钱塘江河口治江围涂后河口下移浅析

曹 颖

（浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

1 问题的提出

钱塘江河口从海侵时期的溺谷型河口湾，在两岸逐步发育成现代洪积 — 冲积平原，发育河口边滩和沙洲，使河口显著下移，富阳以上原来的河口段以及富阳至闻家堰的潮流段逐渐分别转变为河流段和河口段[1]，形成喇叭口这种典型的三角江河口平面形态，湾口宽度达近百千米，湾顶澉浦宽度不足20 km，这种喇叭口外形使得外海潮汐进入河口后潮能快速辐聚，同时其河床质为细粉砂，极易悬浮冲刷，使其河口具有天然的淤积下移趋势，但这一过程在天然状态下是非常缓慢的，而人类活动则强化了这一趋势，加速了河口的淤积下移。本文对钱塘江治江围涂后河口下移的表征进行初步分析。

2 钱塘江河口概况

钱塘江自富春江电站大坝以下受潮汐影响，大坝以下的钱塘江河口按径潮流动力不同分为3段（见图1）：闻家堰以上为近口段，以径流作用为主，涨潮流较弱；闻家堰至澉浦为河口段，径、潮流作用均较强；澉浦以下为口外海滨段，以潮流作用为主。从不同河段的平面形态也可以看到这3段的不同，潮流段为开敞的喇叭口，涨潮流进入河口后喇叭口辐聚潮能作用显著；河口段则为蜿蜒河道，闻家堰弯道、珊瑚沙弯道、七堡弯道、赭山弯、老盐仓弯道以及尖山河弯均是急弯，这些弯道有效地消减了下游上溯的潮能；近口段则多分汊河道，有溜江滩、大桐洲、东洲、长安沙等众多沙洲，这些分汊河道的形成与河道出峡口之后河宽放宽以及涨、落潮流动力轴线的差异有关。

图1 钱塘江河口概貌图

2.1 径 流

钱塘江径流在现代存在显著的连续丰枯水年周期变化，大致以20 a为一个径流周期（见图2）。径流的变化是河口整体变化的原动力，汛期强径流冲刷上游河床导致河口纳潮量增大，从而使汛后大潮期上溯的潮流动力增加，从下游带入上游的海域来沙量增大，又造成河口段的自上而下的淤积。因此连续丰水年河口段大冲大淤，连续枯水年河口段冲淤变化较小。

图2 钱塘江年平均流量过程图

2.2 潮 汐

钱塘江河口自上而下各站的潮汐特征见图3。图3中清晰地展示了外海潮汐进入河口后产生潮波变形主要是在澉浦 — 盐官段，在澉浦以上，低潮位大幅抬升，涨潮历时向上游迅速缩短。平均高潮位自下游向上游逐步抬升，并不存在突变之处，平均低潮位则以澉浦站最低，向上游迅速抬高，向下游亦为小幅抬升。潮汐从外海传入湾口后，潮差逐步增大，以澉浦附近为最大，再向上游逐步减小。

图3 钱塘江河口潮汐特征图

2.3 河床地形

钱塘江河口河床的典型特征是在闻家堰 — 乍浦段存在明显的沙坎，沙坎顶部较上下游河床高出10 m以上，此外河口的尖山河段河势随连续丰、枯水年周期存在显著变化，并与径潮流动力相互作用维持河口平衡态。

2.3.1 沙 坎

图4为钱塘江河口沙坎示意图。采用闸口以下沿程深槽（月平均低潮位以下）断面平均高程为指标[2]。从图4中可以看出，七堡 — 盐官一带是河口沙坎顶点所在，一般沙坎顶点在0.0 m以上。就2007年4月测图而言，其顶点在仓前附近，顶点高程在0.5 m左右。

