欒華龍，丁平興，姚仕明，渠 庚，柴朝暉，雷文韜

(1.長江科學(xué)院河流研究所，湖北 武漢 430010； 2.水利部長江中下游河湖治理與防洪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430010；3.華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062)

受河流來沙減少、海平面上升、地面沉降等因素影響，世界范圍內(nèi)許多河口三角洲正由淤漲型向蝕退型轉(zhuǎn)變[1]。同時(shí)，河口三角洲地區(qū)大型工程建設(shè)，包括灘涂圍墾、航道整治、化石能源開采等，都對河口地形變化產(chǎn)生直接影響。國外學(xué)者針對世界上48個(gè)主要河口三角洲的風(fēng)險(xiǎn)評估表明，目前河口治理的短期政策難以適應(yīng)全球氣候變化與人類活動(dòng)雙重脅迫，呼吁加強(qiáng)合作研究進(jìn)而提出長遠(yuǎn)對策[2]。我國的黃河口、長江口和珠江口均被列入高風(fēng)險(xiǎn)之列，在流域及局地人類活動(dòng)的影響下，面臨不同程度的河勢調(diào)整與侵蝕問題[3]。當(dāng)水沙動(dòng)力條件變化時(shí)，河口本身存在一定的自適應(yīng)調(diào)整過程[4-5]，通常需要幾年甚至近百年才能趨于穩(wěn)定。河口沖淤演變格局是其綜合利用的基礎(chǔ)，如何合理預(yù)測未來年代際演變趨勢從而應(yīng)對不斷變化的新形勢，已成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)[6-7]。

長江口是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、城市化水平最高的地區(qū)之一，在長江流域及我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。自然條件下，長江口演變受徑流、潮流及風(fēng)暴潮等多重作用，水沙動(dòng)力過程復(fù)雜多變，呈現(xiàn)多級(jí)分汊的地貌形態(tài)和灘槽交錯(cuò)的河勢格局。過去幾十年來，對長江口演變規(guī)律和機(jī)理的認(rèn)識(shí)不斷深化，促進(jìn)了長江口綜合效益的持續(xù)發(fā)揮[8-10]。然而近十幾年來，受水文氣象條件變化、上游水利工程調(diào)度運(yùn)用及河口區(qū)人類活動(dòng)的綜合影響，長江口入海泥沙通量減少，水體含沙量下降，前緣潮灘淤漲放緩[11]，水下三角洲局部由淤轉(zhuǎn)沖[12-13]，灘槽河勢格局發(fā)生新的變化。針對不同情景下長江口未來幾十年的演變趨勢預(yù)測，一些學(xué)者對長江口局部區(qū)域開展了數(shù)值模擬研究，如九段沙[14]、前緣潮灘[15]、南支河段[16]、攔門沙地區(qū)[17]等，尤其深化了對整治工程影響及沖淤平衡趨向的認(rèn)識(shí)[17]，但目前對整個(gè)長江口在年代際時(shí)間尺度上的沖淤格局變化趨勢預(yù)測的系統(tǒng)研究還較為缺乏。

長江口是區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，其河勢及灘槽穩(wěn)定關(guān)乎沿江城市防洪安全、供水安全、航運(yùn)安全、生態(tài)安全等諸多方面。因此，迫切需要認(rèn)識(shí)多因素影響下的長江口年代際沖淤演變趨勢，考慮與長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃修編相協(xié)調(diào)，本研究采用規(guī)劃水平年(2035年)為預(yù)測模擬時(shí)間節(jié)點(diǎn)，同時(shí)延長模擬時(shí)間至2050年，針對未來沖淤演變可能產(chǎn)生的不利影響探討應(yīng)對策略。研究成果能夠提升河口海岸中長期演變模擬水平，為新形勢下長江口綜合治理與保護(hù)提供技術(shù)支撐，具有較強(qiáng)的科學(xué)意義和應(yīng)用需求。

