張志林 王玨 張東鋒 言超

摘要：徐六涇節(jié)點(diǎn)整治工程是國務(wù)院批復(fù)的《長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃》的重要組成部分。目前已實施的新通海沙整治工程，使徐六涇節(jié)點(diǎn)斷面河寬縮窄了近16.3%，對徐六涇河段的河床演變及潮流量產(chǎn)生了一定的影響。在介紹徐六涇節(jié)點(diǎn)整治工程的基礎(chǔ)上，就整治后徐六涇節(jié)點(diǎn)段河床演變和潮流量變化等進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：整治工程對徐六涇斷面形態(tài)產(chǎn)生了直接影響，左側(cè)較長的順長緩坡逐漸沖刷成副槽，原來偏“V”形斷面形態(tài)向偏“W”形斷面形態(tài)發(fā)展;工程的影響主要位于圍堤前沿;徐六涇斷面潮流量未見明顯減小;徐六涇節(jié)點(diǎn)段深槽基本穩(wěn)定。

關(guān) 鍵 詞：河床演變; 潮流量; 深槽; 新通海沙整治工程; 徐六涇節(jié)點(diǎn); 長江口

中圖法分類號： TV856 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

0 引 言

徐六涇節(jié)點(diǎn)是長江入海的咽喉要道，也是長江河口多級分汊的起點(diǎn)。1958年以前，徐六涇江段左岸分布有通海沙、江心沙等洲灘，水流分散，江面寬約13.0 km，其中7 km為0 m以上邊灘或河漫灘，隨后通海沙和江心沙實施了圍墾，河寬縮窄至5.7 km，徐六涇節(jié)點(diǎn)段現(xiàn)代左岸岸線基本形成[1-2]。

徐六涇節(jié)點(diǎn)形成以后，河寬明顯縮窄，河勢走向得到初步控制，節(jié)點(diǎn)的“鉗制”作用控制了通州沙河段洲灘的下移，使之對下游河勢的影響減小。然而，徐六涇節(jié)點(diǎn)的江面依然過寬，節(jié)點(diǎn)段的長度偏短，對下游的控制作用有限。2008年國務(wù)院批復(fù)的《長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）提出了“穩(wěn)定長江口三級分汊、四口入海的總體河勢格局，控制徐六涇節(jié)點(diǎn)段主流流向”的河勢控制目標(biāo)，通過北側(cè)的新通海沙整治工程以及南側(cè)的白茆小沙護(hù)灘潛堤和圍堤工程，縮窄徐六涇節(jié)點(diǎn)段的河寬，延長導(dǎo)流岸壁，增強(qiáng)徐六涇河段的束流、導(dǎo)流作用，使水流動能相對集中[3]。根據(jù)《規(guī)劃》意見，新通海沙整治工程分批實施，但白茆小沙護(hù)灘潛堤和圍堤工程未及時開展，而且由于下沙體的沖蝕，白茆小沙整治工程實施難度較大[4-5]。新通海沙整治工程的實施使徐六涇節(jié)點(diǎn)段河寬縮窄了930.0 m，約占河寬16.3%。據(jù)有關(guān)研究，若配合其他整治工程，徐六涇斷面的潮量將減少10%左右[3，6]。

在《規(guī)劃》的指引下實施的整治工程，加強(qiáng)了岸線保護(hù)，穩(wěn)定了洲灘，縮窄了河道，減少了主流的擺動以及上游河道變化對下游河道的影響，穩(wěn)定了河勢，改善了航道[6]。但河道的縮窄會引起行洪不暢;高灘的圈圍意味著濕地的減少，對水生生物造成不利影響;不合理的圈圍甚至?xí)斐珊恿魉康闹匦路峙洌瑖?yán)重的會導(dǎo)致主支汊的異位，從而對河道產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。因此，在整治工程完成后開展細(xì)致深入的跟蹤分析十分必要。本文在介紹徐六涇節(jié)點(diǎn)整治工程的基礎(chǔ)上，就整治后徐六涇節(jié)點(diǎn)段河床演變和潮流量變化等進(jìn)行了分析。

