馮志勇，吳永妍，王 磊，尹 志，章廣越，談廣鳴

（1.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，武漢 430010；2.長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)局智慧水文智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430014；3.武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072）

0 引 言

深圳河是深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)和香港特別行政區(qū)的邊界河流，是深圳市最大的水系，同時(shí)也是珠江三角洲水系的重要組成部分。在中國(guó)實(shí)施改革開(kāi)放之前，深圳城市化密度低，深圳河處于自然演變狀態(tài)［1］，原防洪能力僅為2～5年一遇，兩岸洪澇災(zāi)害頻發(fā)［2］。為消除洪水災(zāi)害，深圳市政府聯(lián)合香港特區(qū)政府于1995年開(kāi)始實(shí)施了深圳河治理工程。工程完工后深圳河及其支流洪水位明顯降低、河道水質(zhì)明顯改善，但治理工程也顯著改變了深圳河動(dòng)力環(huán)境與灘槽格局［3-5］，導(dǎo)致深圳河近年來(lái)發(fā)生了較為嚴(yán)重的回淤。不同學(xué)者對(duì)整治工程實(shí)施后深圳河的回淤特性展開(kāi)了研究［6-9］，如何勇和葉小云［6］通過(guò)分析實(shí)測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)深圳河治理工程實(shí)施后河道阻力減小是導(dǎo)致河道快速淤積的主要原因。馮志勇等［8］結(jié)合實(shí)測(cè)資料分析和數(shù)學(xué)模型計(jì)算探討了局部清淤工程實(shí)施后深圳河的回淤特征及回淤機(jī)理，發(fā)現(xiàn)下游河道內(nèi)泥沙的二次搬運(yùn)以及上游洪季來(lái)沙是清淤河段淤積泥沙的主要來(lái)源。鑒于深圳河治理工程已完工多年，深圳河的河床邊界條件已發(fā)生較大程度的改變，有必要系統(tǒng)研究深圳河近期沖淤變化特征及其成因。此外，河道回淤導(dǎo)致深圳河現(xiàn)狀防洪能力已不足50年一遇。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）要求，對(duì)于常住人口達(dá)到50 萬(wàn)人、少于150 萬(wàn)人的重要城市，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用100～200年的重現(xiàn)期。同時(shí)隨著《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》等一系列政策性文件的頒布，深圳市生態(tài)文明建設(shè)被提高到了一個(gè)新的高度，深圳河現(xiàn)狀防洪能力與規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)之間的矛盾日益凸顯，迫切需要采取有效工程措施以提高深圳河的防洪能力。

鑒于上述背景，本文根據(jù)最新的實(shí)測(cè)水沙地形資料，從平面尺度、斷面尺度和河段尺度3個(gè)維度出發(fā)，分析深圳河治理工程完工后2007-2017年間深圳河的沖淤變化過(guò)程，探討河道沖淤變化成因，并利用平面二維水沙數(shù)學(xué)模型，研究了不同河道清淤工程實(shí)施后深圳河防洪能力變化及河道回淤特征，從防洪能力提升程度和回淤程度兩個(gè)角度評(píng)估了不同清淤方案的實(shí)施效果，為今后長(zhǎng)期開(kāi)展深圳河維護(hù)治理工作提供指引。

1 研究區(qū)域概況

深圳河位于珠江口伶仃洋以東，大鵬灣以西，北部為深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)，南部為香港特別行政區(qū)（圖1）。干流全長(zhǎng)13.4 km，上承平原河、布吉河等河流來(lái)水，下接深圳灣，吞吐伶仃洋潮水，水沙動(dòng)力受徑流和潮汐共同影響。受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，深圳河徑流來(lái)水來(lái)沙存在顯著季節(jié)性變化，超過(guò)全年72%和80.3%的徑流量和輸沙量由4-9月輸入［10］。潮汐為典型的不規(guī)則半日潮，深圳河口站實(shí)測(cè)最大潮差為1.5 m。流域冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)。多年平均風(fēng)速為3.2 m/s［8］。深圳河治理工程由深港政府共同實(shí)施，分三期對(duì)深圳河口至平原河進(jìn)行裁彎取直、擴(kuò)寬加深，其中一、二期工程河段位于羅湖以下，三期工程河段位于羅湖以上，工程已于2006年全部完工。

