上海市滩涂促淤圈围研究（茅志昌）

时间：2021-01-17 08:08:06　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘要：近年来长江上游干支流一些水坝的修建，特别是三峡水库的兴建，将使长江入海泥沙量减少，导致长江口和杭州湾北岸滩涂淤涨速率减缓，冲刷岸滩长度增加。作者分析了上海市不同岸段滩涂的冲淤状况，以及滩涂开发利用与湿地保护、航道整治之间的关系，提出了不同区段滩涂促淤圈围的要点。建议抓住目前有利时机，加大对中、低潮滩的开发力度。

关键词：上海市；
滩涂；
促淤

随着上海经济和社会的飞速发展，土地资源短缺的矛盾日益突出，近期必须加大长江口、杭州湾北岸滩涂的开发力度，为上海经济的腾飞储备土地资源。

1　滩涂资源开发利用现状

1.1　滩涂资源分布

上海市的滩涂主要分布在长江口的扁担沙、中央沙、青草沙、崇明东滩、崇明北沿、南汇边滩、横沙东滩、铜沙浅滩、九段沙以及杭州湾北岸(图1)。

1.2　滩涂资源蕴藏量

上海市陆地面积只有6.34×105hm2，人多地少，解放以来共圈围滩涂8.4×104hm2，年均圈围1 647hm2，而各类建设用地达1.51×１０５hm2，年均占用3 000hm2 ，占用耕地量约为围海造地数量的2倍，以此计算，上海市在这期间减少耕地6.7×104hm2。解放后经多次较大规模的圈围，高滩资源几乎用尽，但中、低滩资源十分丰富，目前0m以上滩涂面积约6.7×１０4hm2，-5m以上滩涂面积约2.3×10.5hm2。

1.3　滩涂资源利用

上海利用圈围的滩涂建立了一大批农场垦区、工厂企业、市政设施和自然保护区，所产生的社会、经济和生态环境效益十分明显。如浦东国际机场在岸堤之外向海东移700m，圈围南汇边滩滩涂1 300hm2,为国家节约了大量资金［１］。杭州湾北岸滩涂为建造上海石化总厂和上海化学工业园区提供了大量土地资源。近年又建立了崇明东滩鸟类自然保护区和九段沙湿地自然保护区。

2　影响上海市滩涂冲淤因素分析

2.1　长江流域来沙量呈下降趋势

根据长江大通站（距河口口门约 620km）1951～2000年的流量和输沙量的资料统计分析，反映了下面几种情况：（1）各月月平均流量与输沙量统计关系以枯季（１１月至翌年4月）相关程度高，洪季（5～10月）相关程低。说明流量大的月份，输沙量不一定高；
（2）流量与输沙量的年均值的年际变化无明显的相关性，也就是说，丰水年并不一定就是丰沙年，枯水年也不一定是少沙年。据研究，丰沙年多出现在中水年，少沙年多出现在枯水年［２］；
（3）点绘大通站1951～2000年的流量与输沙量年均值变化图，发现流量年均值的变化不明显，说明经过大通断面的径流量近年来没有大幅增减的趋势；
输沙量年均值自70年代以来呈现较为明显的下降趋势（表1），由原来的4.81亿t减为3.43亿t。但这并不能说明长江流域产沙量在下降，由于近年来长江上游干支流一些水坝的兴建（据统计，目前长江上游已建大、中、小水库约1万座，总库容近200亿m3）［３］，拦截了部份泥沙，导致中下游来沙减少。

2.2　三峡水库对入海泥沙的影响

长江河口的泥沙主要来自川江，川江来沙以宜昌站为代表，河口泥沙以大通站为代表，宜昌站多年平均悬移质输沙量为5.14亿t，汉口站为4.30亿t，大通站为4.83亿t［４］，说明宜昌到大通区间虽然有泥沙落淤和补给，但量值较小，河口的泥沙主要来自长江上游的特点还是十分清楚的。

三峡水库采用“蓄清排浑”调度方案，水库兴建后，前10年约有70％的泥沙淤在库内，经80年才趋向平衡。大量泥沙淤在库内，坝下沿程泥沙补给不足，引起河床冲刷，岸滩侵蚀。据有关课题研究结果，认为三峡建库可能导致河口来沙减少、岸滩冲刷［５］。