1 材料與方法

長江口地處東海和黃海交界處，長江攜帶巨量的徑流和細(xì)顆粒泥沙在此入海，由于河床縱比降(約0.097×10-4)平緩、兩岸地勢低洼，在徑流、潮流的交互作用下塑造成大型的平原河口三角洲，陸地和水域面積分別約為30 000 km2和10 000 km2[18]。長江口在徐六涇以下河槽展寬，呈三級(jí)分汊、四口入海的平面形態(tài)，共有北支、北港、北槽、南槽4個(gè)入海通道，口門位置寬度達(dá)90 km(圖1)。

圖1 長江口區(qū)域概況Fig. 1 Overview of the Changjiang Estuary

1.1 長江口水文泥沙條件

長江口動(dòng)力條件以徑流、潮流相互作用為主。20世紀(jì)50年代以來，長江入海徑流量年際間沒有趨勢性變化，輸沙量則持續(xù)下降，三峽蓄水后降幅約為67%[19]。水沙通量的年內(nèi)分配出現(xiàn)相應(yīng)調(diào)整和變化，汛期和汛后蓄水期月均徑流量小于三峽工程蓄水前，枯水期增加泄量，入海徑流量有所增大，徑流過程趨于“坦化”[圖2(a)]；汛期輸沙量顯著減小，沙峰基本消失，洪、枯季含沙量差異大幅減小[圖2(b)]。長江口為中等強(qiáng)度潮汐河口，口門位置平均潮差和最大潮差分別為2.67 m和4.62 m(南槽中浚站)；長江口進(jìn)出潮量巨大，在平均徑流量和平均潮差條件下，北支和南北港總納潮量達(dá)263 000 m3/s，是年均徑流量的9倍[9]。由于長江下游河道坡降平緩， 潮波向上游傳播范圍(大通)遠(yuǎn)超鹽水入侵界面(徐六涇)。潮區(qū)界位于距離河口約600 km的大通附近，潮流界位于江陰附近，潮區(qū)界和潮流界的位置隨季節(jié)性的徑流量變化而相應(yīng)移動(dòng)。風(fēng)浪對地形影響主要位于長江口門局部淺水區(qū)域。

圖2 不同時(shí)期大通水文站徑流和含沙量Fig. 2 Monthly freshwater discharge and suspended sediment concentration at Datong Station during different periods

1.2 長江口整治工程情況

近20 a來，長江口進(jìn)入綜合整治與開發(fā)利用的快速發(fā)展期，陸續(xù)實(shí)施了以河勢控制、水源地建設(shè)、航道建設(shè)、灘涂圍墾為主的四大類工程，包括長江口深水航道治理工程、青草沙水庫、白茆沙潛堤工程、新瀏河沙護(hù)灘及南沙頭通道潛堤工程、橫沙東灘及南匯邊灘促淤圈圍工程等。

1.3 長江口年代際沖淤演變特征

在之前的研究中已對長江口年代際沖淤演變過程進(jìn)行了定量分析[20]，劃分口內(nèi)河段與攔門沙地區(qū)(圖1)，分析了演變特征的空間差異。長江口年代際演變過程具有顯著的時(shí)空差異，口內(nèi)河段自20世紀(jì)80年代由淤轉(zhuǎn)沖，攔門沙地區(qū)在1997—2010年期間維持凈淤積，但最新研究表明，該區(qū)域已于2007年前后發(fā)生沖淤轉(zhuǎn)換[21]；1958年以來，河口整體上經(jīng)歷快速淤漲、淤積減緩、沖淤平衡和總體沖刷的階段性轉(zhuǎn)變。流域來沙持續(xù)減少、20世紀(jì)90年代連續(xù)洪水以及近期大型河口整治工程建設(shè)是沖淤演變格局的主要驅(qū)動(dòng)因子。