圖1 研究區(qū)域及水文站位置Fig.1 Sketch map of study area showing the location of hydrometric stations

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

為研究深圳河近期沖淤過(guò)程，收集了2007-2017年間深圳河1∶2 000 汛后船測(cè)地形和大斷面測(cè)量資料，地形資料范圍覆蓋深圳河干流河道及兩岸邊防。所有地形資料的平面坐標(biāo)系均為深圳獨(dú)立坐標(biāo)系，垂向坐標(biāo)系為1956年黃?；鶞?zhǔn)面。采用Esri 公司開(kāi)發(fā)的地理信息系統(tǒng)分析軟件ArcGIS 將不同年份的水深散點(diǎn)插值形成數(shù)字高程模型以實(shí)現(xiàn)不同年份沖淤變化的量化計(jì)算，插值精度為5 m×5 m，插值方法采用克里金插值法。為減小邊界堤防對(duì)地形插值結(jié)果的影響，只提取深圳河堤防坡腳線以內(nèi)的水深測(cè)點(diǎn)進(jìn)行地形插值運(yùn)算。

3 平面二維水沙數(shù)學(xué)模型

本文利用作者已建立并驗(yàn)證的深圳河灣平面二維水沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算深圳河現(xiàn)狀防洪能力，研究不同清淤方案實(shí)施后深圳河防洪能力變化及回淤情況［8］。模型計(jì)算范圍上起深圳河潮流界平原河口，下至深圳灣赤灣附近，包含深圳河灣整個(gè)水域（圖2）。由于深圳河灣平面尺度不同，分別對(duì)深圳河和深圳灣建立兩套網(wǎng)格系統(tǒng)，其中深圳河網(wǎng)格數(shù)量為1 023×15，橫向網(wǎng)格平均尺度為10 m，縱向網(wǎng)格平均尺度為13 m；深圳灣網(wǎng)格數(shù)量為143×211，橫向網(wǎng)格平均尺度為56 m，縱向網(wǎng)格平均尺度為85 m，采用區(qū)域分解技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩套子網(wǎng)格的耦合。模型干濕邊界取為0.05 m，時(shí)間步長(zhǎng)根據(jù)柯朗數(shù)條件確定，均為0.3 min。采用曼寧系數(shù)代表深圳河灣的阻力特性，兩套子網(wǎng)格內(nèi)的曼寧系數(shù)均取為0.022。采用粒徑分別為0.004 和0.02 mm 的兩組黏性沙來(lái)近似代表深圳河灣的泥沙組成，泥沙源匯項(xiàng)采用臨界切應(yīng)力模式計(jì)算。根據(jù)實(shí)測(cè)水沙過(guò)程對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果顯示模型能較好地反映深圳河灣水沙動(dòng)力的時(shí)空變化過(guò)程［8］。

圖2 深圳河灣計(jì)算網(wǎng)格Fig.2 The computational mesh for Shenzhen River and Shenzhen Bay