这方面的例子国内外均有，1902年，在距尼罗河口约 1 000km上游处兴建阿斯旺低坝后，引起了海岸的强烈侵蚀。1964年在老坝的上游10km处又兴建了阿斯旺大坝（最大坝高110m），加速了海岸退缩过程，埃及政府于1981年成立了海岸保护局，制订实施三角洲岸线保护计划［６］。长江支流汉江在丹江口建水库之前，仙桃站年输沙量为8.49×107t，建库后为2.5×107t ，来沙量减少了70％，以长江干流汉口站年输沙量4.21×108t计算，汉江支流年输入长江干流的沙量所占百分比，丹江口建库前为20％，建库后为5.9％［７］。

水库运营后，大量细颗粒泥沙淤在库内，下泄水流挟沙力加大，引起河床冲刷，在沿程冲刷过程中，床沙逐渐粗化，与建库前相比，造成悬移质粒径粗化，水流挟沙能力降低，输沙量减少；
其二，随着河床质粗化，悬沙补给来源减少，含沙量趋于饱和的恢复终点将下移；
其三,面临长江岸滩崩塌，长江中、下游水利部门必然要实施护岸、保滩、保沙洲工程，恢复终点必然会不断下移。三峡建库，拦截了大量细颗粒泥沙（＜0.1mm),河口区的细颗粒泥沙供应可能减少，引起河口水文泥沙条件变化。

2.3　加强生态环境保护

1998年长江发生大洪水后，中央及地方对长江中上游生态环境采取了一系列保护措施，遏制水土流失，例植被造林、退垦还林等。随着我国对保护生态环境的法律法规的日臻完善，国民环保意识的增强，有望今后长江下泄沙量也会有所下降。

2.4　产生的影响

自20世纪70年代以来，长江流域来沙量趋于下降，以及三峡建库后入海泥沙的减少，将对三角洲海岸的侵蚀堆积作用产生影响。影响之一，减缓上海市沿海沿江滩涂淤涨的速度。沿岸滩涂淤涨是土地增长的前提，滩地的冲淤变化与长江供沙量的多少关系密切。历史上南汇钦公塘与人民塘之间，分布着三条不连续的贝壳堤和贝壳沙堤，据研究，这些贝壳堤和贝壳沙堤发育在侵蚀海岸的高潮滩上。三条贝壳堤的发育和尔后的海滨淤涨说明了，南汇东滩历史上有三次因供沙不足引起岸滩侵蚀和其后的来沙丰富导致滩地淤涨的过程。

影响之二：扩大三角洲海（江）岸冲刷长度。上海市江、海岸线长449.66km，其中37.94％为淤涨型，13.62％为稳定型，48.44％为侵蚀型。侵蚀岸段本身处于挟沙力不饱和状态，如果河口泥沙来量减少，则必然引起岸滩侵蚀作用加强，这种作用在三角洲岸段的突出部位反映较为显著，例如南汇南岸在长江来沙丰富的时候，呈沙嘴突出；
来沙减少时呈弧形转折，前者滩地淤积，后者侵蚀。

所以，随着入海泥沙量的减少，将减缓上海市滩涂淤涨速度，扩大三角洲海岸的冲刷岸段，增加险工岸段，加重防汛压力。

2.5　涨、落潮潮流流场的作用

影响上海市滩涂形成和冲淤变化除了长江流域来水来沙条件外，长江口水动力条件，特别是涨落潮流流场特性也起了重要作用。

南汇边滩位于涨潮分流和落潮合流的流夹之间，水流动力相对和缓。实测资料表明，南汇东滩在0m以上区域，净水量、净沙量均向NW方向输送，在潮下带朝SE方向输移，形成顺钟向的水、沙输移平面环流；
南汇南滩在-2m等深线以上，净水量、净沙量向SW方向输送，－2m以下朝E向输送，形成逆钟向的平面环流，为长江入海泥沙扩散沉积，滩地不断淤涨创造了有利条件。