1.4 模型簡介與預(yù)測情景設(shè)置

長江口年代際沖淤演變預(yù)測模型基于Delft3D模型系統(tǒng)，該系統(tǒng)耦合了水動(dòng)力、物質(zhì)輸運(yùn)、波浪及地貌等模塊[22]，水動(dòng)力模塊采用水深平均2D模式，計(jì)算結(jié)果為其他子模塊提供水動(dòng)力信息。地貌模塊中引入“地貌加速因子”方法，可實(shí)現(xiàn)年際至年代際時(shí)間尺度的沖淤演變模擬，但加速因子取值需結(jié)合模擬區(qū)域的水沙動(dòng)力特性及河床沖淤規(guī)律進(jìn)行敏感性試驗(yàn)來確定，通常一個(gè)潮周期內(nèi)加速后的地形變化不宜超過水深的10%[23]。模型范圍覆蓋整個(gè)長江河口(上至潮區(qū)界大通)、杭州灣及鄰近海域(圖3)，驅(qū)動(dòng)力包括河流徑流和8個(gè)主要天文分潮，考慮河流水沙條件的季節(jié)性變化和多種泥沙組分(粘性沙和非粘性沙)。之前的研究已對沖淤演變模型進(jìn)行了充分率定與驗(yàn)證，能夠復(fù)演長江口徑流、潮流動(dòng)力過程及過去50 a沖淤演變，滿足精度要求，并可以用于未來演變趨勢預(yù)測，長江口年代際地貌沖淤演變模型詳細(xì)介紹及驗(yàn)證結(jié)果參見文獻(xiàn)[24]。

圖3 長江口數(shù)值模型計(jì)算網(wǎng)格Fig. 3 Numerical model grids of the Changjiang Estuary

預(yù)測模擬以2015年實(shí)測地形作為初始地形，考慮河流水沙條件變化、相對海平面上升等因素，對長江口2015—2035年和2035—2050年沖淤演變趨勢進(jìn)行預(yù)測模擬。針對未來長江口入海水沙通量，Yang等(2010、2014)通過綜合考慮三峽工程和南水北調(diào)工程影響，利用統(tǒng)計(jì)方法預(yù)測到2050年長江年均徑流量將下降約4.8%，輸沙量在不同工況將下降至1.0×108～1.2×108t/a左右，本研究預(yù)測模擬情景采用上述研究成果，徑流量和輸沙量年均值分別取26 582 m3/s和1.25×108t/a(極端低來沙量取1.0×108t/a)[25-26]，并基于2003年以來多年月平均值對年內(nèi)過程進(jìn)行分配。所有情景均考慮因海平面上升和地面沉降引起的相對海平面上升，其中地面沉降速率取值3.5 mm/a[27]；海平面上升依據(jù)《2018年中國海平面公報(bào)》[28]，公報(bào)中預(yù)測未來30 a長江口海平面上升75～155 mm，上升速率為2.5～5.2 mm/a。

綜合預(yù)測模擬邊界條件的選取，共設(shè)置了6組不同的情景(表1)。其中：情景1、情景2對應(yīng)2015—2035年，年均輸沙量取值為1.25×108t，相對海平面上升分為低、高兩種情況；情景3～6對應(yīng)2035—2050年，初始地形采用情景1的預(yù)測結(jié)果，年輸沙量取值為1.25×108t和1.00×108t，相對海平面上升分為低、高兩種情況。