4 結(jié)果與分析

4.1 深圳河沖淤變化

深圳河近期沖淤變化過(guò)程可以分為2007-2011年快速淤積期、2011-2015年緩慢淤積期和2015-2017年輕微沖刷期，沖淤速率存在顯著空間差異（圖3）。2007-2011年間深圳河普遍表現(xiàn)出淤積態(tài)勢(shì)，其中一、二期工程河段內(nèi)落馬洲上游邊灘發(fā)育明顯，主槽寬度快速萎縮，平均淤積占比為73.5%，凈淤積速率為94.4 mm/a，累計(jì)淤積量達(dá)64.6 萬(wàn)m3（表1）。三期工程河段有95.1%的區(qū)域發(fā)生強(qiáng)烈淤積，尤其以文錦渡彎道段淤積最為嚴(yán)重，最大淤積幅度超過(guò)1.5 m，累計(jì)淤積量達(dá)31 萬(wàn)m3，平均凈淤積速率為310.6 mm/a，明顯大于同期一、二期工程河段。2011-2015年間深圳河沿程沖淤交替，全河段累計(jì)淤積量為22.6 萬(wàn)m3，僅為2007-2011年水平的27.8%，淤積速率明顯放緩。一、二期工程河段平均沖刷占比為40.2%，且沖刷主要發(fā)生在落馬洲至鹿丹村之間。三期工程河段2013-2015年間經(jīng)歷明顯沖刷，沖刷占比達(dá)52.1%，最大沖刷幅度接近1.5 m，導(dǎo)致該河段在這期間表現(xiàn)為凈沖刷。2015-2017年間三期河段除部分彎道段邊灘發(fā)生輕微沖刷外，整體以淤積為主，累計(jì)淤積量達(dá)4 萬(wàn)m3，淤積幅度較2007-2011年間明顯減小。同期一、二期工程河段經(jīng)歷明顯沖刷過(guò)程，且沖刷主要發(fā)生在邊灘處，沖刷占比為57.6%，累計(jì)沖刷量達(dá)55萬(wàn)m3，導(dǎo)致全河段表現(xiàn)為凈沖刷。

表1 2007-2017年間深圳河不同河段的沖淤量計(jì)算Tab.1 Sediment volume changes of different reaches in Shenzhen River from 2007 to 2017

采用Xia 等［11］提出的方法計(jì)算2007-2017年間深圳河河段尺度的平灘水深調(diào)整過(guò)程，其中一、二期工程河段內(nèi)的平灘高程根據(jù)實(shí)測(cè)橫斷面地形確定，三期工程河段內(nèi)的平灘高程采用統(tǒng)一堤防高程帶入計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示深圳河平灘水深近年來(lái)顯著減小，且減小幅度存在明顯時(shí)空差異［圖3（f）］。2007-2017年間一、二期工程河段和三期工程河段河段尺度的平灘水深分別減小0.3 和1.6 m，減幅分別達(dá)11.2%和41.7%，且減小主要發(fā)生在2007-2012年間。

圖3 2007-2017年間深圳河沖淤變化過(guò)程Fig.3 Erosion and deposition patterns of Shenzhen River from 2007 to 2017

2007-2017年間深圳河典型橫斷面形態(tài)調(diào)整過(guò)程顯示（圖4），深圳河沖淤變化特征主要表現(xiàn)為主槽沖淤交替、邊灘顯著淤積，斷面形態(tài)由“U”型河槽逐漸向“V”型河槽發(fā)展。斷面a 和斷面b 位于一、二期工程河段內(nèi)，距河口的距離分別為700 m 和4 100 m，2007年斷面最大水深均在-4 m 附近。2007-2016年間斷面a 的形態(tài)變化特征主要表現(xiàn)為深圳側(cè)邊灘快速淤積，邊灘平均高程從-2 m 抬升至0 m，2017年又快速降低，恢復(fù)至2007年水平。斷面b 形態(tài)調(diào)整劇烈，沖淤變化特征主要表現(xiàn)為深槽明顯沖刷，斷面深泓點(diǎn)刷深約0.66 m。兩岸邊灘淤積明顯，其中右岸邊灘的淤積幅度超過(guò)左岸。淤積主要發(fā)生在2007-2010年間，其中斷面a邊灘最大淤積速率接近0.5 m/a，邊灘淤積寬度超過(guò)100 m，主槽處則經(jīng)歷沖刷，但強(qiáng)度有限。斷面b 邊灘明顯淤積，最大淤積位置發(fā)生在距離斷面中軸線約20 m 處，淤積速率超過(guò)0.5 m/a。同期主槽經(jīng)歷沖刷，但強(qiáng)度有限，沖刷寬度小于25 m，沖刷速率小于0.5 m/a。