图4 钱塘江河口沙坎示意图

2.3.2 尖山河势

尖山河段是钱塘江河口潮差最大、径潮流动力均极为剧烈之处，尖山河段的河势直接受制于径潮流动力的变化，同时又反作用于涨落潮流，使河口河床与径潮流动力处于一种相对平衡的状态。尖山河段的河势是钱塘江河口河床形态的代表特征之一。在钱塘江河口治江围涂以前，尖山河段在连续丰水年周期为走北河势，在连续枯水年周期则为走南或分汊河势。钱塘江河口治江围涂后，尖山河势的周期性特征有所改变。图5为2018年7月尖山河段河势图，是典型的南、北槽均较强的分汊河势。其中，南槽为涨潮冲刷槽，北槽为落潮冲刷槽，在两槽之间的缓流地带形成中沙。

图5 钱塘江尖山河段现状河势图

2.4 治江围涂概况

20世纪50年代以来，钱塘江河口陆续开展治江围涂工程（见图6），截至2014年，钱塘江河口累计围垦13.67万hm2（205.0万亩），其中澉浦以上围涂9.00万hm2（135.0万亩），澉浦以下杭州湾围涂4.67万hm2[70.0万亩，其中包括上海围涂0.36万hm2（5.4万亩）][3]。上游的赭山湾治江围涂主要是在20世纪60 — 70年代，尖山河段南岸的治江围涂主要在20世纪90年代，尖山北岸围涂则在1998 — 2007年。

图6 钱塘江河口治江缩窄进展图

3 河口下移特征变化

表征河口下移的指标很多，本文主要就潮汐特征及河床变化进行初步分析，包括上游潮差的减小、涨潮历时缩短，上游河床的冲刷，尖山河段河势的变化以及河口沙坎顶点的下移等。

3.1 潮汐特征变化

图7为河口沿程自上而下各站涨潮历时不同时期的变化图。从图7可以看出，70年代以来，乍浦以下杭州湾各站的涨潮历时没有太大变化，而澉浦以上各站则有明显缩减，尤其是上游闻堰 — 七堡段涨潮历时时长缩短了0.5 h以上，且越向上游其缩减幅度越大，说明潮汐在上游段的作用时间大幅缩减，这是非常典型的河口下移的表征。

图7 钱塘江河口沿程各站涨潮历时变化图

图8 为河口沿程自上而下各站潮差不同时期的变化图。图8中，澉浦以下段潮差持续增大；澉浦以上潮差则受连续丰、枯水年周期影响，存在长周期变化的差异，即连续丰水年潮差减小、连续枯水年潮差增大。这也从一个侧面反映了钱塘江河口治理达到消减极端河势的出现概率的主要目标之一，使潮流动力趋于走中，避免顺直和弯曲河势时产生的各种弊端，使潮差、潮位等指标均处于中间态。治理前顺直河势时潮差较大，弯曲河势时潮差较小，差异非常明显，治理后这种不同水文周期的差异明显变小。

图8 钱塘江河口沿程各站潮差变化图

3.2 沿程河床容积变化

1959 — 2014年，闸口 — 澉浦多年平均高潮位下河床容积淤积了29.1亿m3，扣除多年平均低水位以下河槽中淤积的8.6亿m3，在多年平均高低水位间的滩地上容积减小达20.7亿m3，此中包含围涂的11.7亿m3，即滩地容积实际应减小9.0亿m3[3]。表1为采用数学模型模拟计算的不同年份钱塘江河口各段涨潮潮量分配表。

表1 不同年份钱塘江河口涨潮潮量分配表

3.3 尖山河势变化

在尖山河段治理之前，这一河段的河势随连续丰、枯水文年周期的变化，存在非常显著的差异（见图9）。在连续枯水年期间（如1984年10月），径流动力相对较弱，下游涨潮流从南岸上溯，吸引落潮主流也从南岸下泄，此时尖山前沿北岸淤涨大片高滩，尖山河段为走南河势；连续丰水年期间（如1995年7月），上游径流动力强劲，从盐官段下泄的径流贴北岸进入尖山河湾，此时尖山南岸发育大片高滩，下游涨潮流也从北岸上溯，尖山河段为走北河势。在尖山治理之前，分汊河势是一种过渡河势，一般