表1 預(yù)測模擬情景設(shè)置

2 結(jié)果與討論

2.1 2015—2035年沖淤演變趨勢

由圖4(a)可以看出，2015—2035年長江口總體上將以沖刷為主，尤其口內(nèi)河段主槽和沙體邊緣沖深較明顯，少數(shù)淺灘局部區(qū)域有所淤積?？趦?nèi)河段主槽和低灘沖刷，扁擔(dān)沙切灘竄溝沖刷擴(kuò)大，下扁擔(dān)沙尾被沖刷分散，新橋水道下段沖刷，淤積部位主要位于高灘及沙體頭部，南港瑞豐沙尾及主槽也有所淤積。攔門沙地區(qū)南北槽進(jìn)口段和北港下段延續(xù)近期沖刷狀態(tài)，北港口局部形成一個(gè)淤積帶，這可能與模型預(yù)測的北港下段主槽沖刷偏高且沖刷的泥沙隨落潮流輸移至此并堆積形成有關(guān)。北港口外和南北槽口外水下三角洲沖刷帶維持沖刷態(tài)勢。長江口前緣四大潮灘呈現(xiàn)不同的演變趨勢，崇明東灘整體沖刷，5 m等深線向陸一側(cè)蝕退，崇明東灘汊道5 m等深線被沖開；橫沙淺灘整體以淤漲為主，5 m等深線向東南角淤漲擴(kuò)大；九段沙平面形態(tài)整體變化較小，江亞南沙沖刷萎縮，5 m等深線范圍減小，沙體向海一側(cè)有所沖刷，5 m等深線后退；南匯邊灘以淤積為主，5 m等深線范圍向外略有擴(kuò)大。

情景1與情景2沖淤分布格局比較類似，差異主要體現(xiàn)在局部區(qū)域的沖淤強(qiáng)度[圖4(b)]。相對海平面上升速率不同對口內(nèi)河段影響較小，但速率更快有利于泥沙在口門地區(qū)淤積和沖刷帶的沖刷，淤積部位主要包括北港、北槽和南槽的中下段，橫沙東灘等區(qū)域。

2.2 2035—2050年沖淤演變趨勢

由圖5可以看出，到2050年長江口總體仍維持沖刷為主的演變格局?？趦?nèi)河段徐六涇南側(cè)主槽、南支上段主槽和北港上段繼續(xù)沖刷下切，白茆沙、扁擔(dān)沙和新瀏河沙5 m等深線萎縮減小，沙頭及南緣持續(xù)沖刷；上、下扁擔(dān)沙之間的竄溝繼續(xù)擴(kuò)大，新橋水道沖刷加強(qiáng)，下扁擔(dān)沙尾被切灘沖蝕；新瀏河沙形態(tài)變化不大，瑞豐沙趨于萎縮。攔門沙地區(qū)北港與南北槽的主槽維持沖刷狀態(tài)；北港北汊繼續(xù)沖刷擴(kuò)大；橫沙東灘5 m等深線以淺區(qū)域以淤積為主，沙體形態(tài)變化不大；九段沙向海一側(cè)蝕退，沿南導(dǎo)堤南側(cè)發(fā)育形成漲潮溝；南匯邊灘東側(cè)5 m等深線沖刷后退。

河流來沙量持續(xù)下降對沖淤演變趨勢影響顯著，更低來沙量時(shí)淤積顯著減小，沖刷增強(qiáng)，來沙量減小對河床沖淤的影響沿程逐漸遞減，對口內(nèi)河段的影響大于攔門沙地區(qū)[圖5(c)]。相對海平面上升速率更高時(shí)對口內(nèi)河段沖淤影響不大，但對攔門沙地區(qū)泥沙淤積有一定促進(jìn)作用，對河流來沙減少引起的沖刷起到一定抵消作用[圖5(b)、(d)]。

圖4 2015—2035年情景1沖淤演變趨勢模擬結(jié)果及其與情景2的差異Fig. 4 Model results of morphological evolution trend in Scenario 1 and the difference with Scenario 2 during 2015-2035(a)為情景1沖淤演變趨勢，(b)為情景1與情景2沖淤差異。

圖5 2035—2050年情景3沖淤演變趨勢模擬結(jié)果及其與情景4、5、6的差異Fig. 5 Model results of morphological evolution trend in Scenario 3 and the difference with Scenario 4, 5 and 6 during 2035-2050(a)為情景3沖淤演變趨勢，(b)為情景3與情景4沖淤差異，(c)為情景3與情景5沖淤差異，(d)為情景5與情景6沖淤差異。