圖4 2007-2017年間深圳河典型橫斷面形態(tài)調(diào)整過(guò)程Fig.4 Temporal variations of cross-sectional profiles at typical sections of Shenzhen River from 2007 to 2017

斷面d 和斷面e 位于三期工程河段內(nèi)，距河口的距離分別為10 300 m 和11 700 m。2007年兩個(gè)斷面的水深條件均較好，主槽范圍內(nèi)的平均水深分別超過(guò)-2和-3 m，斷面形式均為較對(duì)稱的人工“U”型斷面。2007-2017年間斷面d、e 主槽范圍內(nèi)經(jīng)歷普遍淤積，主槽范圍內(nèi)平均水深分別減小約1.4和1.7 m，深槽分別從河道中軸線處擺動(dòng)至左岸深圳側(cè)和右岸香港側(cè)，擺動(dòng)距離分別為39.6 和21.5 m，斷面形態(tài)逐漸向不對(duì)稱“V”型發(fā)展。淤積主要發(fā)生在2007-2010年間，淤積速率超過(guò)0.5 m/a 的斷面寬度分別接近10 和40 m。斷面d 的淤積部位主要集中在深圳側(cè)，而斷面e 的淤積范圍覆蓋整個(gè)主槽。2010年后斷面d、e 持續(xù)發(fā)生回淤，但淤積速率較2007-2010年間顯著減小。

4.2 沖淤變化成因

實(shí)測(cè)資料分析結(jié)果顯示2007-2017年間深圳河整體呈淤積態(tài)勢(shì)，淤積幅度存在明顯的時(shí)空差異，具體表現(xiàn)為先快、后慢，三期工程河段淤積速率大于一、二期工程河段。深圳河治理工程實(shí)施后河段內(nèi)水流挾沙能力下降是導(dǎo)致深圳河近期快速回淤的直接原因。深圳河治理工程完工初期，過(guò)流斷面面積增加，河段防洪能力得以顯著提升［5］。但由于工程河段斷面面積突擴(kuò)、水流流速下降，導(dǎo)致水流挾沙能力降低，水深條件與來(lái)水來(lái)沙條件的不適應(yīng)導(dǎo)致河段隨后發(fā)生普遍淤積。淤積幅度出現(xiàn)時(shí)間差異的原因是深圳河治理工程竣工初期河道阻力較小，導(dǎo)致下游潮流易于將外海泥沙攜帶進(jìn)入深圳河內(nèi)，然而隨著工程河段內(nèi)不斷發(fā)生回淤，河道納潮量減小，潮流上溯阻力增加，導(dǎo)致隨漲潮流進(jìn)入深圳河的泥沙通量減小，淤積幅度降低。深圳河口處實(shí)測(cè)漲潮量和凈輸沙量的年際變化結(jié)果顯示（圖5），近年來(lái)深圳河漲潮動(dòng)力逐漸減弱，河口年漲潮量從2007年的8.9 億m3減小至2017年的6.8 億m3，減幅達(dá)23.6%，減小趨勢(shì)明顯（p＜0.1）。受漲潮動(dòng)力減弱影響，河口輸沙方向逐漸從向上游凈輸沙轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳掠蝺糨斏?，年凈輸沙量?007年的-0.15×107kg逐漸增加至2017年的1.8×107kg。

圖5 深圳河口漲潮量和凈輸沙量的年際變化Fig.5 Annual variations of flood tide discharge and net sediment discharge at Shenzhen Hekou

流域水土保持工程實(shí)施所引起的深圳河上游來(lái)沙量近年來(lái)持續(xù)減小也是導(dǎo)致深圳河淤積速率逐漸降低的原因之一，深圳河上游實(shí)測(cè)輸沙量的年際變化結(jié)果顯示（圖6），2007～2014年間深圳河上游年輸沙量顯著下降（p＜0.1），從2007年的16.7 萬(wàn)t減小至2014年的6.9 萬(wàn)t，年均減少量為1.4 萬(wàn)t，且減小基本全發(fā)生在洪季。

