長(zhǎng)江口橫沙淺灘挖入式港池與入海航道區(qū)域海床穩(wěn)定性分析

虞志英， 張志林， 金 鏐， 徐海根， 李身鐸

（1.華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062；2.長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局，上海 200213；3.交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江口航道管理局，上海 200003）

0 引 言

擬議中的橫沙淺灘挖入式港池和出口航道，位處長(zhǎng)江口北港、北槽兩汊道之間的橫沙淺灘以及水下三角洲海域.

眾所周知，長(zhǎng)江河口為水豐沙多的中等潮汐河口，數(shù)千年來承受長(zhǎng)江流域數(shù)以億萬噸計(jì)泥沙的下泄沉積，發(fā)育了巨大的陸上和水下三角洲，隨著水下三角洲的不斷向海延伸，前緣水深已達(dá)－30～－50 m處.長(zhǎng)江口歷史演變經(jīng)歷了一個(gè)河口分汊，沙洲并岸，河口束狹，河槽加深的過程，才形成了目前三級(jí)分汊、四口入海的格局［1，2］，在河口口門區(qū)則覆蓋廣為發(fā)育的河口攔門沙沉積區(qū)，挖入式港池?cái)M選的橫沙淺灘則是其中一個(gè)組成部分.

設(shè)想中的上海國(guó)際航運(yùn)中心橫沙淺灘挖入式港池和航道的建設(shè)規(guī)模，是世界級(jí)的深水大港，對(duì)自然和環(huán)境條件具有特殊要求，其中選址所在的橫沙淺灘和水下三角洲的海床地形穩(wěn)定性及所在區(qū)域的水動(dòng)力條件，以及沉積特性，是建港可能性中必需具備的重要基礎(chǔ).對(duì)此本文專門就橫沙淺灘和水下三角洲海床地形的穩(wěn)定性作出分析研究.

1 橫沙淺灘地形穩(wěn)定性

橫沙淺灘與橫沙東灘相連，原有橫沙串溝分隔.橫沙淺灘介于長(zhǎng)江口北港與北槽兩大入海汊道之間，與崇明淺灘和九段沙淺灘同為長(zhǎng)江口三大淺灘之一，均位于長(zhǎng)江口攔門沙沉積區(qū)內(nèi)（見圖1）.

19世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)橫沙島尚未露水（見圖2），橫沙東灘、橫沙淺灘與九段沙統(tǒng)稱銅沙淺灘，橫貫在長(zhǎng)江口門.至19世紀(jì)中葉，橫沙島露水（見圖3），1880年開始圍墾，1908年成陸面積16 km2，成陸后，受東南季風(fēng)波浪和潮流侵蝕，島東南部沖刷，沙體向西北方移動(dòng)，至1958年累計(jì)移動(dòng)了約10 km.1931年前長(zhǎng)江口北港成為入海主汊，橫沙島及相近的橫沙東灘，與東部橫沙淺灘分離，中間由橫沙串溝相隔.1931年后，長(zhǎng)江主汊由北港改為南港，由洪水形成的落潮槽成為北槽上段.以后又受1949年、1954年兩次特大洪水的作用（大通站洪峰流量分別達(dá)68 500 m3／s、92 600 m3／s），在橫沙東灘與九段沙之間形成上下貫通的北槽，成為長(zhǎng)江口又一條新生的入海汊道（見圖4）.

此后的數(shù)次洪水作用（1973年、1983年和1988年），在北港與北槽之間水面橫比降作用下，北港水、沙越橫沙東灘而入北槽，加大了北槽的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)促使橫沙東灘與橫沙淺灘間串溝發(fā)育擴(kuò)大，直至北槽最終被選為長(zhǎng)江口深水航道［3］.1998年開始修建深水航道南北導(dǎo)堤工程，橫沙串溝被堵并淤淺消亡，橫沙淺灘與橫沙東灘相連.同時(shí)，橫沙淺灘灘面下泄潮流受北導(dǎo)堤阻擋產(chǎn)生沿堤流，導(dǎo)堤北側(cè)形成水深可達(dá)5～7 m以上沿堤沖刷溝槽，成為橫沙淺灘灘面重要的向海泄水泄沙通道.2003年在原橫沙東灘串溝以東建成長(zhǎng)達(dá)8 km的N23南北向促淤潛堤，以后又開始對(duì)橫沙東灘實(shí)施促淤圈圍工程和北導(dǎo)堤加高工程，整個(gè)橫沙東灘均置于圍堤工程之下被人工穩(wěn)定.N23潛堤?hào)|部的橫沙淺灘區(qū)，除西、南兩邊緣分別被N23潛堤和北導(dǎo)堤所固定，北側(cè)仍置于北港水流作用之下，東側(cè)則向大海開敞，在風(fēng)浪和潮流的作用下對(duì)橫沙淺灘的沖淤產(chǎn)生影響（見圖5）.