1 徐六涇節(jié)點(diǎn)整治工程概況

1.1 徐六涇節(jié)點(diǎn)附近整治工程概況

2002年以來，在徐六涇節(jié)點(diǎn)段及上下游多處開展了岸線整治及航道治理工程，按實施時間順序如表1所列，位置及范圍如圖1所示。

由表1和圖1可知：2002年以來，徐六涇節(jié)點(diǎn)及上下游河段開展的涉水工程較多，規(guī)模也較大，其中新通海沙岸線綜合整治工程和常熟邊灘整治工程，分別位于徐六涇節(jié)點(diǎn)段的左右岸。常熟邊灘整治工程吹填成陸面積136.8 hm2，縮窄河寬約300 m;新通海沙岸線綜合整治工程總圍區(qū)面積超過2 000 hm2[7]，以徐六涇節(jié)點(diǎn)平均潮位0.84 m起算，最大縮窄河寬2 200 m（南通開發(fā)區(qū)與海門市交界處）。以上規(guī)模甚大的整治工程，對徐六涇河段產(chǎn)生了一定的影響。

新通海沙分屬南通市的2個行政區(qū)，即南通經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（以下簡稱南通開發(fā)區(qū)）和海門市?！兑?guī)劃》批復(fù)后，南通開發(fā)區(qū)和海門市兩級政府分別成立指揮部，基本沿-2 m等高線分4期對新通海沙進(jìn)行了整治，各期整治范圍及時間段如表2所列[7-8]，范圍如圖2所示。

由表2可知：新通海沙整治時間段主要在2007～2011年之間，先下后上次第開展，其中徐六涇斷面所在的南通開發(fā)區(qū)上段岸線整治時間為2009年9月至2011年1月。

2 徐六涇節(jié)點(diǎn)相關(guān)變化

新通海沙整治工程的實施，給工程河段帶來一系列的變化。研究成果大多以模型計算來說明影響。如袁文志等[9]認(rèn)為，圍墾新通海沙，縮窄河寬，將有效地增強(qiáng)徐六涇節(jié)點(diǎn)的束流、注：① 太倉岸線調(diào)整工程;② 蘇通長江公路大橋;③ 常熟邊灘整治工程;④ 新通海沙岸線綜合整治工程;⑤ 常熟市福山水道南岸邊灘綜合整治工程;⑥ 通州沙西水道河道整治工程;⑦ 白茆沙沙頭中上段守護(hù)工程;⑧ 通州沙尾至狼山沙尾左緣守護(hù)工程;⑨ 鐵黃沙整治工程。

導(dǎo)流功能，改善北岸漲潮流邊界條件，有利于漲潮流進(jìn)入新開沙夾槽，將加劇海門港區(qū)的淤積，但不會對整體河勢產(chǎn)生影響。而《規(guī)劃》中模型預(yù)測認(rèn)為：工程實施后，由于河道束窄和工程引起水流阻力加大的原因，徐六涇斷面漲、落潮量將分別比工程前減少7.8%和2.1%。徐六涇深槽漲、落潮流速總體上均有所增加，新通海沙圍堤外側(cè)流速增加，將不斷刷深堤前淺灘[3]。

由于模型的邊界條件是單一的，自然界的影響因素是復(fù)雜多變的，新通海沙的整治工程對徐六涇河段的相關(guān)變量的影響亟需進(jìn)一步研究。本文利用新通海沙整治工程的跟蹤觀測資料，以及徐六涇水文站多年的水量和斷面地形觀測成果，對新通海沙整治的影響進(jìn)行原型分析。