圖6 深圳河上游輸沙量的年際變化Fig.6 Annual variation of upstream sediment load of Shenzhen River

淤積幅度出現(xiàn)空間差異的原因是三期河段治理工程的完工時(shí)間晚于一、二期工程河段，河段內(nèi)水深條件與來(lái)水來(lái)沙條件的不適應(yīng)程度大于一、二期工程河段，導(dǎo)致該河段內(nèi)河床調(diào)整速率較快，淤積速率明顯大于一、二期工程河段。同時(shí)需要注意到，深圳河局部區(qū)域近年來(lái)也發(fā)生了較為明顯的沖刷過(guò)程，這主要與上游洪水事件和深圳側(cè)沿岸排放口清淤工程有關(guān)。

4.3 深圳河防洪治理對(duì)策

徑潮流影響下的防洪安全一直是深圳河治理的核心問(wèn)題之一［12-14］。由于降雨匯流速度快、中下游地勢(shì)低洼、河口又受潮水頂托，深圳河原防洪能力僅為2～5年一遇，兩岸洪澇災(zāi)害頻發(fā)。盡管深圳河治理工程的實(shí)施顯著提高了深圳河的過(guò)流能力，全河段基本達(dá)到了50年一遇的防洪能力。然而工程完工后深圳河發(fā)生持續(xù)回淤，導(dǎo)致防洪能力有所降低。根據(jù)不同重現(xiàn)期下深圳河的洪峰流量和設(shè)計(jì)潮位［15］，利用深圳河灣平面二維水沙數(shù)學(xué)模型，計(jì)算了不同洪潮遭遇下的深圳河水面線，以識(shí)別深圳河現(xiàn)狀防洪能力的薄弱區(qū)間（圖7），其中模型初始地形由2017年汛后實(shí)測(cè)地形插值得到。計(jì)算結(jié)果表明深圳河現(xiàn)狀滿足深圳側(cè)和香港側(cè)20年一遇防洪能力的河段占比分別為88.1%和84.9%，滿足50年一遇防洪能力的河段占比分別為63.2%和56.8%，而僅有23.7%和20%的河段滿足200年一遇的防洪能力。具體而言，落馬洲大橋以下河段深港兩側(cè)均能達(dá)到200年一遇不漫堤，落馬洲大橋以上至鹿丹村河段深圳側(cè)防洪能力達(dá)到50年一遇，而該河段內(nèi)香港側(cè)滿足50年一遇防洪能力的堤防長(zhǎng)度小于深圳側(cè)。鹿丹村至羅湖橋河段是深圳河現(xiàn)狀防洪壓力最大的區(qū)間，其防洪能力已不足20年一遇。20年一遇、50年一遇和200年一遇洪潮組合下該河段平均洪水位分別為4.74、5.16 和5.75 m，高出河段平均堤防高程0.24、0.66 和1.25 m。羅湖橋以上河段深港兩側(cè)防洪能力基本達(dá)到50年一遇，但離200年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)尚有一定距離。

圖7 不同洪潮遭遇重現(xiàn)期下深圳河現(xiàn)狀水面線Fig.7 Current water profile of Shenzhen River under different return period of flood and tide encounter

