2.4 长江口近期演变
2.4.1 拦门沙河段
长江口拦门沙区域是横亘于口门河段的大片浅水区,该区域在涨落潮流交汇和盐淡水混合结构作用下,形成河口最大浑浊带,大片泥沙滞留沉积,成为通海航道的瓶颈区域。
拦门沙浅于10 m水深的滩长的多年平均值,在北港为43.8 km,最浅滩顶水深为5.1 m左右;北槽滩长为56.2 km,在深水航道治理工程前,最浅点水深为6.1 m;南槽拦门沙滩长为71.6 km,目前滩顶最浅水深为5.0 m左右。
各拦门沙滩顶变化,年变幅甚小,季节性变化明显,表现为洪淤枯冲。而拦门沙两侧的崇明东滩、横沙浅滩、九段沙及南汇边滩,还受风浪显著作用,冬季在寒潮大风和夏秋受台风影响下,冲刷滩面引起滩槽泥沙强烈交换,为含沙浓度最高的浑浊带所在,亦是北槽航道主要泥沙来源地,滩面沉积物粗化明显,河槽地形复杂多变,年际冲淤变幅最大一般可达到1~2 m,年内季节变幅基本在1 m以内,上、下段时冲时淤,存在交替变化。
图8 近年来横沙浅滩水域5 m等深线平面变化
1998年长江口深水航道治理工程实施后,北槽拦门沙区段12.5 m航槽已经贯通。南槽受深水航道工程、南汇东滩圈围等周边涉水工程的影响,上段主槽河床冲刷下延,下段拦门沙缩短淤高。北港拦门沙尚处于自然状态,其河槽形态、滩顶水深等变化均不大。各拦门沙滩顶高程的年变幅较小,季节性变化特征仍为洪淤枯冲。由于长江口拦门沙区段分布着大量浅滩,在风浪和潮流作用下,滩槽泥沙交换频繁,为拦门沙河段提供了丰富的泥沙来源,同时也大大减弱了流域来沙的减少对该区域产生的影响。近年伴随着流域泥沙下泄量明显减少,海域泥沙相对有所加大,对冲淤变幅亦带来影响,应引起注意。
2.4.2 口外区域
拦门沙浅滩向海便进入河口口外海滨区,即为水下三角洲的范围,面积约10 000 km2,其上端为河口拦门沙滩顶,下界水深为30~50 m。
长江口水下三角洲的冲淤变化与长江流域下泄入海沙量相关,也与波浪作用和口外潮流作用所引起的泥沙扩散能力相关。
20世纪90年代以前,长江每年下泄泥沙量达4亿t以上,泥沙入海后扩散沉积,三角洲不断淤积外涨(图9)。各汊道淤涨速率与出口泥沙量的分配和口外淤积环境有关。淤涨外伸速率最大的南汇嘴—南槽口,该区为长江口泥沙主要聚集区(泥库),泥沙交换十分频繁,成为长江口悬浮泥沙的中转站,既是长江入海泥沙向口外输送的泥沙“汇”,也是涨潮输入河口、杭州湾以及闽浙沿岸泥质带的泥沙“源”。因其兼具向长江河口随潮搬运泥沙的功效,在长江入海泥沙日趋减少的今天,长江口水下三角洲前缘潮滩仍处于缓慢淤涨状态,“泥库”可能在其中扮演着重要的角色。
图9 1973—1983年长江口冲淤图
1998年深水航道工程以来,随着长江流域入海泥沙的减少,水下三角洲冲刷强度得到加大,但当上游出现大洪水年份,入海泥沙量的增加,仍会带来水下三角洲的明显淤积。
2002—2010年,随着长江上游来沙量持续减少,同时受大洪水影响较小,对口门外海域冲淤带来影响,其中在北港、北槽口外5 m至10 m区海域出现普遍冲刷(图10),尤其是北槽口外潮流扩散最为强烈,近年海床冲刷明显,使北槽深水航道出口畅通,12.5 m水深维护较为稳定,口门附近10 m以外才出现局部淤积。在口外两侧5 m以内的浅滩区,如横沙浅滩、九段沙和南汇东滩则以滩面淤高为主,但滩面面积受外海冲刷影响,淤涨不明显。
图10 2002—2010年长江口冲淤图
2010—2015年,长江口外海床继续冲刷,北槽上半段冲刷明显,下半段基本处于冲淤平衡状态,北港拦门沙呈淤积趋势,深水区有所冲刷。在口外两侧5 m以内的浅滩区,横沙浅滩有冲有淤,但以略冲为主,九段沙以滩面淤高为主。
图11 2010—2015年长江口冲淤图
总之,口外水域在流域大幅减沙影响下,淤积趋势减缓,部分区域出现冲刷,北槽口外5~10 m水深区局部水域冲刷明显,口门内外浅滩的滩槽泥沙交换和口外水域水沙环境变化对口内河槽冲淤和航道回淤的影响将日益增强。