2.1 新通海沙穩(wěn)定性

新通海沙位于徐六涇河段的左岸，整治沿-2 m等高線布置[3，8]，高灘部分成陸，工程期間，-5 m等高線發(fā)生了較大的變化（見圖2）。

由圖2可知：新通海沙的變化可分為2部分，蘇通大橋以上的成舌狀堆積體，或延伸或上縮，變化較大。這個舌狀堆積體，位于工程的上游，受工程本身的影響較小，且工程前即存在這樣的變化[1]，其更多受上游狼山沙東水道水流泥沙動力和新開沙及其夾槽變化的影響。工程實施后，在江面縮窄、水流集中且平順的條件下，舌狀堆積體受沖縮小，2011年11月，該堆積體幾乎貼近圍區(qū)前沿，至2018年亦變化不大。D3046395-39E7-48F5-A658-6E91CE269E7A

蘇通大橋以下新通海沙-5 m外緣形狀比較平順，但趨勢向新堤線逼近。由圖2可見：從蘇通大橋至立新河，-5 m等高線平均向新圍堤側(cè)后退了210 m。

由以上分析可知，整治工程增強(qiáng)了新通海沙的穩(wěn)定性，但近岸河床受到了沖刷。

2.2 白茆小沙的沖淤變化

白茆小沙位于徐六涇河段的右側(cè)，與南岸之間的夾槽為常熟金涇塘水道?！兑?guī)劃》中徐六涇節(jié)點(diǎn)整治工程包括新通海沙和白茆小沙兩項整治工程。前期研究表明[3，10]，白茆小沙整治工程有利于穩(wěn)定沙體及延長徐六涇節(jié)點(diǎn)的控導(dǎo)段長度;配合北岸新通海沙整治工程可適當(dāng)束窄徐六涇節(jié)點(diǎn)段的河寬，限制主流的擺動，有利于總體河勢的穩(wěn)定。但由于種種原因，白茆小沙整治工程沒有及時實施，且由于白茆小沙下沙體的沖蝕殆盡[4]，現(xiàn)有條件下白茆小沙的整治難度大，已不具備按《規(guī)劃》方案整治的條件[5]。

已有研究成果表明[1]：1978～2008年間，白茆小沙上沙體雖然面積逐漸減小，但沙體長度、寬度及灘頂高程較為穩(wěn)定，而下沙體在2008年已成為高程很低、形態(tài)較小的潛心灘。由圖2和表3可知：2010年后白茆小沙上沙體繼續(xù)減小，至2016年11月達(dá)到最小1.93 km2，而下沙體在2016年卻又逐漸形成，至2018年11月下沙體的面積達(dá)到0.46 km2，灘頂高程為-1.1 m。白茆小沙下沙體的沖蝕，主要原因在于狼山沙尾西偏使得水動力軸線調(diào)整沖擊，次要原因在于工程采砂及非法采砂[4]。目前，上游狼山沙在長江南京以下深水航道一期工程中通過整治固灘，而白茆小沙下沙體處漲落流分離的泥沙淤積現(xiàn)象依然存在。因此，在新的水文泥沙條件下，白茆小沙下沙體略有恢復(fù)。

2010年3月，白茆小沙上沙體的面積達(dá)到最大，其后逐漸減小，2018年又恢復(fù)到2011年的水平，沙頭與沙尾的位移較小。總體而言，白茆小沙上沙體較為穩(wěn)定，新通海沙整治未對白茆小沙造成較大影響。

2.3 金涇塘水道

金涇塘水道為白茆小沙與南岸之間的夾槽，該槽自形成后，一直處于較穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。金涇塘水道的落潮流動力主要來自于通州沙西水道、狼山沙西水道和福山水道3股落潮流，其匯流區(qū)在野貓口到徐六涇標(biāo)的前沿灘地附近，受狼山沙東水道水流的擠壓作用進(jìn)入金涇塘水道。近年來，由于狼山沙東水道主流右偏，迫使通州沙西水道和狼山沙西水道下泄的落潮流更多地進(jìn)入白茆小沙夾槽，該夾槽有進(jìn)一步發(fā)展的可能[1]。

由圖2和表4可知：金涇塘水道的平面形態(tài)較為穩(wěn)定，-5 m等高線下的容積逐漸增長，平均水深逐漸增大，變化的趨勢未受新通海沙整治的影響，金涇塘水道處于穩(wěn)定發(fā)展期。