圖1 長(zhǎng)江口形勢(shì)圖Fig.1 The map of Yangtze River Estuary

圖2 1842年長(zhǎng)江口圖Fig.2 The 1842 map of Yangtze River Estuary

圖3 1864—1869長(zhǎng)江口圖Fig.3 The map of Yangtze River Estuary（1864—1869）

圖4－1 1945年長(zhǎng)江口北槽形成前后河勢(shì)圖Fig.4－1 Bathymetry map of the Yangtze River Estuary in 1945

1.1 橫沙淺灘面積的變化

橫沙淺灘是在歷史上早已存在的銅沙淺灘基礎(chǔ)上穩(wěn)定發(fā)育的河口淺灘，其位置長(zhǎng)年很少變化，尤其是1998年長(zhǎng)江口深水航道工程建設(shè)以來，橫沙淺灘西側(cè)邊界受N23促淤潛堤人工固定，南側(cè)則以深水航道北導(dǎo)堤為界成為穩(wěn)定邊界，僅有北側(cè)和東側(cè)邊界受江、海水動(dòng)力影響，從1997年、2002年、2010年三次實(shí)測(cè)地形資料以－5 m等深線為代表的橫沙淺灘邊線的變化進(jìn)行比較，橫沙淺灘北側(cè)處于弱淤漲狀態(tài)，東北側(cè)稍有沖刷，東南側(cè)受下灘流影響，－5 m灘線逐漸向東南方向呈舌狀外伸淤漲.其主要原因，與近年來北港主泓變化有關(guān).由于北側(cè)灘邊線橫沙東灘段北港主泓南靠，形成凹岸沖刷（見圖6），主泓向東進(jìn)入橫沙淺灘區(qū).

圖4－2 1958年長(zhǎng)江口北槽形成前后河勢(shì)圖Fig.4－2 Bathymetry map of the Yangtze River Estuary in 1958

圖5 橫沙東灘和橫沙淺灘工程分布Fig.5 Eastern Hengsha shoal and Hengsha Shallow shoal

因受N23潛堤壩頭挑流，主泓偏離橫沙淺灘一側(cè)，造成灘邊線穩(wěn)定淤漲外伸，外伸速度年均約0.25 km.東南側(cè)則受到橫沙淺灘灘面東南向落潮歸槽水流沖刷影響，帶動(dòng)灘面泥沙向東南方向推移，形成了舌狀砂咀狀淤積體向東南方向延伸，－5 m等深線年均延伸達(dá)0.4 km左右，前端已延伸至北導(dǎo)堤堤頭附近.而介于淺灘北側(cè)和東南側(cè)淤漲區(qū)之間的橫沙淺灘東北側(cè)，處在來自東北東向波浪頂沖以及近岸強(qiáng)潮流作用下，不再淤漲，而是處在沖刷狀態(tài).從橫沙淺灘－5 m等深線的變化（見圖7）得出，－5 m等深線所包絡(luò)的橫沙淺灘面積見表1.

圖6 北港主泓線變化Fig.6 Change of main channel in the North Channel

圖7 －5 m等深線變化、面積Fig.7 The changes of－5 m Isobaths change and its enclosed area from1997 to 2010

表1 橫沙淺灘－5m灘線包絡(luò)面積變化Tab.1 Changes of Hengsha shoal－5 m isobath enclosed area

表1和圖7反映了自長(zhǎng)江口深水航道工程建設(shè)以來，橫沙淺灘－5 m等深線所包絡(luò)面積和范圍.由圖、表可見2002年以前少有變化，至2010年，局部淤漲，淺灘面積緩慢增加，8年增加了33 km2，年均約4 km2，占淺灘面積約1.3%.由此可以認(rèn)為：橫沙淺灘－5 m灘邊線平面位置及其包絡(luò)的淺灘面積，自長(zhǎng)江口深水航道等大型工程實(shí)施以來，基本處在穩(wěn)定狀態(tài)，這將為未來挖入式港池的平面規(guī)劃提供了穩(wěn)定的邊界條件.

