上海岸带冲淤及对深水航道工程的影响

院淑敏

（上海市地矿工程勘察院，上海 200072）

上海岸带冲淤及对深水航道工程的影响

院淑敏

（上海市地矿工程勘察院，上海 200072）

长江入海泥沙在复杂的河口地貌和水动力条件下，自然岸带的冲淤频繁多变，给沿海重大工程带来不利影响，成为上海地区重要的地质灾害种类。本文结合长江河口地区泥沙运移监测成果，分析了其对长江口深水航道工程的影响，为工程的日常维护与安全运行提供借鉴。

水运工程；深水航道；岸带冲淤；长江河口

上海依江傍海，自然条件优越，为经济发展和城市合理布局提供了良好基础。由于上海地处长江与东部沿海两条黄金水道的交汇处，其经济地位在我国举足轻重。随着上海建设国际经济、金融、航运、贸易中心，各类重大海岸工程大量兴建并发挥了重要作用，也为岸带经济圈的形成与发展作出了积极贡献。

受河口三角洲特殊的地理形态影响，长江入海泥沙在长江径流与海洋潮流等水动力条件共同作用下，运移和沉积过程复杂多变，使自然岸带的冲淤频繁演变，给海岸工程带来不利影响和安全隐患，成为上海地区重要的地质灾害种类。

本文结合长江河口地区泥沙运移监测成果，分析岸带冲淤及对长江口深水航道工程的影响，为工程的安全运行与日常维护提供借鉴。

1 长江口岸带冲淤基本特征

长江在上海境内全长148km，在上海的流域面积约2400km2。上海海岸线长度在1980年海岸带调查时为450km。近20年的多次围垦使海岸线有所延长，目前已接近500km。上海海岸线约85%分布在长江口。长江口岸线中岛屿占3/4左右。

长江口河段泥沙的冲淤变化明显。受地球自转柯氏力的影响，长江口河势偏向东南。由此，长江北支以淤积为主，南支则以冲刷为主。而长江岸坡总体上也呈北岸淤积，南岸侵蚀的趋势。由此对岸坡的稳定性带来影响，并对沿岸工程造成一定威胁，影响工程的使用寿命。

长江南港在浦东外高桥附近属淤积岸坡，而长兴岛的南岸岸坡则属于侵蚀岸坡；长江北港，长兴岛的北岸岸坡属淤积岸坡，而崇明岛的长江岸坡则属于侵蚀岸坡。但经上世纪50年代以来的不断建设加固，如海塘丁字坝的建设等，使岸坡总体上趋于稳定状态。

岸带冲淤泛指海岸带在海洋动力和泥沙运动影响下，海岸线发生的侵蚀后退或淤积延伸，以及海床床面的侵蚀或淤积现象。岸线冲淤原因既有自然作用，又有人为工程影响。由于主要作用因子的性质差异，岸带冲淤的发展发育过程也存在快慢之分。例如，常规天气条件下，岸带冲淤一般是一个缓慢发展的过程，而在台风极端天气作用下，岸带冲淤又可能快速而急剧。对工程而言，岸带冲淤的发展快慢主要取决于工程对附近河势的影响，对河势影响急剧则岸线冲淤发展快速，影响不大则岸线冲淤发展缓慢。岸线冲淤发展到一定程度会对人民生命财产造成巨大损害。

除特殊情况下（如台风等），岸带冲淤往往是一个逐步发展的过程，波浪、潮流、泥沙运动每时每刻都在作用着海岸，引起海岸带时快时慢的冲淤变化，日积月累，往往会造成相当大的危害。岸带冲淤的发展是一个逐步发展的过程，但对工程造成巨大的损坏却可能发生在瞬间。例如，岸带侵蚀到一定程度，会造成工程的坍塌和倾覆。

岸带冲淤包括侵蚀和淤积两个方面。

海岸侵蚀可造成大量水土流失，土地大面积缩小，甚至会损害海岸带的村庄、设施等。海岸侵蚀可能引起海底滑坡，对海下工程及钻井平台、海底电缆造成损害，有时，海底滑坡引起了钻井平台的倾复，海底铺设的输油管道和电缆扭曲甚至被切断。

岸带淤积造成的损害主要对港口和航道而言。港口航道的淤积造成船舶无法进港停泊或正常航行，严重时甚至导致港口或航道的报废，引起巨大损失。

2 长江口深水航道及其冲淤影响

2.1 深水航道工程概况

长江口深水航道工程位于长江口的南港北槽，采用整治与疏浚结合方案[1]，分别建设分流口工程、双导堤工程及丁坝工程，辅以疏浚措施开挖形成并维护深水航道（图1）。1998年1月27日，长江口深水航道治理一期工程正式开工建设，2000年3月下旬实现了8.5m目标水深的全线贯通。二期工程于2002年4月底开工建设，2004年5月10日，9m水深航道开通，2005年3月底实现了10m水深航道全线贯通的二期工程治理目标。三期工程主要以疏浚为主，以实现12.5m的通航水深，2010年底完成。

2.2 冲淤影响反映

图1 长江口水下地形与深水航道工程

长江口深水航道二期工程建设后，北槽航槽大部分区域航道水深都有明显加深，但在航道中部弯段处出现泥沙的强回淤区（图2）。强回淤区的出现导致北槽回淤量剧增，由原来2000万m3/a左右增加到5000万m3/a左右。而弯段处航道回淤量也由原1000万m3/a以内增加到3000万m3/a以上，回淤量占总回淤量的比重也由2001、2002年的30%左右增加到2008年的70%以上（图3）。由此产生了巨额的疏浚费用。

