长江口深水航道整治工程的探讨

长江口深水航道整治工程的探讨韩世娜河海大学交通学院海洋学院（210098）E-mail：hanshina82@摘要：本文简要介绍了长江三角洲港口的发展情况，提出必须对长江口深水航道进行治理。

根据长江口水文、泥沙及河床特征，确立了符合长江口深水航道的治理思想，包括长江口深水航道组成及整治原则等。

并介绍了长江口深水航道工程的进展情况，一二期工程的实施已取得了良好的效果和巨大的经济效益。

关键词：长江口潮汐河口深水航道设计思想1.引言长江三角洲在我国现代化战略中具有举足轻重的地位，但是长期以来，长江口由于受到巨大的潮量、径流量和流域来沙量的影响，河口河槽演变复杂，长江口通航航道所处的拦门沙河段，自然水深仅 6.0m，成为通航的瓶颈，制约了长江三角洲的发展。

这一水深不仅明显低于国外主要海港的航道水深，也落后于国内海港的发展水平。

20世纪70年代中期开始，我国沿海港口开始了深水化进程，而上海港及江苏沿江诸港进展迟缓，原因也在于通海航道水深不足。

1974年至1998年，长江口通海航道依靠疏浚仅维持7.0m通航水深，而年疏浚量高达1200到2400万t。

经验表明，要大幅度提高长江口航道水深，必须对河口加以整治，即采取以整治工程为主，辅以适当疏浚的整治与疏浚相结合的技术措施。

整治的目标是将长江口拦门沙航道水深由原来的7.0m加深到12.5m。

通过整治，取得了良好的效果，港口的发展达到了一定的规模水平：2003年底，南京以下共有3万吨以上、设计水深12.0m 以上的深水泊位达到83个（江苏35个，上海48个）；2005年长江口内集装箱泊位达到36个，其中水深在12.5m的19个。

2.长江河口概况长江径流挟带着大量泥沙涌入长江口，由于受强大的径流和强劲的潮流共同作用，以及逐步形成的河势边界条件的影响，在河口段塑造了三级分汊、四口入海的相对稳定的河床形态。

由长江口河势格局示意图（图1）可见，河槽呈现有规律的分汊，在徐六泾以下被崇明岛分为南北二支，南支在浏河口以下由长兴岛和横沙岛分为南港与北港。

南港再次被九段沙分为南槽与北槽，从而呈现三级分汊、四口入海的形势。

长江口自徐六泾以下在平面上呈喇叭形，至口门全长约160km,徐六泾处江面宽约5.8km，口门的苏北启东至上海市南汇咀江面宽约90km。

图1 长江口河势格局示意图河口地段特有的水沙运动，使口门附近常发育水下沙脊，即“拦门沙”。

长江口为巨型多水多沙河口，故长江口也不例外，目前除北支发生全面淤浅外，其他入海口均存在着长达数十公里的拦门浅沙，水深小于5～6m。

长江口北支、北港、北槽和南槽4条入海通道均存在拦门沙碍航浅滩。

2.1 流域来水来沙长江径流丰沛，据下游大通流量站统计，多年平均径流总量达9250亿m3，平均流量为29500m3/s，平均洪峰量56200 m3/s，最大洪峰流量92600 m3/s（1954年），最小枯水流量4620 m3/s（1979年）。

长江口实测年最大输沙量6.78亿t，最小输沙量3.41亿t，输沙总量为4.86亿t。

近年来，长江中、上游的水利工程及水土保持工作使来沙量减少到3.5亿t，且流域来沙的50％左右堆积在长江口水下三角洲[1]，洪季(5～10月)输沙量占87.2％。

2.2 河口潮汐[2]长江河口潮汐来自中国海潮波，平均周期为12h25min,大潮期间日潮不等现象明显，河口处中浚站多年平均潮差2.66m，属于中等强度潮汐河口。

由于近河口段以下河床纵比降很缓，过水断面大，枯水期潮波进入河口段后还继续上溯约600km左右，故纳潮量很大，洪季大潮为53亿m3、小潮为16亿m3，枯季大潮为39亿m3、小潮为13亿m3。

