常赜,董道蛟,黄伟杰,罗欢,孙玲玲,王腾飞,何瑞,曾志鹏
(珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东 广州 510611)
横门是珠江水系八大出海口门之一,位于珠江口西岸中部。横门水道由鸡鸦水道和小榄水道在港口镇大南尾汇流而成,河面自上游向下游由窄变宽。横门水道河道由大南尾至横门口全长约12km,河面宽约800 ~1000m,低潮水深3.5 ~6m。横门水道出横门后在马鞍北岛马鞍山处分为南、北两汊,北汊(横门东水道)为主干,与洪奇沥水道相汇后,经汇合延伸段入伶仃洋,南汊经芙蓉山峡口后,向南流入伶仃洋[1]。随着粤港澳大湾区社会经济的快速发展,横门水道等珠江河口范围内各类涉河建设性项目剧增,在自然及人为因素双重影响下对河道演变造成的变化不容忽视[2][3]。
本文以实测河道水下地形资料为基础,通过岸线边界变化、滩槽格局、河道深弘变化、典型断面剖析等方面进行研究[4],分析了横门水道河床冲淤变化及演变趋势。对中山市航道工程建设、防洪减灾、河道整治等方面发展提供重要数据,为珠江河口其他口门开展演变研究起到了指导性参考。
横门口分为两支,一支为横门北槽,另一支为横门南槽,早在1883年横门南槽已经形成,其走向与目前基本一致[3]。横门口浅滩的发育,经历了一个形成、相对稳定和扩展的过程。1883年以前,横门口外未形成明显的连片滩地,水深较大。自1907年至1936年,横门口浅滩的发展处于相对稳定阶段,浅滩的平面位置变化不大。1936年以后横门口浅滩进入一个新的扩展期,原有浅滩继续扩展,其中横门东滩至1974年向南发展了近1km,低潮出露的滩地面积达34.5km2,并向南延伸,抵达淇澳岛北端浅滩的前缘,横门历史演变对比见图1。
图1 横门历史演变对比图
横门口岸线边界的变化主要是围垦整治工程引起[5],如图2所示,随着横门口附近水域的围垦整治的推进,原有浅滩逐步成陆,同时在围垦堤的作用下横门口南、北支水下深槽两侧边界固化而形成河道。从岸线变化历程来看,横门垦区大规模的围垦发生在1992年至2006年间,2006年至今岸线基本稳定;横门南支右岸围垦主要表现为沿岸围垦,其中大茅岛附近围垦在1980年代中期以前即已合围,1992年时全部成陆,其岸线边界也是现状的岸线边界,横门、洪奇门汇合延伸段的左岸线从1993年至今保持稳定。
图2 1977 ~2012年间横门附近岸线变化
选取横门站落潮且潮位相近时刻的不同年代影像,并叠加现状岸线分析横门口附近浅滩平面变化,主要选取的影像日期有:1977.2.10、1999.2.8、2018.1.18。
由图3 可见,在横门附近水域低潮位下(横门站潮位为-0.6m 左右)出露浅滩主要分布在横门北支出口、万顷沙尾闾横向支汊分汊处、横门尾闾浅滩、淇澳岛浅滩。横门北支出口1977年已经存在多个出露浅滩,经过横门口围垦整治后位置下移,且其排列由纵向变为横向;万顷沙尾闾出露浅滩同样在1977年即已存在,从1999年以来的影像可以看出它不仅没有消失,反而逐步发育;横门垦区尾闾浅滩出露面积扩大延伸,淇澳岛北浅滩低潮出露范围扩大,两者处于连片发育阶段。
图3 横门附近浅滩变化遥感动态监测图(1977年至2018年)
近期演变研究河段区域选取鸡鸦水道、小榄水道汇入横门水道处,断面布置图见图4。
图4 横门水道河床演变分析断面位置示意图
如图5所示,鸡鸦水道至横门水道段(1#~2#、5# ~6#)中1# 断面2016年及2020年深泓线相对1999年呈抬升趋势,而2#断面下降较为明显;5#断面2016年深泓线相对2020年呈抬升趋势,最大抬升高度为0.51m,6#断面2016年深泓线相对2020年呈下降趋势。
图5 横门水道分析河段深泓高程沿程变化
小榄水道至横门水道段(3#~6#)4 个断面2016年及2020年深泓线相对1999年均呈下降趋势;3#、4#~6#断面2016年深泓线相对2020年呈抬升趋势,最大抬升高度为0.49m,4#、6#断面2016年深泓线相对2020年呈下降趋势,最大下降高度为0.25m。
1#、3#、5#典型断面地形变化图如图6所示,河道特性及冲淤变化统计见表1、表2。1999年~2016年分析河段河道呈冲刷趋势,总冲刷量为82.67×104m3,年均冲刷量为4.59×104m3,河道过水面积总体呈增加趋势,主槽宽度呈减小趋势。2016年~2020年分析河段河道总体呈淤积趋势,总淤积量为97.32×104m3,年均冲刷量为24.33×104m3,河道过水面积呈减小趋势,主槽宽度呈增加趋势。
图6 典型河床演变分析断面图
表1 横门水道分析河段冲淤情况表(0m 水位)
表2 横门水道典型横断面特征值表(0m 水位)
综上所述,横门水道分析河段河道1999年至2016年河道呈冲刷趋势,2016年至2020年河道总体呈淤积趋势。
根据水利相关规划,横门水道中上游两岸现状堤防左岸民三联围堤,右岸张家边联围均已达标,因此未来堤线不会发生较大变化[6]。下游横门口正在进行的翠亨新区围垦规划,横门口的围垦及口门整治工程对横门口北汊、南汊河床演变影响较大,会在一定程度上改变口外水沙输移,引起周围滩槽格局的再调整,主要会影响横门南汊深槽下泄动力增加,深槽发展呈加深趋势。
横门水道河床演变过程也是人类社会活动发展的缩影,结果表明1999年至2016年河道呈冲刷趋势,2016年至2020年河道总体呈淤积趋势,主要原因是近年来加大了河道管理的力度,在河道整治、护岸工程及采砂规划共同作用下,横门水道河段河势总体基本稳定,深弘摆动较小。
建议下一个阶段研究需持续关注横门水道入口鸡鸦水道、小榄水道局部河势变化及分流比的变化情况,同时开展横门口围垦及整治工程对横门北汊、南汊河床演变研究工作。对关键河段定期开展水下地形测量工作及水文测验工作,确保横门水道河势长期稳定。