不会长期稳定存在。

图9 钱塘江河口治理前尖山河势图

而在尖山治理之后，澉浦以下的北岸的涨潮流被挑至南岸曹娥江口前沿，之后沿南岸上溯，因此在尖山河段整治工程基本到位后，在尖山河段南槽稳定存在，分汊河势出现频率更高（见图10）。连续丰水年期间，为分汊或南分汊河势，未见治理前的走北河势，一般径流较大的7月北槽相对较强，北岸滩涂冲失，形成分汊河势（如2012年7月），如非汛期径流相对较弱则北岸仍有部分滩涂保留，但较治理前走南河势时的高滩规模稍小，同时在滩地之外仍有北槽存在，即形成南分汊河势（如2013年4月）。连续枯水年期间，走南河势（如2005年7月）出现概率较前大为减小，分汊河势（如2006年7月）出现概率大增。

图10 钱塘江河口治理后尖山河势图

3.4 沙坎变化

对钱塘江河口平均沙坎在不同年代的形态进行概化（见图11[2]），由图11可见，治江围涂前的50年代，沙坎顶部区间基本在仓前以上，此后沙坎顶部区间明显下移。此外，连续丰、枯水周期的沙坎顶部区间位置有明显不同，连续丰水年沙坎顶部偏靠上游，且区间范围相对较小，下缘基本在老盐仓以上段；连续枯水年沙坎顶部偏靠下游，且区间范围相对较大，下缘基本在盐官。

图11 钱塘江河口不同时期沙坎形态概化图

图12 为钱塘江河口平均沙坎顶点位置及高程变化图。其顶点位置和顶点高程在丰、枯水年周期均有明显差异，丰水的20世纪50年代、70年代和90年代距闸口距离较小，更偏靠上游，顶点高程较低；枯水的60年代、80年代和2000 — 2009年距闸口较远，偏靠下游，顶点高程较高。总体来看，近几十年间沙坎顶点位置呈现明显的下移趋势，同时，沙坎顶点高程亦有明显下降趋势，河口沙坎顶点的下移也是河口下移的明证。

图12 钱塘江河口平均沙坎顶点位置及高程变化图

4 结 语

钱塘江河口的淤积下移趋势在天然状态下非常缓慢，人类活动强化了这一趋势。钱塘江治江围涂后，河口澉浦以上各站涨潮历时明显缩减，且越向上游其缩减幅度越大；澉浦以下段潮差持续增大；澉浦以上潮差连续丰、枯水年周期差异明显减小；尖山河段河势从治理之前连续枯水年走南、连续丰水年走北的规律，转变为南槽稳定存在，分汊河势出现频率增大；河口沙坎顶点位置明显下移，顶点高程明显下降。

钱塘江河口的这一系列变化，都是 河口系统针对人类活动产生的自适应平衡过程。河口河床存在类似于河流的自动调整机制。钱塘江河口河床自动调整包括3个层面[2]：一是河口沙坎的上下移动，调整径潮水交锋的位置，使径潮水势力平衡，沙坎的变化造成河口段与杭州湾的泥沙交换和容积变化；二是河势的变化改变了径潮水交锋的位置，使径潮水势力得以平衡；第三是主槽和滩地在断面上的冲淤分配。钱塘江河口不同的水文周期对应于不同的沙坎平衡态。大规模的人类活动破坏原有的平衡，并形成新的平衡。对钱塘江河口这种同时具有涨落急时具有强劲的往复流动力、涨落憩时动力极弱、极易悬浮的细粉砂底质、海域来沙丰富、下游河口主槽摆幅极大等特征的强潮河口而言，其河口动力与河床整体变化长期模型的构建尚有待进一步完善。

河口下移的表征还有其他的指标，如涌潮起潮点的下移、河口最大浑浊带的下移（20世纪70年代，七堡一带含沙量比较高，现状含沙量不高）等，另外钱塘江河口下移目前是属于量变阶段，能不能发生质变有待今后深入研究。