2.3 泥沙沖淤量變化趨勢

2015—2035年，口內(nèi)河段和攔門沙地區(qū)均為凈沖刷(圖6)，情景1、情景2口內(nèi)河段年均凈沖刷量均為-0.580×108m3/a，低于2002—2015年均值(-0.616×108m3/a)[16]；攔門沙地區(qū)年均凈沖刷量分別為-0.240×108m3/a和-0.222×108m3/a，表明海平面上升速率更高時(shí)，攔門沙地區(qū)沖刷強(qiáng)度有所降低，降幅約為7.5%。

2035—2050年，所有情景中口內(nèi)河段均保持凈沖刷狀態(tài)，攔門沙地區(qū)則出現(xiàn)不同沖淤狀態(tài)(圖6)。情景3、情景4河流來沙量維持目前水平(1.25×108t/a)，口內(nèi)河段凈沖刷量分別約為-0.722×108、-0.729×108m3/a，情景5和6河流來沙量減小到1.00×108t/a，凈沖刷量分別增大到-0.839×108、-0.846×108m3/a，增幅均為約16.0%。不同海平面上升速率對口內(nèi)河段沖淤量的影響很小，沖淤量變化幅度低于1.0%。攔門沙地區(qū)在目前來沙量條件下略有淤積，凈淤積量約為0.083×108m3/a，隨著海平面上升速率增大，凈淤積量增大至0.103×108m3/a；當(dāng)年均來沙量下降到1.00×108t時(shí)，攔門沙地區(qū)則轉(zhuǎn)為凈沖刷，凈沖刷量約為-0.055×108m3/a，高海平面上升速率條件下，凈沖刷量減小至-0.035×108m3/a。

圖6 不同情景下口內(nèi)河段和攔門沙地區(qū)沖淤量Fig. 6 Sediment volume changes in inner estuary and mouth bar area under different scenarios

2.4 新沖淤格局下長江口應(yīng)對策略探討

上述研究表明，受流域來沙持續(xù)減少影響，長江口已出現(xiàn)沖淤格局轉(zhuǎn)換，在未來持續(xù)低來沙量條件下，沖刷還將進(jìn)一步發(fā)展，有可能威脅長江口河勢穩(wěn)定及沿江經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。新時(shí)期長江口綜合治理與保護(hù)需充分重視新的沖淤格局，結(jié)合沖淤演變趨勢預(yù)測模擬結(jié)果及可能產(chǎn)生的不利影響，提出如下應(yīng)對策略：

2.4.1 穩(wěn)定長江口當(dāng)前易變且關(guān)鍵控制性的灘槽格局 長江口徑流、潮流動(dòng)力條件復(fù)雜，包括扁擔(dān)沙、新瀏河沙、瑞豐沙等在內(nèi)的多個(gè)大型活動(dòng)沙體仍沖淤多變，局部河勢不穩(wěn)定性增加[29]。針對扁擔(dān)沙演變趨勢中出現(xiàn)的切灘和沙尾沖蝕，需加強(qiáng)竄溝附近的水文地形原型觀測，研究提出兼顧生態(tài)環(huán)境需求的扁擔(dān)沙堵汊和固灘方案，抑制切灘進(jìn)一步發(fā)展，阻止沙尾沖蝕的同時(shí)維持新橋通道的穩(wěn)定，緩解青草沙水庫圍堤前沿沖刷。針對新瀏河沙及瑞豐沙沖刷萎縮，從恢復(fù)復(fù)式灘槽形態(tài)并長期維持的角度，自上而下進(jìn)行治理，考慮將已建新瀏河沙固沙潛堤工程南側(cè)潛壩向下游延伸至吳淞口附近，穩(wěn)定新瀏河沙和瑞豐沙南緣并平順南港主流，減小對瑞豐沙尾的頂沖作用，這有利于維持南港主航道水深條件。在長江口實(shí)施大型整治工程可能改變局部水動(dòng)力場并引發(fā)新的沖淤變化[20，30]，因此在對工程方案進(jìn)行論證和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧上下游河勢、水生態(tài)環(huán)境、水生物洄游通道等多目標(biāo)需求，對可能產(chǎn)生的不利影響應(yīng)采取補(bǔ)救措施予以減輕或消除。

