建议先行推动横沙大道向东延伸及护滩工程
基于目前横沙东滩在建工程的成功经验,当务之急是将现横沙大道继续向东延伸至北槽北导堤堤头,并辅以适当的护滩促淤工程。根据研究,建议横沙大道外延工程(图3)可按百年一遇高标准设计,堤长25 km、顶高9.5~10.2 m、顶宽10 m。东滩滩面上可按五十年一遇标准布设促淤堤工程,堤长13.5 km、顶高5.5 m、顶宽7 m;同时,北沿可布设堤长10 km、顶高2.0 m的护滩堤。工程费用约95亿元。
该工程的作用在于:
(1)可稳定滩槽河势、利于滩面淤涨。横沙大道外延后,北槽与横沙浅滩间的滩面泥沙交换彻底隔断,既利于滩槽格局稳定,也利于北槽航道维护。同时,滩面促淤堤及北沿护滩堤实施后,横沙浅滩形态将得到有效控制,滩面在工程掩护下快速淤高。借鉴横沙区域已建工程经验,本工程实施后前两年滩面淤高最为明显,每年约可以拦截水体泥沙5000万m3,大部分滩面可淤高0.2~0.5 m/a,之后淤高幅度逐渐减缓。其中浅滩南片区、现窜沟区域的淤高尤为显著,最终可形成南高北低的滩面形态。
(2)可最大程度利用好疏浚土资源塑造滩涂。现状环境下,横沙滩面涨落潮动力和风浪作用均较强劲,北槽航道疏浚土上滩后难以在滩面滞留,其中33%以上的上滩泥沙将重返北槽,另有相当一部分泥沙将四周扩散。有史以来,横沙浅滩滩面高程基本处于-5~0 m,鲜有+1.0 m滩地。横沙大道外延工程及护滩促淤工程实施后,横沙滩面可形成有利的淤积环境(图4),滩面流速、风浪均大幅度减小,尤其是促淤堤西侧滩面,涨落流速可普遍降至0.5 m/s以内,同时可削弱40%~80%风浪作用。疏浚土吹填进入促淤堤西侧滩面后,既消除了泥沙重返北槽的可能,也大幅提升了上滩泥沙的落淤。
图3 横沙大道外延工程布设图
图4 工程作用下未来滩面构造示意图
(3)利于滩涂生态优化。在长江口区域,滩涂是河口生态系统的重要组成部分。其中,崇明东滩和九段沙是生态湿地的保护区,其他滩涂区域也是河口生态环境的重要组成和有效补充。横沙东侧滩涂目前是以中低滩为主,高滩缺失,生物种类单一,多样性受限。在口门区域受强劲的风浪和潮流动力作用,滩地自我淤涨、生态保育能力十分有限。横沙大道外延及促淤护滩工程实施后,滩面重新塑造,其中0~+2 m、+2 m以上的中高滩和高滩区均将大幅扩大,同时可形成高滩—中滩—低滩—深槽的完整剖面,利于河口生物繁衍。经过1~2年的修复,可形成环境更为优越、物种更为丰富的生态区域。横沙东滩现有的工程已给出了有力诠释:西侧成陆区域,目前成了亚太候鸟群迁徙途中在长江口的一块新栖息地;南侧坝田区域,已成为长江口的一块优质的新生湿地。因此,在横沙东滩战略预留期间,可通过人工工程构建生态环境优化区。
(4)为未来上海城市发展空间的构建奠定基础。横沙大道外延和促淤护滩工程实施后,一方面可确保横沙滩涂面积稳定,即确保了未来城市战略空间范围的稳定;另一方面,通过自然淤涨和航道疏浚土的上滩利用,横沙滩面大幅淤高,可有效节省未来土地形成的时间和成本。此外,现阶段横沙大道外延工程、促淤堤工程均按高标准设计,并满足双向通车要求,亦为未来横沙浅滩进一步成陆开发提供了物质运输通道和工程依托。图5为横沙开发总规划范围示意图,横沙总开发面积480 km2,其中2020年可完成成陆面积106 km2,2020年后可规划成陆面积303 km2,南侧坝田预留开发区域71 km2。
图5 横沙开发总规划范围图
上述构想已经初步得到了科学论证,近年来华东师范大学国际航运物流研究院组织了上海航道勘察设计研究院、南京水利科学研究院、北京水运规划设计研究院、中交第三航务工程勘察设计院等16家科研院所开展了为期5年的研究工作,通过产学研用相结合,充分发挥课题组在多学科、高层次的综合优势,在关键技术研究中采用数理统计、数值模拟、现场观测等技术和方法,为此建议提供了技术支撑。
总之,先行推进横沙大道外延工程及适当的促淤护滩工程,通过先促淤后逐步圈围成陆的滚动开发,可实现滩涂留白与保护并存、战略空间构建与生态建设共进。在横沙东滩作为上海城市发展空间开发这一长远规划的实施过程中,既可充分保持滩涂资源稳定发展和生态环境持续优化,也可为更好地实现城市发展战略空间的长远目标奠定基础。