图2 1998年9月～2005年11月北槽地形冲淤变化

图3 北槽航道年回淤强度分布图（2005～2007）

2.3 冲淤原因分析

分析二期工程后弯段处的强回淤，主要原因有以下几个方面：

（1）由于上游瑞丰沙嘴防护不够，导致二期工程建设后瑞丰沙嘴泥沙侵蚀顺流淤积在航道弯段处；

（2）下游九段沙由于深水航道南导堤影响显著淤高，滩面泥沙在涨潮流带动下进入弯段处沉积，上游来沙和下游来沙形成了航道弯段处有丰富的泥沙来源；

（3）弯段处动力条件不佳，涨落潮流路存在明显错位，导致缓流区的发展，利于泥沙落淤沉积。

由于长江口是一个复杂的水文环境，工程建设后又使各种条件发生重大变化。在工程建设前和建设中，对上述问题未能有清晰认识，故发生二期工程后局部淤积现象。

2.4 工程对策措施

为解决上述淤积问题，长江口深水航道工程采取了一系列措施。

其中采取的工程措施包括：稳定上游瑞丰沙等活动砂体，减少上游来沙；在南导堤内侧建立拦沙堤，拦截九段沙越堤泥沙；适当延长上段丁坝长度，束窄水流，减少缓流区。同时，加强日常航道的疏浚防护。

迄今为止，弯段处强回淤的问题已得到明显改善[2]。

3 岸带冲淤的综合防护

岸带冲淤的原因较为复杂，影响因素众多[3,4]。沿岸泥沙条件和海岸动力的变化是导致岸带冲淤发生的直接原因，而引起泥沙条件和海岸动力改变的根本原因是自然变化和人为影响。

其中，自然因素主要包括：河流改道、降水量减少、海平面上升、风暴潮侵蚀、地形变化等[5～10]，而人为影响则主要由：岸滩挖砂、河流输沙减少、海岸工程引起河势改变等因素[11]。

岸带冲淤的防治对策和技术措施应考虑如下方面：

（1）工程规划设计要充分研究河势变化，分析工程建设前后最大冲淤幅度及发生区域，据此优化工程布置以减少冲淤幅度或预先进行冲淤影响防护；

（2）工程建设过程中，应加强现场地形观测[12]，尽早发现岸带冲淤灾害隐患并采取相关措施；

（3）对侵蚀而言，可修建保滩防护工程，如海岸筑堤、石块护坡、种植防护植被及防护林带等；

（4）对淤积而言，可修建减淤工程改变水流泥沙结构或进行疏浚来治理。

[1]吴华林,张俊勇. 长江口航道规划整治参数及整治方案研究[J]. 水运工程,2013,(11)：1～6.

[2]刘俊延,夏 方. 长江口深水航道整治效益分析—以船舶通航变化为例[J]. 水运工程,2013,(11)：29～32.

[3]黎 兵. 上海近岸海域近30年来的地形演变和机制探讨[J]. 上海地质,2010, 31(3)：29～34.

[4]刘 曦,杨丽君,徐俊杰,等. 长江口北支水道萎缩淤浅趋势分析[J]. 上海地质, 2010,31(3)：35～40.

[5]胡 进,陈沈良,胡小雷,等. 气候变化影响下苏北海岸的塑造过程[J]. 上海国土资源,2013,34(2)：41～49.

[6]任韧希子,陈沈良. 黄河三角洲的沉积动力分区[J]. 上海国土资源,2012,33(2)：62～68.

[7]赵宝成. 杭州湾北岸水下岸坡微地貌特征及其海床侵蚀指示意义[J]. 上海国土资源,2011,32(3)：27～34.

[8]王冬梅,程和琴,张先林,等. 新世纪上海地区相对海平面变化影响因素及预测方法[J]. 上海国土资源,2011,32(3)：35～40.

[9]刘英文,杨世伦,罗向欣. 海平面上升的淹没效应和岸滩冲淤对潮间带湿地面积影响的分离估算[J]. 上海国土资源,2011,32(3)：23～26,45,52.

[10]战 庆. 利用泥炭重建长江三角洲南部地区15kaBP以来的海平面波动[J]. 上海国土资源,2013,34(1)：37～41.

[11]龚士良,李采. 上海崇明越江通道工程环境地质问题及其防治[J]. 水运工程,2007,(6)：1～5.

[12]黎 兵,何中发. 海岸带地质环境监测体系建设与管理的构想——以上海海岸带为例[J].上海地质,2010,31(1)：6～10,20.

Shanghai Coastal Erosion and Accumulation and Its Inf uence on Deep-water Channel Project

YUAN Shumin

（Shanghai Institute Geological Engineering Exploration, Shanghai 200072）

The sedimentation of the Yangtze River, under the complex landform and hydrodynamic conditions, have such characteristics as frequent natural erosion and deposition of the coast with changeable, detrimental to major coastal engineering, and become an important kind of geological disaster in the Shanghai area. Based on the monitoring results of the Yangtze River estuary sediments, this paper analyzes its inf uence on the Yangtze estuary deepwater channel project, which will provide some suggestion for daily maintenance and safe operation of the project.

Waterway engineering; Deep water channel; Erosion and accumulation; the Yangtze River estuary

P343.5

A

1007-1903（2014）01-0014-03

院淑敏（1964- ），女，工程师，主要从事城市地质工作。Email: yyy130@163.com。