1.2 橫沙淺灘灘面地形沖淤

橫沙淺灘與西側(cè)的橫沙東灘，均為介于長(zhǎng)江口北港與北槽之間的沙洲淺灘.在長(zhǎng)江口深水航道工程以及橫沙東灘圈圍工程以前，受上游來水來沙影響，北港、北槽間灘槽泥沙橫向交換甚為強(qiáng)烈，又受到外海波浪及強(qiáng)潮流作用，橫沙淺灘灘面長(zhǎng)期受到?jīng)_刷，沉積物粗化，灘面地形處在自然沖淤狀態(tài)下.自1998年后長(zhǎng)江口深水航道工程、N23促淤潛堤和橫沙東灘圈圍工程先后實(shí)施，橫沙淺灘邊界受人工工程的制約，大大改變了淺灘灘面的水、沙條件和灘槽間泥沙交換的途徑和強(qiáng)度.由于主要受到來自北港主泓偏離以及N23潛堤阻流影響，在淺灘北沿形成東北西南走向的長(zhǎng)形淤積帶，在灘面落潮主流作用下，淺灘中、南部發(fā)育呈脊、槽相間的波狀地形，在淺灘南沿順北導(dǎo)堤一側(cè)，發(fā)育沿堤流溝槽，整個(gè)灘面高程北高南低，在橫沙淺灘東側(cè)，面向外海，受波浪及強(qiáng)潮流作用，－5 m以深的灘坡變陡.

2006—2010年橫沙淺灘實(shí)測(cè)地形對(duì)比顯示（見圖8），四年間灘面共沖刷泥沙3 325萬m3，淤積14 884萬m3，凈淤積11 559萬m3，年均淤2 889.75萬m3，平均淤高13.5 cm／年.

圖8 2006—2010年沖淤圖Fig.8 The sedimentation change from2006 to 2010

再?gòu)?010—2012年兩年間測(cè)圖對(duì)比（見圖9），其間共沖刷7 193萬m3，淤積1 793萬m3，凈沖刷5 400萬m3，年均2 700萬m3，平均沖刷厚度12.6 cm／年.從這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的沖淤變幅來看，無論是沖刷或是淤積，橫沙淺灘年均沖淤厚度均在20 cm／年以內(nèi)（計(jì)算橫沙淺灘面積，均按2010年－5 m線以上面積），足以說明橫沙淺灘灘面的沖淤?gòu)?qiáng)度基本處在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，反映了近年來長(zhǎng)江流域來沙量的持續(xù)減小狀態(tài)下，以及在長(zhǎng)江口深水航道及橫沙東灘圈圍工程后橫沙淺灘水動(dòng)力及泥沙運(yùn)動(dòng)明顯削弱，直接造成灘、槽泥沙交換和沖淤?gòu)?qiáng)度不斷調(diào)整并趨于緩和.

圖9 2010—2012年沖淤圖Fig.9 The sedimentation change from2010 to 2012

目前，橫沙淺灘灘面基本穩(wěn)定，為今后挖入式港池的實(shí)現(xiàn)提供了較為有利的地形環(huán)境.

2 水下三角洲海床地形穩(wěn)定性

橫沙淺灘挖入式港池的出海外航道，初步考慮擬選在橫沙淺灘東側(cè)雞骨礁以北，暫按正東方向向水下三角洲海床－5 m～－25 m水深區(qū)延伸，全長(zhǎng)約25～30 km，平均灘坡0.77‰.若以雞骨礁為起點(diǎn)，自122°20′～122°40′間不同水深間距離和坡度列于表2.