2.3 波浪[2]长江河口区以风浪为主，根据长江口外多年的观测资料统计，10m等深线附近的平均波高为0.90m，河口内高桥站平均波高为0.35m。

夏秋季节台风经过时由于风大浪高，对于摊槽的泥沙交换、冲淤演变等均有重要的影响。

一次强台风在潮间带滩面的侵蚀厚度可达0.2～0.3m，被掀起的泥沙随潮流的输移，常在航道中造成较大的淤积。

洪季小潮期间的大风浪还会产生相当范围内的浮泥层，这也是河口外航道回淤的重要原因。

3.长江口深水航道治理工程设计思想国外一些深水航道的整治经验都值得我们借鉴。

例如塞纳河口[3]，该河口是以海域来沙为主的强潮汐河口，用整治工程为主、辅以必要的维护疏浚来增加航道水深并提高其稳定性，从而开创了潮汐河口航道整治的先河。

又如，密西西比河口[4]为弱潮汐分汊型河口，在整治前水深仅 2.7m，经过反复实践后，采用整治为主，整治与疏浚相结合的治理原则，以双导堤并辅以疏浚工程治理河道南水道，取得了好的效果，目前水深已经增加到15.2m。

国内的甬江口的拦门沙航道也是采用双导堤进行整治，并获得成功。

分析国内外主要河口深水航道的整治效果，可以得到以下的经验[2]：对于来域来沙量大，或者河口拦门沙水域掩护条件差、河床活动性强的潮汐河口仅采用疏浚措施开挖深水航道不仅难度极大，而且常以失败告终；无论是分汊河口还是单一河口，采用整治与疏竣相结合，以整治工程为主的整治原则开发深水航道，只要方案合理，均能获得成功；近50年来，物理模型和数值模拟试验被广泛运用于河口深水航道整治工程方案的研究中，减少了工程实施过程中的盲目性，有效的缩短了施工工期，并节省了大量工程投资，增加了工程的可靠性。

航道整治工程在水域借助于多种工程设施及手段进行，是一种复杂的动态工程，土石方工程量巨大。

我国在连云港、天津港、闽江等河口积累有不少的经验和教训，结合国内外的重大工程取得的成就和经验，治理工程通过对长江口河床演变分析、数值模拟、物理模型试验、卫星图片分析等手段，确立了长江口深水航道的治理原则，在此基础上制定了治理方案及主体工程、整治工程。

3.1 长江口深水航道治理工程的主要组成部分及作用图2 长江口深水航道整治工程平面示意图长江口深水航道治理工程的平面布置图见图2。

长江口深水航道治理工程的主要组成及作用如下：（1）分流口工程潜堤3.2km，南线堤1.6km。

分流口工程的主要作用是固定江亚南沙，使其不受冲刷、避免继续后退，从而稳定南、北槽分流河势，保持目前现有的、对北槽较有利的分流、分沙比，并确保北槽进口航道有较好的水深。

（2）导堤工程由总长分别为48.0km和49.2km的南、北导堤组成。

南北导堤主要作用一是形成北槽优良河势，为修筑丁坝形成治导线提供依托；二是阻挡北槽两侧滩地泥沙在大风作用下进入北槽航道；三是归集漫滩落潮水流和拦截江亚北槽的落潮分流，增强北槽的水流动力，并消除横沙东滩窜沟对北槽输沙带来的不良影响。

（3）丁坝工程由总长为30.1km的南、北导堤间的19座束水丁坝组成，主要作用是形成合理的治导线，在基本不改变北槽分流比格局下，使治导线范围内的流场分布有利于深水航道成槽和维护。

