(gè)典型斷面的沖淤特征更為深入地體現(xiàn)出南支在1861～2013年的發(fā)育演變過(guò)程：南支上段的沖淤變化較為復(fù)雜多變，河段內(nèi)沙洲、溝槽擺動(dòng)頻繁；南北港經(jīng)歷了一系列主次更替的變化過(guò)程；橫沙東灘的發(fā)展演變較為復(fù)雜，呈現(xiàn)上段沖淤變化不定、中段先沖后淤、下段相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)；九段沙自成為獨(dú)立分流沙洲后，不斷淤高擴(kuò)寬，總體呈淤漲下延的趨勢(shì)。

(3) 長(zhǎng)江口南支的演變是自然演變和人類活動(dòng)共同作用的結(jié)果，1861～1958年，南支河段的發(fā)展變化主要以自然演變過(guò)程為主，洪水過(guò)程對(duì)河槽和沙體的改造作用顯著；1958～2013年，流域人類活動(dòng)引起的長(zhǎng)江來(lái)沙減少及口內(nèi)工程建設(shè)對(duì)南支沖淤演變的影響顯著。在長(zhǎng)江來(lái)沙減少的大背景下，流域及口內(nèi)工程建設(shè)將導(dǎo)致南支河段的演變更加復(fù)雜。