表2 擬選外航道長(zhǎng)度、坡度統(tǒng)計(jì)Tab.2 The parameters of channel length and slope

據(jù)表2可知，在全長(zhǎng)26.4 km距離內(nèi)，擬選外航道軸線，平均坡度0.77‰，不足千分之一，床面十分平坦.歷史上，長(zhǎng)江水下三角洲發(fā)展過程中的地形變化是隨著長(zhǎng)江流域來沙的不斷下泄淤漲所致，而外漲速度又與年際間入海泥沙量和各汊道間分水分沙相關(guān).19世紀(jì)中葉的長(zhǎng)江口海圖顯示，當(dāng)時(shí)長(zhǎng)江口主泓由南港入海，北港與南支受淺灘阻隔，北港口門攔門沙在佘山以西約13 km，水深達(dá)－8～－9 m，－10 m等深線在南港以外的雞骨礁外2.8 km處.1860—1880年長(zhǎng)江主泓由北港入海，北港分水分沙倍增，北港北側(cè)崇明東灘迅速外漲，此時(shí)－5 m等深線已外推至距佘山島5 km外，推進(jìn)了8 km，北港口外－10 m線向東南方向呈“舌狀”伸出，而南港口外相應(yīng)發(fā)生沖刷，－5 m等深線距牛皮礁10 km，－10 m等深線已內(nèi)移至雞骨礁西側(cè).至20世紀(jì)20年代主泓改道南港，1931年海圖反映崇明東灘持續(xù)淤漲，－5 m等深線已外推至佘山以東3.5 km，－10 m線亦向海推進(jìn)了11～16 km，南港口外再度沖刷，－10 m等深線又退至雞骨礁以西4.3 km.進(jìn)入20世紀(jì)50年代，水下三角洲各等深線又發(fā)生了進(jìn)退變化.1958—1997年長(zhǎng)江口入海泥沙量年均達(dá)4.7億t，處較高水平.惲才興對(duì)1958—1997年的長(zhǎng)江口地形圖進(jìn)行數(shù)字化處理，對(duì)1958—1985年、1985—1989年、1989—1997年間的水下三角洲等深線進(jìn)行比較（見圖10—12）.

圖10 1958—1985年長(zhǎng)江口外各等深線變化Fig.10 Change of the isobath from1958 to 1985 around the Yangtze River Estuary

圖10顯示，1958—1985年27年間長(zhǎng)江入海泥沙量年均4.73億t，整個(gè)水下三角洲呈淤漲趨勢(shì)，淤漲速度南側(cè)大于北側(cè)，南槽口最大，北槽口—北港口外淤漲速度較小，橫沙淺灘東側(cè)最小；－15 m～－20 m等深線間除南部淤漲較為明顯外，其余稍有蝕退內(nèi)移.1985—1989年4年間，長(zhǎng)江流域泥沙來源減少，年均為3.7億t，各等深線變化比較穩(wěn)定，北部北港—北槽口外處在弱沖刷狀態(tài)，南半部南槽口外呈弱淤漲狀態(tài).1989—1997年間，長(zhǎng)江流域泥沙來源進(jìn)一步減少為年均3.4億t左右，入海泥沙量減少，造成水下三角洲不同程度沖刷，等深線普遍內(nèi)移，其中北槽口、南槽口外各等深線后退較為明顯，－15 m線基本穩(wěn)定，－15 m～－20 m線又普遍出現(xiàn)沖刷.

1997—2010年的12年期間，長(zhǎng)江口開展大規(guī)模工程建設(shè)，加之長(zhǎng)江口下泄泥沙又進(jìn)一步減少.1998年、1999年兩年為連續(xù)豐水年，年徑流量分別達(dá)12.440億m3、10.370億m3，洪季最大洪峰流量達(dá)81 700 m3／s、84 500 m3／s，相應(yīng)年輸沙量達(dá)4.10億t和3.17億t，其余年的年輸沙量均低于3億t.2003年6月長(zhǎng)江三峽工程關(guān)閘蓄水以后，2003—2009年平均大通站下泄流量比關(guān)閘前（1950—2002年平均）減少了10.3%.同時(shí)，由于三峽水庫攔沙作用，其間出現(xiàn)了連續(xù)4年的枯水年，2003年、2004年和2005年大通站年均輸沙量分別僅為2.06億t、1.47億t和2.16億t，2006年更是出現(xiàn)0.85億t的低值，2003年以后的（2003—2009年平均）大通站年均輸沙量較以前（1950—2002年平均）減少了65.4%.此外在此期間南匯東灘和橫沙東灘促淤圈圍工程，又大量攔截了長(zhǎng)江下泄泥沙，使入海泥沙量進(jìn)一步減少，直接對(duì)長(zhǎng)江口水下三角洲地形沖淤造成影響.

圖11 1985—1989年長(zhǎng)江口外各等深線變化Fig.11 Change of the isobath from1985 to 1989 around the Yangtze River Estuary

圖12 1989—1997年長(zhǎng)江口外各等深線變化Fig.12 Change of the isobath from1989 to 1997 around the Yangtze River Estuary

1979年、2002年、2010年長(zhǎng)江三角洲－5 m、－10 m、－15 m、－20 m等深線變化見圖13，各等深線之間的移動(dòng)距離統(tǒng)計(jì)列于表3.