2.4.2 加強(qiáng)對局部沖刷萎縮的長江口重要灘涂保護(hù) 預(yù)測模擬結(jié)果顯示，2015—2035年崇明東灘低潮灘有所蝕退，北港北汊沖刷擴(kuò)大，到2035年5 m等深線被沖開并上下貫通，到2050年沖刷態(tài)勢有所增強(qiáng)，汊道下段甚至?xí)霈F(xiàn)二級(jí)分汊[圖4(a)、圖5(a)]。李路(2011)系統(tǒng)研究了北港北汊沖刷加深對鹽水入侵的影響，結(jié)果表明當(dāng)汊道加深3 m時(shí)大潮和小潮漲潮鹽通量分別增加11.9%和16.9%，且小潮期間底層鹽水入侵強(qiáng)于大潮期間，進(jìn)一步數(shù)值試驗(yàn)表明風(fēng)應(yīng)力是造成這一異?，F(xiàn)象的主要原因[31]。因此，未來北港北汊沖刷擴(kuò)大的趨勢將增強(qiáng)北港鹽水入侵，威脅青草沙水庫取水安全。建議充分重視崇明東灘汊道的沖刷發(fā)展態(tài)勢，適時(shí)采取工程措施改善局部流態(tài)，抑制水流對汊道的沖刷。九段沙向海側(cè)發(fā)生一定程度蝕退，威脅潮灘濕地安全，可考慮實(shí)施生態(tài)補(bǔ)沙，減緩沙體局部沖刷萎縮。

2.4.3 評估新水沙情勢及沖刷格局下長江口重大工程安全 長江口分布有眾多大型整治工程，如青草沙水源地工程、北槽深水航道工程等，工程安全是發(fā)揮長江口綜合效益的前提條件。預(yù)測模擬結(jié)果表明，隨著扁擔(dān)沙尾與新橋通道沖刷下移，青草沙水庫圍堤前緣將發(fā)生淘刷，圍堤失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)增大；九段沙向海一側(cè)沿南導(dǎo)堤沖刷形成漲潮溝，橫沙東灘沿北導(dǎo)堤同樣沖刷形成竄溝，持續(xù)沖刷可能威脅航道整治建筑物的穩(wěn)定[32]。因此，建議密切關(guān)注上述區(qū)域的沖刷發(fā)展態(tài)勢，對水庫圍堤和深水航道導(dǎo)堤穩(wěn)定進(jìn)行評估，適時(shí)采取工程手段抑制沖刷的進(jìn)一步發(fā)展。

2.4.4 開展長江口水下三角洲沖刷監(jiān)測與致災(zāi)研判 長江口外發(fā)育有廣闊的水下三角洲，該區(qū)域沖淤變化對河流供沙變化十分敏感。研究表明，1997年以后北港口外10～20 m及南槽口外5～10 m范圍內(nèi)形成沖刷帶，局部最大沖刷深度超過2 m[13]。根據(jù)本研究預(yù)測模擬，沖刷帶區(qū)域未來將繼續(xù)發(fā)生沖刷，最大沖深可達(dá)數(shù)米。由于長江口水下三角洲區(qū)域分布有眾多淺埋油氣管道和通信光纜[33]，其中部分經(jīng)過沖刷帶區(qū)域，床面持續(xù)沖刷將增大線纜暴露和毀壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議加強(qiáng)淺埋管線區(qū)域的海底地形動(dòng)態(tài)監(jiān)測和沖淤變化跟蹤分析，對沖刷可能產(chǎn)生的災(zāi)害進(jìn)行提前研判和預(yù)警，并在實(shí)施新的淺埋作業(yè)時(shí)盡量避開沖刷較強(qiáng)的區(qū)域。