崇明东滩是北支、北港落潮岛影的缓流区，受涨潮优势流和涨潮优势沙控制，有利于涨潮流挟带的大量泥沙在岛影缓流区落淤，这是崇明东滩不断向海延伸的重要原因之一。

长江河口水面宽阔，科氏力对水流的作用反映在涨潮主流线偏北，落潮主流线偏南，导致涨落潮流路分歧，产生缓流地带，有利于泥沙落淤，从阴沙逐渐发展成沙洲直至沙岛，例扁担沙、瑞丰沙嘴等。

3　不同区段滩涂的促淤、圈围要点

3.1　杭州湾北岸

杭州湾北岸属上海市的岸线约60 km，其中中段奉贤南滩30 km是淤涨滩地，曾以年平均100m的速度外伸，但近来已减缓。根据有关部门规划，杭州湾北岸近期促淤只在金汇港至张家厍之间的漕泾边滩，该滩涂通过促淤工程可为南翼地带增添近1.3×1 03hm2的宝贵土地。

根据历史演变趋势，杭州湾北岸属于侵蚀性海岸。在近百年内才处于淤涨。1996年建成的芦潮港人工半岛一期促淤坝，拦阻了部分长江口泥沙向杭州湾北岸输移，使进入芦潮港以西的泥沙减少，顶冲点将从芦潮港向西推进。据近几年人工半岛促淤坝西侧的水下地形测量，在芦潮港外侧海域存在一个深槽，在1996年至2000年期间，深槽的水深、长度与宽度不断加深、伸长和拓宽，深槽距0m线距离缩短，并且这一深槽目前正在向西延伸，芦潮港人工半岛对杭州湾北岸滩涂的影响是阶段性的。估计过了调整期后，杭州湾北岸的水流挟沙力能够达到新的平衡状态，金汇港东西两侧滩涂的淤涨趋势仍然存在。

3.2　崇明东滩

崇明东滩是指北八滧至奚家港以东包括东旺沙团结沙直至佘山岛以内的大片滩涂，年均向海淤涨速率达 150～350m。目前-5m以上的滩涂面积约7.33×104hm2，占全市滩涂面积的三分之一。崇明东滩为我国鸟类自然保护区，由于其独特的地理位置，成为候鸟南北迁徙的“驿站”，开发利用滩涂涉及到鸟类保护的问题。崇明东滩具有“围得快，涨得快”的特点。有专家提出：东滩圈围的速度不能大于草滩外延的速度，并建议在已围垦的区域种植200m宽的林带，有利于候鸟生态环境的保护，实行“动态保护”措施，搞“绝对保护 ”不利于经济与环境的协调发展［8，9］。要加快网坝、种青等促淤工程的实施，这是当前最为紧迫的任务。

3.3　崇明北沿

长江口北支为涨潮槽，大量水、沙、盐倒灌南支,是造成南支及南北港水质变咸和南支河槽不稳定的主要因素之一。北支崇明北沿自黄瓜沙沙头至北八滧淤涨很快，近期在不改变南北支分流比的前提下，可合理束窄河宽，除了目前正在进行的封堵黄瓜沙夹泓工程外，从黄瓜沙尾至北八滧的大片滩涂也可分期加以圈围。这样做不仅可以增加大量土地资源，同时束窄了北支河宽，例黄瓜沙河段河宽由原来的5.7km变为工程后3.0km，为减少北支的进潮量、减少北支盐、沙倒灌南支以及建桥工程创造了非常有利的条件。建议近期工作重点放在北支中、下河段滩涂圈围方面。

3.4　扁担沙

扁担沙的形成与发展已有一百多年的历史。由于扁担沙两侧存在水位差和扁担沙沙体沉积物的疏松易冲，在一定的水流条件下，部份沙体被切割，形成浅滩通道，并且这种通道位置上下迁移，也是造成南支和南北港河段不稳定的重要因素之一。在制订扁担沙促淤规划时，要合理地确定南支水流分泄北港的分流口位置，分流口位置的确定直接关系到南支和南、北港的河势变化；
稳定扁担沙也就稳定了南支河槽，对南、北港和南、北槽的稳定也大有裨益。

建议对扁担沙促淤圈围应以围垦明沙、固定阴沙和减少活动沙为原则，实施一系列配套的促淤工程，这样不但获得大量的士地资源，而且使南支及南北港河道得以稳定，宝钢码头前沿水深得到改善。