圖13 1997年、2002年和2010年長(zhǎng)江口外等深線變化Fig.13 Isobath at 1997，2002 and 2010 around the Yangtze River Estuary

表3 1997年、2002年和2010年間各等深線進(jìn)退變化距離Tab.3 The distance changs among 1997，2002 and 2010 m

由圖13和表3可知，在1997—2002年期間，1998年、1999年為豐水豐沙年，結(jié)果造成1997—2000年各等深線出現(xiàn)比較明顯的向海淤進(jìn)（見圖14）.而進(jìn)入2000年以后至2002年間，由于長(zhǎng)江下泄泥沙減少，加上多次臺(tái)風(fēng)暴潮對(duì)三角洲表層的強(qiáng)烈沖刷，各等深線又出現(xiàn)沖刷內(nèi)移（見圖15）.沖刷范圍較廣，幾乎遍布－5 m線范圍以內(nèi)的淺水區(qū)以及北槽口動(dòng)力較強(qiáng)區(qū)（見圖16），但沖刷幅度不大，基本在0.5 m以內(nèi).

圖14 1997—2000年長(zhǎng)江口外各等深線比較Fig.14 Comparion of typical isobath in 1997 and 2000 around the Yangtze River Estuary

圖15 2000—2002年等深線變化Fig.15 Comparion of typical isobath in 2000 and 2002 around the Yangtze River Estuary

總之，在1997—2002年5年間的海床沖淤狀況，可以在1997—2002年間沖淤圖上得到集中反映（見圖17）.

圖16 2000—2002年沖刷區(qū)分布Fig.16 Distribution of erosion from2000 to 2002

圖17 1997—2002年沖淤圖Fig.17 The sedimentation change from1997 to 2002

根據(jù)圖17對(duì)各等深線間的平均水深統(tǒng)計(jì)，算得沖淤幅度列于表4.

表4 1997—2002年不同等深線間沖淤值Tab.4 Sedimentation change of typical contour from1997 to 2002 m

由表4，1997—2002年5年累計(jì)沖淤變幅在0.1～0.3 m之間，年均僅0.02～0.06 m，沖淤變幅甚小，表示整個(gè)水下三角洲海床床面處在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài).

2002—2010年間共8年期間，長(zhǎng)江口流域來殺沙減幅最大，其間的2004年、2006年、2007年、2008年均為連續(xù)枯水少沙年，此期間大通站年均沙量2億t，同時(shí)此期間受長(zhǎng)江口淺灘大規(guī)模的促淤圈圍工程對(duì)入海泥沙攔截影響，入海泥沙更加減少［4］.相應(yīng)加大了水流對(duì)水下三角洲泥沙的沖刷強(qiáng)度.由等深線位置變化（見圖18）和統(tǒng)計(jì)得出的等深線間距離變化統(tǒng)計(jì)（見表5）可知，2002—2010年間除北港口外－10 m等深線和南槽口外－15 m、－20 m等深線出現(xiàn)淤進(jìn)外，其余各斷面各等深線間均出現(xiàn)蝕退，其中－10 m～－15 m等深線出現(xiàn)連片沖刷；圖18為2002—2010年沖淤圖，圖中反映沖刷范圍較大，但沖刷幅度不大.從表5可知，8年間累計(jì)淤進(jìn)和蝕退幅度在－0.6～＋0.7 m之間.

圖18 2002—2010年沖淤圖Fig.18 The sedimentation change from2002 to 2010

表5 2002—2010年間不同等深線沖淤值Tab.5 The change of typical bathymetry contour from2002 to 2010 m

表5顯示，－5 m～－10 m之間海床，橫沙東及北港口外稍有淤積，年均約為0.06 m.－10 m～－15 m之間南槽口外海床出現(xiàn)淤積，年均0.09 m；其余均為沖刷，沖刷幅度年均0.02 m～0.03 m；－15 m～－20 m之間，沖淤變幅年均在±0.01 m～0.02 m之間，沖淤平衡.因此從－5 m～－20 m間的水下三角洲海床床面看，沖淤變化甚小，仍然基本上處于沖淤平衡狀態(tài).