水面線計(jì)算結(jié)果表明現(xiàn)狀深圳河達(dá)到深圳側(cè)50年一遇和200年一遇防洪能力的河段占比分別只有63.2%和23.7%，實(shí)際防洪能力距離規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)尚有一定的距離，迫切需要采取有效工程措施以提高深圳河的防洪能力。深圳河防洪能力提升對(duì)策主要包括流域分洪道修建、深圳水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度、河道維護(hù)性清淤以及河口阻水紅樹(shù)林清除。治理工程完工后河道持續(xù)性回淤是導(dǎo)致深圳河防洪能力下降的直接原因，通過(guò)削減洪峰流量的流域分洪道工程和錯(cuò)開(kāi)洪峰和極端高潮位遭遇時(shí)間的深圳水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方案可以一定程度上提高深圳河的防洪能力，但其無(wú)法從根本上解決因河道淤積導(dǎo)致的防洪能力不足，且考慮到未來(lái)氣候變化背景下洪峰流量增加及天文潮位上升，其工程效益將會(huì)逐漸降低。深圳河與深圳灣的連接處分布有福田國(guó)家級(jí)紅樹(shù)林自然保護(hù)區(qū)和香港米鋪紅樹(shù)林自然保護(hù)區(qū)，盡管河口紅樹(shù)林群落通過(guò)增大水流阻力，可能會(huì)抬高深圳河尾閭河段的洪水位，但水面線計(jì)算結(jié)果顯示河口附近現(xiàn)狀防洪能力滿足200年一遇的規(guī)劃要求，因此河口阻水紅樹(shù)林清除對(duì)于提高深圳河整體防洪能力的作用有限，且人為清除紅樹(shù)林對(duì)剩余紅樹(shù)林群落及其周圍生態(tài)環(huán)境的影響還需進(jìn)一步評(píng)估。河道清淤通過(guò)疏浚河道、維持行洪面積，可以有效地降低洪水位，因此本研究推薦采用河道清淤來(lái)提高深圳河的防洪能力。根據(jù)清淤部位和清淤幅度的不同，可將清淤方案分為短距離河段大幅度清淤、長(zhǎng)距離河段小幅度清淤和全河段清淤三大類，各清淤方案的具體信息見(jiàn)表2，其中清淤起點(diǎn)為深圳河口下游200 m處的深圳河樁號(hào)起點(diǎn)，清淤范圍向上游延伸。

表2 不同清淤方案的實(shí)施范圍和清淤幅度Tab.2 Dredging area and amount of different dredging schemes

利用平面二維水沙數(shù)學(xué)模型，計(jì)算不同河道清淤方案實(shí)施后深圳河的洪水位變化和沖淤變化。模型初始地形根據(jù)2017年實(shí)測(cè)地形插值得到，水面線計(jì)算中模型邊界條件分別取為50年一遇和200年一遇的洪潮遭遇組合，沖淤計(jì)算中的模型邊界條件采用基于實(shí)測(cè)降雨資料和流量輸沙率關(guān)系概化得到的2019年水沙組合［8］。

不同清淤方案實(shí)施后深圳河在50年一遇洪潮組合下的洪水位變化差異較大（圖8），其中短距離河段大幅度清淤方案實(shí)施后，深圳河的洪水位變化主要表現(xiàn)為清淤位置處洪水位明顯降低，且降低幅度隨著清淤部位距河口距離的增加而逐漸減小。在清淤總量一致的前提下，長(zhǎng)距離河段小幅度清淤方案實(shí)施后，深圳河洪水位降低的河段長(zhǎng)度明顯大于短距離河段大幅度清淤方案的結(jié)果，且洪水位降低幅度與短距離河段清淤方案結(jié)果基本一致。全河道清淤方案實(shí)施后深圳河的洪水位下降明顯，下降幅度隨著清淤幅度的增加而增加。三種清淤幅度下全河段的平均洪水位分別下降0.21、0.43 和0.63 m。不同清淤方案實(shí)施后深圳河滿足200年一遇設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)的河段占比在26.7%～74.7%變化。提升幅度隨著清淤幅度增加而增加。

圖8 不同清淤方案實(shí)施后深圳河洪水位變化Fig.8 Changes in flood water level of Shenzhen River after the implementation of different dredging schemes