2.4 徐六涇斷面形態(tài)變化

2010年前，徐六涇斷面左側(cè)邊灘較為穩(wěn)定，起點(diǎn)距1 000～2 300 m之間為高程變化不大的平灘（見圖3）。2011年1月后，由于新通海沙整治并岸，斷面寬度束窄，左側(cè)邊灘演變劇烈，出現(xiàn)了-15 m的沖刷槽，其后，沖刷槽向右（深槽）方向發(fā)展，斷面形態(tài)從原來的偏“V”形向偏“W”形轉(zhuǎn)變，主深槽淤積，次深槽沖刷，目前仍處于重構(gòu)過程中。

由徐六涇站多年平均潮位下計算得到年均斷面面積變化過程（見圖4）。由圖4可知：徐六涇斷面年均面積在2004～2009年平均為73 779 m2，2010～2014年平均為80 973 m2，增大了9.8%。由表2可知，該時間段正是新通海沙整治4期，即“新通海沙南通開發(fā)區(qū)上段岸線綜合整治工程”施工時間。前3期整治工程均處于徐六涇斷面下游，離斷面較遠(yuǎn)（見圖2），對徐六涇斷面的影響比較小;而4期工程正處于徐六涇斷面，直接縮短了徐六涇斷面930 m的過水寬度，原來5.70 km的江面寬縮短成4.77 km，縮小了16.3%，但過水?dāng)嗝婷娣e沒有相應(yīng)減小，反而逐漸增大，原因在于圍堤前沿發(fā)生了沖刷。由圖3可知：2011年1月，即新圍堤合龍時，徐六涇斷面左側(cè)形成了劇烈的沖刷槽，沖刷深度在15 m以上（2010年11月大斷面地形無此現(xiàn)象），在河寬束窄的情況下斷面面積增大，過流能力反而增強(qiáng)。

2.5 徐六涇深槽變化

由圖5可以看出：徐六涇深槽的平面形態(tài)較為穩(wěn)定，深槽頭部2009～2011年間逐漸上延南偏，2011年后幾乎沒有變動;槽尾更加穩(wěn)定，僅在不到250 m范圍內(nèi)擺動。相對而言，徐六涇深槽形態(tài)受蘇通大橋的影響較大，橋位處的30 m等高線變動頻繁，但依然在一個很小的范圍內(nèi)擺動，且從未中斷。

從表5可知：徐六涇-30 m深槽面積于2010年3月達(dá)到最大6.63 km2，2011年后逐漸減小，至2018年11月減小了17.0%。水下地形測量的頻次比較低，但變化規(guī)律跟徐六涇大斷面還是一致的，即新通海沙四期整治工程施工期間，徐六涇深槽面積達(dá)到最大，深槽的容積也擴(kuò)大，說明工程不僅僅導(dǎo)致圍堤前沿的邊灘沖刷，深槽范圍也擴(kuò)大。最深點(diǎn)高程變化顯示，2011年后逐年增深，最深點(diǎn)變化范圍，從蘇通大橋上游，移動到蘇通大橋下游約1.3 km處。

2.6 徐六涇流量的變化

徐六涇站2005年始有流量整編成果[11]，2005～2018年間，徐六涇站年漲潮潮量、年落潮潮量、年凈泄量變化過程如圖6所示，年凈泄潮量的變化過程與大通站徑流量基本一致[12]。徐六涇站漲、落潮潮量與凈泄潮量隨上游來水量的變化而變化，其中落潮潮量、凈泄潮量與上游來水量呈正相關(guān)關(guān)系，漲潮潮量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，如2011年特枯水年，凈泄潮量是歷年中最小的，而漲潮潮量是歷年中最大的。

徐六涇站多年平均漲潮潮量、落潮潮量以及凈泄潮量分別為4 103億，13 022億m3和8 919億m3。2005～2018年14 a內(nèi)，大于和小于多年平均漲潮潮量4 103億m3的年數(shù)分別為6 a和8 a，2011年最大為5 118億m3，后有減小的趨勢，至2016年最小為3 748億m3，但2017，2018年又逐漸增大，沒有趨勢性變化[13]。D3046395-39E7-48F5-A658-6E91CE269E7A