再?gòu)?997—2010年共12年間沖淤圖看，長(zhǎng)江口外水下三角洲海床床面沖淤特征（見圖19）為，總體上，近岸部分，－10 m～－15 m間出現(xiàn)大面積南北向連續(xù)的“沖刷走廊”，－15 m水深以東的外海海床略有淤積.無論沖刷、淤積變幅，年均最大±0.05～0.1 m范圍以內(nèi)，可視為沖淤基本穩(wěn)定，不存在大沖大淤現(xiàn)象.這與整個(gè)水下三角洲海域海床現(xiàn)代沉積環(huán)境有關(guān)，是近年來長(zhǎng)江來水來沙條件、潮流場(chǎng)和泥沙場(chǎng)相互適應(yīng)調(diào)整的結(jié)果.這種相對(duì)穩(wěn)定的沖淤環(huán)境，為今后深水航道的規(guī)劃選線提供了廣闊的空間條件.

圖19 1997—2010年沖淤圖Fig.19 The sedimentation change from1997 to 2010

3 海床穩(wěn)定性建港條件初步評(píng)估

擬議中的上海新港大型挖入式港池布置在橫沙淺灘.歷史上橫沙淺灘是長(zhǎng)江河口銅沙淺灘的一個(gè)組成部分，早在170年前的我國(guó)第一張英制海圖（1842年）上已經(jīng)穩(wěn)定存在.當(dāng)時(shí)的銅沙淺灘與九段沙一起成為獨(dú)立沙洲，存在于長(zhǎng)江北槽和北港汊道之間.橫沙淺灘與其西側(cè)的橫沙東灘間有橫沙串溝相隔，直至1998年長(zhǎng)江口北槽深水航道整治工程實(shí)施，受北導(dǎo)堤導(dǎo)流攔沙、堵汊影響，橫沙串溝淤塞，橫沙東灘與橫沙淺灘相連.2003年在橫沙東灘串溝以東修建長(zhǎng)達(dá)8 km的南北向促淤潛堤分割了橫沙東灘和橫沙淺灘.橫沙淺灘邊界線隨著深水航道北導(dǎo)堤修建完成，北沿邊灘受北港主泓走向控制，灘邊線較為穩(wěn)定.淺灘東部則瀕臨東海，受外海波浪和潮流作用，對(duì)東部淺灘造成沖刷，穩(wěn)定性較差，－5 m灘邊線有沖有淤.

自1997年以來，橫沙淺灘－5 m等深線包絡(luò)面積基本穩(wěn)定保持在300 km2左右，灘面有沖有淤，沖淤變幅小.在北港水流漫灘和歸槽落潮流作用下形成西北東南向脊槽相間的波狀地形，長(zhǎng)期穩(wěn)定少變，灘面高程差別小，高程普遍在吳淞－1～＋1 m之間，淺灘沉積根據(jù)鉆孔資料揭示，上層以灰黃色粉砂層為主，厚達(dá)9 m左右，以下為灰色泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和灰色粘土為主，－30 m以下為灰色粉土夾砂，對(duì)挖入式港池而言，不僅易于開挖，同時(shí)開挖泥土又是良好的陸域回填材料.為挖入式港池工程順利進(jìn)行，首先必需在橫沙淺灘周邊進(jìn)行筑堤工程以穩(wěn)定邊界，目前淺灘南、西邊界已建成長(zhǎng)江口深水航道的北導(dǎo)堤和橫沙東灘圈圍工程的東部邊界的N23潛堤已初步得到人工控制；而對(duì)尚屬開敞的北、東側(cè)自然邊界亦應(yīng)采用圈圍工程來固定灘邊線，其中北邊界以－5 m等深線為基點(diǎn)，可結(jié)合長(zhǎng)江口北港航道的南導(dǎo)堤修建工程共同規(guī)劃，這樣既保證了北港航道建設(shè)的需要，又確保了挖入式港池北部岸線的穩(wěn)定，起到互利共補(bǔ)、一石二鳥的功效.

