长江口南槽近期河床演变及航道淤浅原因分析

程海峰，刘 杰，赵德招，王珍珍

（上海河口海岸科学研究中心河口海岸交通行业重点实验室，上海 201201）

南槽是长江口主要的入海汊道和航槽之一，是较小船舶和吃水较浅的空载大中型船舶进出长江口的主要航道，也是长江—洋山港江海联运的重要通道，主要通航实际吃水7.0m以下的船舶。未来，南槽航道的建设目标水深为8.0m［1］。南槽航道功能的稳定发挥直接关系到长江口航道优良的通航条件和船舶通航效率的维护，因此南槽河床近期的冲淤演变受人关注。

近年来，随着流域来沙的减少和区域内人类活动的增强，南槽河段出现了新的冲淤变化，对南槽航道通航产生了不利影响。尽管前人对南槽拦门沙、九段沙、南汇东滩的冲淤演变开展了大量分析工作［2-6］，同时对长江口深水航道治理工程实施后对南槽、北槽和九段沙的影响也进行了深入的探讨［7-13］，但对南槽近期河床演变分析及航道淤积原因探讨开展得较少。本文主要利用1998年以来的多次水下地形监测资料，重点对南槽近期的演变及航道淤浅的原因进行分析讨论，其研究结果可为南槽航道的建设维护、南槽沿岸涉水工程的开发利用等提供技术参考。

1 研究区域

两千年来，长江河口经过 “南岸边滩淤涨，北岸沙洲并岸，河口束狭，河槽加深，三角洲向前伸展”［14］的自然演化，形成了目前相对稳定的 “三级分汊、四口入海”的喇叭状平面形态。南槽是长江口第3级分汊河段之一，上承南港，下接东海 （见图1）。自1842年上海开港以来，南槽一直作为通海航道已有近170a的历史。

图1 长江口南槽河段示意图

南槽的潮汐为不规则半日潮，中段的中浚站年平均潮差约为2.73m （理论基面）。南槽口门内因受河槽地形约束，呈往复流特征，且涨、落潮流路与河槽走向亦基本一致；南槽口外则为旋转流。南槽含沙量表现为 “上段及口外段小，拦门沙河段大”的分布特征。南槽河段表层沉积物 “上段粗，拦门沙及口外段细”，主要由粉细砂构成。

2 河床冲淤演变特点

1998 年以来，随着长江口深水航道治理工程和南汇东滩促淤圈围工程的实施，南槽的河床边界条件逐步趋向稳定，河床演变处于自然演变与人工控制相结合的过程中，呈现出新的冲淤演变特点。

2.1 地形冲淤变化

10余年来，南槽地形的冲淤变化较为明显 （见图2），总体主要表现为：

（1）南槽上段 （九段沙灯船以上）主槽冲刷，冲刷厚度普遍在1.0～3.0m，局部冲刷幅度达5.0m以上；

（2）南槽下段及南汇东滩呈淤积态势，淤积幅度大多数在1.0～3.0m；

（3）南槽口外区域发生厚度为1.0～3.0m的大范围冲刷；

（4）南槽拦门沙河段淤积，其上、下游冲刷，使得拦门沙浅段长度缩短，据统计，南槽拦门沙7.0m浅段长度由1998年47.2km减少为2012年31.8km，缩短约15.4km；

（5）拦门沙河段年内呈现典型的 “洪淤枯冲”的变化特征，拦门沙滩顶水深年内变幅约0.5m （见图3）。

图2 1998—2012年南槽地形冲淤变化图

图3 南槽地形冲淤洪枯季差异图

2.2 等深线变化

从图4、图5等深线变化看，1998—2012年，江亚南沙5m以浅沙体不断淤涨，5m沙尾持续向下游延伸，且直逼南槽拦门沙浅段，至2009年开始侵入南槽下段航道，2012年则已覆盖局部航道段。据统计，10余年间江亚南沙5m沙尾累计下移约17km （见图6）；南汇东滩及九段沙南沿5m线向江中淤进，5m河槽宽度缩窄；同期，南槽上段10m深槽有所展宽下延。

图4 南槽5m等深线变化图

图5 南槽10m等深线变化图

图6 江亚南沙5m沙尾下延距离变化图

2.3 航道水深变化

根据近期南槽下段航道淤浅区段划定了航道水深统计范围 （见图7），据统计结果 （见图8）可知，1998—2012年，南槽下段浅段航道平均水深总体逐渐淤积变浅；因位处南槽拦门沙河段 （“洪淤枯冲”），该段航道平均水深略呈“洪季浅、枯季深”的年内变化特征；1998—2008年，南槽下段浅段航道的最浅水深缓慢变浅，进入2009年则显著淤浅，幅度达1m左右，且最浅水深已浅于4m，之后虽有所波动，但大体在4m左右。

图7 南槽下段浅段航道水深统计范围图 （阴影区域）

图8 南槽下段浅段航道水深变化图

3 航道淤浅原因分析

近期，南槽下段航道水深有所淤浅，局部航道段 （见图7）出现水深小于5.0m的浅点，船舶通航安全及通航效率受到较大影响，甚至出现船舶搁浅情况，迫使部分吃水6.0～7.0m的船舶改走北槽，使得北槽航道通航压力增加，船舶通航效率降低。为此，2013年2月交通运输部长江口航道管理局委托上海航道局对南槽航道实施了疏浚工程，维护水深5.5m。