3 徐六涇節(jié)點(diǎn)段近期演變存在的幾個問題

（1） 河床沉積物反映了水流與邊界的相互作用。長江三角洲覆蓋著深厚的第四紀(jì)疏松沉積物，在江、湖、海的交互作用下，經(jīng)歷了沉積、沖刷、再沉積的反復(fù)作用過程，形成了150～400 m厚的疏松沉積層，沉積物為亞黏土、亞砂土、淤泥質(zhì)土和粉細(xì)砂互層[1]。

徐六涇斷面床沙組成以砂粒和粉砂為主，兩者相加在87%左右，黏粒占比約13%;左右邊灘床沙粒徑約為0.02 mm，主槽為0.07 mm，雖然遠(yuǎn)大于懸移質(zhì)粒徑，但兩者物質(zhì)組成之間存在相當(dāng)比例的重疊，尤其是邊灘，床沙與懸沙之間均存在著不同程度的交換。

（2） 工程影響下斷面形態(tài)自動調(diào)整的反饋?zhàn)饔?。徐六涇?jié)點(diǎn)為單一河段，流域來水的變化對徐六涇站流量的變化起決定作用。新通海沙的整治，使得徐六涇斷面減少了約930 m，即16.3%的過水寬度，在雙向水流的作用下，徐六涇斷面河床進(jìn)行了自適應(yīng)調(diào)整，水流沖刷河床，重構(gòu)斷面形態(tài)，原左側(cè)平坦規(guī)則的岸灘，沖刷出了副槽，這與《規(guī)劃》預(yù)測的“新通海沙圍堤外側(cè)流速增加，將不斷刷深堤前淺灘”完全一致。沖刷副槽的出現(xiàn)，增加了徐六涇斷面的過水面積，從而增強(qiáng)了過流能力。

徐六涇斷面結(jié)構(gòu)、深槽面積與容積等變化，主要發(fā)生在2010～2011年之間，即新通海沙四期整治工程期間，雖然新通海沙1～3期整治的范圍也比較大，但由于離開徐六涇水文斷面較遠(yuǎn)，又處于下游，對徐六涇斷面的影響不大?？梢姡こ痰闹苯佑绊懹幸欢▍^(qū)域范圍。

（3） 整治工程是斷面調(diào)整的主要因素。2010年長江中下游水量較大，大通站流量超過6萬m3/s的天數(shù)為26 d。大水對塑造河床有一定的作用，但與工程影響相比，變形沒那么劇烈，甚至局部河段還因大水?dāng)y帶的大量泥沙沉降而淤積。如1998，1999年，長江流域均發(fā)生過大洪水，大通站流量超過6萬m3/s的天數(shù)分別達(dá)到88 d和66 d，無論是流量級別還是持續(xù)時間均超過了2010年。這2 a，徐六涇河段基本處于自然演變狀態(tài)，由圖7可以看出：在大洪水影響下，徐六涇斷面形態(tài)未發(fā)生變化，深槽雖有刷深，但左邊灘發(fā)生了淤積，過水面積反而比大水前減小，徐六涇斷面面積1997年9月為78 181 m2，1998年9月、1999年9月則為75 562，74 523 m2，分別減小了3.3%和4.7%?？梢姡?010～2011年間新通海沙4期整治工程是徐六涇斷面左側(cè)邊灘劇烈調(diào)整的主要影響因素。

（4） 潮流量并未發(fā)生趨勢性變化?！兑?guī)劃》推薦的南支河段綜合整治方案由新通海沙圈圍工程、白茆小沙圈圍工程及頭部潛堤工程、白茆沙導(dǎo)堤工程、東風(fēng)沙導(dǎo)堤工程、新南門通道護(hù)底工程、扁擔(dān)沙上段導(dǎo)堤工程、常熟邊灘和太倉邊灘圈圍工程、中央沙及青草沙小圈圍工程、扁擔(dān)沙下段潛堤工程、新瀏河沙潛堤工程、南沙頭通道護(hù)底工程和瑞豐沙潛堤工程組成。全部工程實施后，由于河道束窄和工程加大了水流阻力，長江口總體上納潮量有所減少，《規(guī)劃》預(yù)測徐六涇斷面漲、落潮量分別比工程前減少約7.8%和2.1%。