對(duì)橫沙淺灘東部邊界，由于瀕臨東海，是挖入式港池的東邊界，又是深水航道的起點(diǎn)所在，能否保證此項(xiàng)巨大建設(shè)工程建成后的地形長(zhǎng)期穩(wěn)定和足夠水深將是此項(xiàng)工程規(guī)劃能否順利進(jìn)行及實(shí)施可能的重要關(guān)鍵.從地形演變趨勢(shì)上分析，橫沙淺灘東部是北港與北槽兩個(gè)汊道之間舌狀淺灘的端部，歷史上長(zhǎng)期處在向外淤漲狀態(tài)，但20世紀(jì)90年代以來，隨著長(zhǎng)江流域來沙量的持續(xù)減少，在外海波浪和潮流對(duì)淺灘的沖刷作用下，大大減緩了河口淺灘淤漲過程，橫沙淺灘東端0～－5 m等深線外漲速度明顯減小，在東南側(cè)受灘面落潮歸槽流以及北導(dǎo)堤沿堤流影響下，灘面泥沙順東南向下泄造成近似砂咀形外伸，前端已接近深水航道北導(dǎo)堤堤端，形成新的局部淤積區(qū).而淺灘東端又處在北港攔門沙區(qū)，沉積物以粉砂—細(xì)砂為主，在外海潮流和波浪的沖刷下，泥沙運(yùn)動(dòng)甚為復(fù)雜，尤其臺(tái)風(fēng)暴潮期間，易出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的泥沙運(yùn)動(dòng)，將對(duì)挖入式港池出口及入海航道的銜接區(qū)造成影響，并有可能在短期內(nèi)產(chǎn)生集中淤積，不利于水深的維護(hù).對(duì)此，對(duì)于挖入式港池的出?？诤秃降牢恢玫倪x擇必須作深入調(diào)查研究.從目前研究成果上看，挖入式港池出口，選擇在淺灘東部雞骨礁以北與規(guī)劃中的外海航道相接尚較合理.

規(guī)劃中的外航道從橫沙淺灘雞骨礁北以正東方向向外海延伸至－25 m水深處，全長(zhǎng)26 km，所經(jīng)海床坡度平均為0.77‰，較為平緩，鉆孔揭示海床沉積物深度在－10 m～－15 m以上為粉砂沉積層，－15 m以下為粉質(zhì)粘土沉積層，均為易于開挖的沉積土層.此外，長(zhǎng)江口下泄泥沙持續(xù)減少，泥沙在口外旋轉(zhuǎn)潮流場(chǎng)影響下擴(kuò)散，含沙量沿航道向海方向沿程逐漸降低，－5 m～－10 m近岸處含沙量為0.5 kg／m3或以上，至－10 m～－20 m的遠(yuǎn)岸處，含沙量逐漸遞降為0.1 kg／m3.航道沿線水下三角洲海床沖淤穩(wěn)定，1997～2010年近12年期間，在－5 m～－10 m水深區(qū)稍有淤積，年均淤積僅在0.1 m以內(nèi)，－10 m～－15 m間，處在水下三角洲海床南北向沖刷帶內(nèi)，以沖刷為主，年均沖刷0.02～0.07 m之間，－15 m～－20 m之間及以深海床沖淤變幅更小，大致在±0.02 m上下，不存在大沖大淤，這為航道建設(shè)提供了穩(wěn)定的沖淤環(huán)境.

由于長(zhǎng)江水下三角洲海域潮流特征以旋轉(zhuǎn)流為主，均與航道走向形成一定夾角，尤其在近岸淺水區(qū)，主要是－5 m～－10 m間，由于受河口及岸線走向影響，潮流由河口出口的東西向往復(fù)流向口外旋轉(zhuǎn)流過渡，落潮優(yōu)勢(shì)明顯，最大流速可達(dá)2.0m／s以上，流向偏南為110°.由于與航道軸向夾角較大，橫流將對(duì)深水航道回淤以及航行產(chǎn)生影響.由于本區(qū)海洋調(diào)查資料不足，尚需進(jìn)一步調(diào)查研究，尤其要對(duì)外航道沿線長(zhǎng)達(dá)30 km的水下三角洲海床海域更需開展全面系統(tǒng)的調(diào)查.

［1］ 陳吉余.長(zhǎng)江口攔門沙及水下三角洲的動(dòng)力沉積、演變和深水航道治理［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，長(zhǎng)江口深水航道治理與港口建設(shè)專輯，1995：1－22.

［2］ 惲才興.圖說長(zhǎng)江河口演變［M］.北京：海洋出版社，2010.

［3］ 虞志英，惲才興.長(zhǎng)江口北槽外水下地形、沉積環(huán)境和對(duì)三期外航道的影響［R］.上海：華東師范大學(xué)，2004.

［4］ 虞志英，惲才興.橫沙東灘吹泥上灘促淤造地工程自然條件和促淤效果分析［R］.上海：華東師范大學(xué)，2002.