3.5　横沙东滩

横沙东滩0m以上面积为8.0×103hm2,-5m以上面积为1.27×104hm2。横沙东滩滩涂开发可依托正在开工建设的南港—北槽深水航道整治工程，利用废弃的疏浚土吹填造地，就地取材，可大幅度地降低造地的成本，同时起到固定沙洲提高北槽南北导堤的工程效益。横沙东滩位于长江河口口门附近，其东北至东南向水域开阔，易受台风巨浪的冲击，促淤难度较大。建议对该水域的潮流波浪运动特性和近年来北港、北槽的河床演变趋势进行观测研究，为促淤工程的合理设计提供科学依据。

3.6 南汇边滩

南汇边滩是长江口南岸沙嘴的主体，0m以上面积为1.4×104hm2，-5m以上面积为5.2×104hm2。长江口和杭州湾两股水体落潮合流和涨潮分流是塑造这个沙嘴的动力条件，长江丰富的流域来沙则是形成这个宏大沙嘴的物质基础。汇角将南汇边滩分为南汇东滩与南汇南滩，近30年来，东滩稳定淤涨，向外延伸速度每年达40～90m，南滩出现坍塌后退。目前，正在进行的促淤工程规模约1.0×104hm2，促淤高程在吴淞基面0m。估计该促淤工程完成后，有可能加速其外侧低滩的淤涨，如辅以一定的促淤工程，使低滩加速变为中滩，达到再圈围6.7×103hm2左右的目标是可以实现的。

为将来圈围更多的土地，促淤工程能否从目前的0 m高程再往下移动，比如移至-2m水深附近，如果-2m促淤工程后，水下浅滩淤高外延，将导致南槽过水容积与径潮流流量的不相适应，可能引起九段沙南侧冲刷，同时由于大量长江来沙拦截在南汇边滩，对杭州湾北岸潮滩会不会产生负面效应等问题，均需通过现场观测、数学模型和河工实体模型进行可行性论证。

4　滩涂资源开发利用的几个关系

4.1　滩涂圈围与湿地保护

长江口面临东海，因此，长江口滩涂圈围不同于内陆的围河或围湖。长江河口有着不断淤涨的滩涂资源，但滩涂的生长有一定规律，也需一定的时间，过度围垦不利于生态环境也不利于湿地保护。根据长江口潮滩淤涨和植被演替规律，把崇明东滩列为动态保护区。也就是说，在新的滩地剖面塑造中，泥沙在堤外堆积，形成新的湿地。因此，在淤涨岸段，原来的湿地保护区，由于滩涂外涨，土壤脱水，湿地向陆地转化，在这种动态演化过程中，把湿地保护区向海方向移动。在生产实践中，贯彻“在开发中进行保护，在保护中进行开发”的原则，达到“天人合一”的效果。

4.2　遵循河势演变规律，因势利导

长江河口现为三级分汊四口入海的多级分汊潮汐河口。总结二千年来长江河口演变模式有：南岸边滩推展、北岸沙岛并岸、河口束窄、河道成形，河槽加深［10］。在滩涂促淤圈围工程的规划、设计和实施过程中，在总体上一定要遵循长江河口的演变规律。例如50年代进行的通海沙、江心沙围垦，70年代的老白茆沙围垦，使南支河段的稳定性得到了较大的改善，达到了事半功倍的效果。

4.3　科研先行

保护和综合开发利用滩涂资源是一项系统工程，涉及上海市的总体规划、长江口综合治理规划，约束条件多，涉及面广。无论是低滩促淤中滩圈围、航道增深、河势稳定，还是生态环境保护，都需要较高的科技含量，都需要强化科技创新。例如促淤、圈围工程对局地动力场和泥沙输移的影响，对湿地的影响，对航道的影响等都应加以研究，把围垦工程带来的负面作用缩小到最低限度内；
同时对工程技术要加强研究，诸如沉排护底，堤身结构等；
另外还要加强科学管理的研究，例编制开发规划，资金筹集与回收，政府扶持与市场运作，相关部门的协调等。

参考文献

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作者简介：茅志昌(1949-)，男，华东师范大学教授。