《規(guī)劃》批準(zhǔn)以來，在水利、交通以及地方政府的積極推動下，《規(guī)劃》中安排的一大批河道整治工程、航道整治工程相繼實施。徐六涇節(jié)點(diǎn)及白茆沙河段整治工程、南北港分流口整治工程等工程的實施，對穩(wěn)定長江口“三級分汊、四口入?！钡目傮w格局起到了重要作用。但依然有部分工程未實施，其中包括對徐六涇節(jié)點(diǎn)段影響較大的整治工程，即白茆小沙圈圍工程及頭部潛堤工程、扁擔(dān)沙上段導(dǎo)堤工程、扁擔(dān)沙下段潛堤工程。尤其是扁擔(dān)沙上的導(dǎo)堤和潛堤工程，工程規(guī)模較大，影響也較大。

在部分整治工程，尤其是扁擔(dān)沙上的工程措施未實施的情況下，已實施的整治工程對徐六涇斷面的影響應(yīng)遠(yuǎn)小于預(yù)計值。實測結(jié)果表明：徐六涇漲潮量未有趨勢性變化，主要原因還在于潮量的變化既與徑潮流強(qiáng)度有關(guān)，又與地形調(diào)整有關(guān)，是一個多因素影響的結(jié)果。徐六涇斷面經(jīng)過動態(tài)調(diào)整，適應(yīng)了新的水沙條件，擴(kuò)大了過流斷面面積，增強(qiáng)了過流能力，因此，徐六涇斷面漲潮量未見明顯減小是合理的。

4 結(jié) 論

（1） 長江口地區(qū)由第四紀(jì)疏松沉積物覆蓋，河床組成以砂粒和粉砂為主，可沖易動的地質(zhì)屬性，導(dǎo)致河床受附近整治工程的影響大且響應(yīng)快，河床的即時動態(tài)調(diào)整，增大了模型預(yù)測影響分析的難度。

（2） 徐六涇節(jié)點(diǎn)的新通海沙整治工程，使得徐六涇斷面減少了約930 m即16.3%的河寬，在雙向水流的作用下，徐六涇斷面河床進(jìn)行了自適應(yīng)調(diào)整，左側(cè)平坦規(guī)則的岸灘，沖刷出副槽，原偏“V”形斷面向偏“W”形斷面發(fā)展，這與《規(guī)劃》預(yù)測的“新通海沙圍堤外側(cè)流速增加，將不斷刷深堤前淺灘”完全一致。但整治工程的主要影響僅限于工程前沿附近，對徐六涇深槽及右側(cè)的白茆小沙、金涇塘水道影響甚微。

（3） 徐六涇深槽的平面形態(tài)較為穩(wěn)定，新通海沙四期整治工程期間，徐六涇-30 m深槽面積于2010年3月達(dá)到最大6.63 km2，深槽的容積也擴(kuò)大，說明工程不僅僅導(dǎo)致圍堤前沿的邊灘沖刷，也導(dǎo)致深槽范圍的擴(kuò)大。

（4） 整治工程的影響范圍和影響時段是有限的，河床調(diào)整的影響因素及流域來水情況又是復(fù)雜的。徐六涇斷面調(diào)整及深槽的擴(kuò)大，導(dǎo)致徐六涇江段的過水面積增加，過流能力增強(qiáng)。實測結(jié)果表明：在扁擔(dān)沙上的整治工程未實施的情況下，已實施的整治工程并未導(dǎo)致徐六涇漲潮量產(chǎn)生趨勢性變化。

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（編輯：謝玲嫻）D3046395-39E7-48F5-A658-6E91CE269E7A