丁坝工程可起到调整河床断面形态、归顺水流、增大航槽流速、冲深航槽泥落淤作用。

（4）疏竣工程根据动床物模的多方案试验成果。

确定整治建筑物和航道轴线。

航道疏浚长度79.5km，航道水深12.5m，疏浚工程量25180万m3。

在整治建筑物发挥稳定北槽河势和导沙、挡沙、减淤功能的基础上开挖深水航道，并通过疏浚保持目标水深。

3.2 长江口深水航道治理工程的设计原则3.2.1 先治理北槽航道有利于长江口的综合治理工程的首要关键技术是科学论证深水航道的航槽定线和治理工程的总体布置方案。

由于对河口拦门沙的运移研究认识的差异，专家们曾提出了多种深水航道治理方案，争论的也非常厉害。

通过长期的勘测资料分析和物理模型、数学模型等深入的试验研究，在基本掌握水沙运动特点和河床演变规律的基础上，做出了科学论断，即在长江口总体河势基本稳定的条件下，可以选择北槽先进行工程治理。

1958年以来，长江口河势的演变结果表明，长江口南支的4个汊道（南、北港，南、北槽）在本质上是长期稳定的，但从各汊道河势的稳定状况来看，南港北槽最佳，北港次之，南槽最次；再从上游河段河势变化对下游汊道航道的影响看，南港北槽为最为理想可开辟的深水航道河槽。

在整治南支下段之前，先实施北槽拦门沙航道治理工程，这在技术上完全可行、经济上也是合理的，在完成的时间上也满足要求。

综合各种因素，推荐北槽作为长江口深水航道先予以治理。

这也符合“长江口整治必须坚持以航运航道整治为重点，结合围垦、防洪（潮）、沿江建设、供水、环保、生态旅游等进行综合治理，实现多目标开发”[5]的要求。

3.2.2 遵循河口汊道整治原则长江口的分汊河型，是长江口的动力和泥沙、边界条件等多种因素长期以来共同塑造的与之相适应的稳定河型。

只有继续发挥南槽和北港原有的自然功能，保持三汊并存，才能成为适应众多因素长期共同塑造的稳定河型。

长江口不同的潮型与不同的径流结合，导致河口各河汊涨、落潮动力对比会随时发生变化，加之受泥沙、盐水异重力、波浪等众多因素的影响，这些都充分展示了长江口河段形成的河口特殊形态和演变规律。

同时，大通站的资料表明，径流的洪、枯季年内变化及平水、少水、多水年的年际变化均会对长江口治理工程的实施产生重要的影响。

因此，治理工程的实施必须特别慎重，北支经过整治后，要使涨潮流不倒灌南支，有利于南支主流的稳定。

长江口深水航道整治需遵循汊道整治原则，通过整治建筑物使北槽河势进一步稳定，同时避免因工程而影响邻汊的河势。

此外，从发挥和满足各条航道的功能和国防的要求考虑，以及促进其他综合功能的开发，三汊并存也是适宜的。

3.2.3 因势利导，合理布置严恺院士在长江口深水航道治理工程中，做出了重要的贡献。

严老打破传统观念，提出由下游往上建设的新思路，还提出了用双导堤或双导堤加丁坝调整水流，导流攻沙以加深航槽的方法。

这乃是行之有效的河口整治方法，再辅以疏浚，即采用整治与疏浚相结合的方针，则更可以加快整治效果。

在治理北槽所需的落潮动力得到满足的情况下，采取相关的工程措施，不改变上游及邻汊拦门沙河段的河势。

关键是正确判断对上口各进口通道的影响，进口段要求不改变南北槽现有合适的分水比，稳定目前北槽上口分流通道的有利河势，并尽可能增加其水深，保留长兴岛涨潮槽，保证北槽的进出潮量大致不变；要尽可能的减少北槽底沙的进沙量，保持南槽的南港排沙主通道地位。

因此，选择分流口工程的位置及设置相应的工程措施就显得至关重要。

总之，要因势利导，合理布置整治建筑物，严格制定施工顺序，充分发挥整治工程的各项功能，达到导流、挡沙、减淤的功效。

3.2.4 整治与疏浚相结合，疏浚与围垦造地相结合由于盐淡水的交汇作用，使得上游挟带的大量细颗粒泥沙在河口口门附近形成絮凝沉降，从而形成一个90km、滩槽相间的拦门沙系。

其自然水深仅维持在6m左右。

为满足长江口深水航道航运的发展，必须通过整治，增加其航道水深。