2.4.5 盡快啟動(dòng)新格局環(huán)境下長江口海堤穩(wěn)定及其標(biāo)準(zhǔn)再評估 長江口地區(qū)的海堤是抵御洪水、風(fēng)暴潮及海浪侵襲的第一道防線，肩負(fù)著防汛安全的重要任務(wù)。其中，上海市海堤由崇明島、長興島、橫沙島及長江南岸、杭州灣北岸組成，長達(dá)508 km，其達(dá)標(biāo)建設(shè)始于1997年，大多數(shù)堤段在2000年初開工，于2007—2010年期間建成，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇高潮位疊加11級(jí)或12級(jí)臺(tái)風(fēng)浪[34]。由沖淤趨勢預(yù)測模擬結(jié)果可知，長江口局部近岸河床將發(fā)生顯著沖刷，如南匯邊灘上段(南槽進(jìn)口段)、崇明島南沿、北支中段等[圖4(a)、圖5(a)]，近岸持續(xù)沖刷不僅直接威脅堤身穩(wěn)定，還會(huì)使水下岸坡變陡，減弱波浪能量耗散，進(jìn)而增大波浪對海堤的沖擊和越浪風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)《海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[35]，堤頂高程由設(shè)計(jì)高潮位、波浪爬高及安全加高值疊加確定，設(shè)計(jì)潮位及設(shè)計(jì)波高通常根據(jù)歷史實(shí)測資料的頻率分析確定重現(xiàn)期。由于長江口地區(qū)的大多數(shù)海堤建設(shè)未考慮上游來沙銳減引起的近岸河床沖刷，現(xiàn)狀海堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)在新的沖刷格局下已不再適用。建議盡快啟動(dòng)長江口海堤穩(wěn)定及其防洪標(biāo)準(zhǔn)的再評估，對一些受沖刷影響顯著的堤段實(shí)施提標(biāo)改造。由于對海堤進(jìn)行大規(guī)模的加高加固不僅經(jīng)費(fèi)投入大，而且與當(dāng)前長江大保護(hù)以及生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的新要求不符。因此，應(yīng)完善新格局環(huán)境下海堤生態(tài)化建設(shè)的技術(shù)規(guī)范體系，加強(qiáng)生態(tài)海堤構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用，探索兼具防潮減災(zāi)、生態(tài)服務(wù)、臨水景觀等復(fù)合功能的生態(tài)海堤建設(shè)模式。

3 結(jié)論

近半個(gè)世紀(jì)以來，長江口年代際沖淤演變存在顯著的空間差異，其中，口內(nèi)河段河床沖淤劇烈，汊道演替、沙體淤漲遷移，隨著河流輸沙量下降，在20世紀(jì)80年代發(fā)生沖淤轉(zhuǎn)換；攔門沙地區(qū)對河流減沙響應(yīng)緩慢，前緣潮灘持續(xù)淤漲，近20 a受大型整治工程影響而出現(xiàn)短暫淤積反彈，近期已轉(zhuǎn)變?yōu)閮魶_刷狀態(tài)。在長江口新的沖淤格局下，為定量預(yù)測未來演變趨勢，本研究基于Delft3D建立了長江口年代際沖淤演變數(shù)值模型，基于該數(shù)值模型，設(shè)置未來不同河流輸沙量和相對海平面上升的情景，預(yù)測了長江口到2035年、2050年的演變趨勢。預(yù)測結(jié)果表明，到2035年長江口整體上以沖刷為主，尤其口內(nèi)河段主槽和沙體邊緣沖深較明顯，少數(shù)淺灘局部區(qū)域有所淤積；到2050年，口內(nèi)河段保持凈沖刷狀態(tài)，攔門沙地區(qū)在現(xiàn)狀來沙量條件下略有淤積，但是極端低來沙量條件下仍為凈沖刷狀態(tài)，海平面上升僅對攔門沙地區(qū)產(chǎn)生一定“促淤”作用，但難以改變其凈沖刷狀態(tài)。結(jié)合趨勢預(yù)測結(jié)果，對長江口灘槽格局穩(wěn)定、重要灘涂保護(hù)、重大工程安全評估、水下三角洲沖刷致災(zāi)研判及長江口海堤標(biāo)準(zhǔn)再評估等提出了對策建議。