3.1 江亚南沙淤涨下延

1998 年以来，江亚南沙沙体呈体积增大 （见图9）、沙尾下延 （见图6）的态势。从江亚南沙沙体及南槽下段浅段航道水深变化可以看出：2009年江亚南沙5m沙尾侵入南槽下段浅段航道 （见图4），直接导致该段航道最浅水深出现迅速减小现象 （见图8），航道淤浅碍航与江亚南沙淤涨下延密切相关。

1998—2009 年，随着长江口深水航道治理、南汇东滩促淤圈围和浦东机场外侧圈围等工程的实施，南槽上段水流动力不断增强，落潮分流比逐渐增加 （见图11），致使南槽上段持续冲刷；同时，江亚南沙水域因受长江口深水航道治理工程掩护，滩面水流动力减弱，南槽主槽河床冲刷下移的泥沙在涨潮流作用下较易被输送到江亚南沙沙体上，并不断在此沉积［9］。期间，江亚南沙5m沙体体积增加明显 （见图9），5m沙尾下延速率相对较快，其中2000年、2003年及2008年分别达3.3，2.5，2.2km／a（见图10）。

2010—2012年，南槽周边涉水工程建设步伐明显放缓，南槽河段滩槽格局及边界条件基本稳定，南槽落潮分流比亦较为平稳 （见图11），河床地形进入自然冲淤演变阶段。期间，江亚南沙5m沙体体积总体较为稳定 （见图9），同时5m沙尾下延速率逐年降低，至2012年，5m沙尾下延速率已降至0.4km／a（见图10）。

图9 江亚南沙5m沙体体积变化图

图10 江亚南沙5m沙尾下延速率变化图

图11 南槽落潮分流比变化图

3.2 拦门沙河段缩短淤高

长江入海泥沙输送到河口区域，受潮流的顶托和沿岸流系的阻挡，在河口地区发生沉积，参与造床，加上河口地区处于咸淡水交汇地带，细颗粒泥沙絮凝沉降，在地形上形成水深较上、下游均小的拦门沙。南槽下段浅段航道正位于南槽拦门沙河段内，拦门沙河段河床冲淤演变对航道水深变化造成影响。

1998 年以来，受周边工程建设影响，南槽上段水流动力增强，河槽冲深并向下游延伸，同时受长江上游来沙量减少影响，南槽口外整体冲刷后退，上述变化导致南槽拦门沙河段纵向长度缩短。同时，南槽上段冲刷发展，河床泥沙冲刷下泄，沉积在拦门沙河段，加上江亚南沙沙咀持续下延并伸入拦门沙河段，使得南槽拦门沙河床淤浅抬高。

2010—2012 年，南槽上段仍略有冲刷，拦门沙河段受上游冲刷下泄泥沙的补充，整体呈现微淤态势。因此，近期南槽下段浅段航道整体略有淤积，但淤积速率较小，仅为0.07m／a。

综上分析认为，近期南槽河段边界条件及滩槽格局总体稳定，南槽下段浅段航道的淤浅是在拦门沙河段整体淤积的背景下，由江亚南沙沙尾的自然淤涨下延、侵入航道所致。

4 结 语

利用1998—2012年的水下地形监测资料，对南槽近期河床演变及航道淤浅原因进行了初步分析，得到几点主要结论：

（1）十余年来，南槽河床冲淤主要呈现：上段冲刷、下段淤积；拦门沙浅段缩短淤高、洪淤枯冲；江亚南沙沙体淤涨、沙尾下延的变化特征。

（2）近期南槽下段航道局部区段淤浅的主要原因是江亚南沙沙尾在南槽河段整体滩槽格局条件下的自然淤涨下延、侵入航槽。

［1］交通运输部长江口航道管理局.长江口航道发展规划 ［R］.上海：交通运输部长江口航道管理局，2010.

［2］沈金山，朱珍妹，张新琴.长江口南槽拦门沙的成因和演变［J］.海洋与湖沼，1983，14 （6）：582-590.

［3］杨世伦，贺松林，谢文辉.长江口九段沙的形成演变及其与南北槽发育关系 ［J］.海洋工程，1998，16（4）：55-65.

［4］杨世伦，杜景龙，郜昂，等.近半个世纪长江口九段沙湿地的冲淤演变 ［J］.地理科学，2006，26（3）：335-339.

［5］刘杰，陈吉余，陈沈良.长江口南汇东滩滩地地貌演变分析［J］.泥沙研究，2007 （6）：47-52.

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［7］刘杰，乐嘉海，胡志峰，等.长江口深水航道治理一期工程实施对北槽拦门沙的影响 ［J］.海洋工程，2003，21（2）：58-64.

［8］刘杰，陈吉余，乐嘉海，等.长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析 ［J］.泥沙研究，2004（5）：15-22.

［9］刘杰，陈吉余，乐嘉海，等.长江口深水航道治理一期工程实施对南槽冲淤演变的影响 ［J］.泥沙研究，2005 （5）：40-44.

［10］杜景龙，杨世伦.长江口北槽深水航道工程对周边滩涂冲淤影响研究 ［J］.地理科学，2007，27 （3）：390-394.

［11］刘杰，赵德招，程海峰.长江口九段沙近期演变及其对北槽航道回淤的影响 ［J］.长江科学院院报，2010，27（7）：1-5.

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