清淤工程實(shí)施后河道斷面面積突然增加，水流挾沙能力快速降低，導(dǎo)致清淤河段經(jīng)歷明顯回淤。不同清淤方案實(shí)施后河段回淤量的計(jì)算結(jié)果表明（表3），不同清淤方案實(shí)施后河段回淤計(jì)算結(jié)果差異較大，不同清淤方案的回淤量在10.7～54.6 萬(wàn)m3之間變化，回淤率在21.5%～63.8%之間變化。從清淤部位來(lái)看，在相同清淤量下河段回淤幅度從河口至上游逐漸減小，這是因?yàn)橄掠魏佣问苌嫌魏榧据斏?、下游潮流輸沙和河口風(fēng)浪掀沙的多重影響，其泥沙來(lái)源豐富，回淤更為迅速。潮流輸沙和風(fēng)浪掀沙的影響向上游逐漸減弱，使得上游河段開(kāi)挖后回淤較慢。從清淤范圍來(lái)看，在相同清淤量下，開(kāi)挖范圍越大，回淤速率越慢，且回淤率同樣表現(xiàn)出向上游逐漸減小的趨勢(shì)。全河段開(kāi)挖由于受口外來(lái)沙的影響，回淤量普遍較大，工程實(shí)施一年后的回淤量分別依次達(dá)到30、43.4和54.6萬(wàn)m3。

表3 不同清淤方案實(shí)施一年后清淤河段的回淤量Tab.3 Calculation of back-silation volume of dredged reach after one year of implementing different dredging schemes

通過(guò)分析計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，不同河道清淤方案實(shí)施后的防洪能力提升幅度和其回淤幅度基本成正比。盡管全河段清淤方案實(shí)施后防洪能力提升幅度較大，但工程實(shí)施后回淤量也相對(duì)較大，工程效益不顯著。相同清淤量條件下，長(zhǎng)距離河段清淤方案實(shí)施后深圳河防洪能力的提升幅度與短距離河段清淤方案結(jié)果接近，但洪水位降低的河段范圍明顯大于短距離河段清淤方案。同時(shí)，與短距離河段清淤方案相比，長(zhǎng)距離河段清淤方案實(shí)施后的回淤量較小。因此，綜合防洪能力提升幅度和回淤幅度計(jì)算結(jié)果，推薦采用長(zhǎng)距離河段清淤方案中的F8來(lái)維護(hù)過(guò)流斷面，提高深圳河防洪能力。

5 結(jié) 論

（1）實(shí)測(cè)地形資料結(jié)果顯示深圳河近期沖淤變化特征主要表現(xiàn)為主槽沖淤交替、邊灘持續(xù)淤積，斷面形態(tài)由“U”型河槽逐漸向“V”型河槽發(fā)展。沖淤變化過(guò)程可以分為快速淤積期（2007-2011）、緩慢淤積期（2011-2015）和輕微沖刷期（2015-2017），累計(jì)淤積量達(dá)74.6萬(wàn)m3，河段尺度平灘水深平均減幅達(dá)27.5%。

（2）深圳河治理工程實(shí)施后水流挾沙能力下降是導(dǎo)致深圳河近期快速淤積的主要原因。治理工程實(shí)施后河口漲潮量變化所致的河口輸沙方向改變是導(dǎo)致深圳河淤積幅度逐漸下降的原因之一，且流域水土保持工程實(shí)施和上游水庫(kù)修建所引起的深圳河上游來(lái)沙量減小也使得深圳河回淤速率逐步降低。

（3）數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明深圳河深港兩側(cè)現(xiàn)狀滿足50年一遇防洪能力的河段占比分別僅有63.2%和56.8%，防洪能力最薄弱區(qū)間位于鹿丹村至羅湖一段，普遍不足20年一遇。不同河道清淤方案實(shí)施后深圳河的洪水位變化差異較大，差異主要與清淤部位和清淤范圍有關(guān)，其防洪能力提升幅度基本與其回淤幅度成正比。結(jié)合防洪能力提升效果和經(jīng)濟(jì)成本，推薦采用長(zhǎng)距離河段清淤方案中的F8方案來(lái)維護(hù)過(guò)流斷面，提高深圳河防洪能力。