doi:10 3969/j isn 1001 9235 2014 03 006 2014 年 第 3 期 PEARLRIVER 人 民 珠 江 珠 江 三 角 洲 河 网 主 要 汊 道 分 洪 输 沙 作 用 研 究 刘 俊 勇 ( 珠 江 水 利 科 学 研 究 院, 广 东 广 州 510611) 摘 要 : 珠 江 三 角 洲 河 网 是 珠 江 流 域 几 大 水 系 汇 流 沟 通 河 海 连 通 的 枢 纽 河 段, 流 域 地 位 极 其 重 要 初 步 研 究 分 析 了 河 网 主 要 汊 道 对 河 口 泄 洪 输 沙 的 作 用 贡 献, 得 出 : 三 角 洲 每 一 条 主 要 支 汊 都 是 干 流 入 海 河 段 的 重 要 组 成 部 分, 分 担 着 河 口 泄 洪 输 沙 重 要 任 务, 对 调 配 河 口 动 力 平 衡 维 持 河 网 稳 定 十 分 重 要, 与 主 干 河 道 口 门 是 一 个 整 体 不 可 分 割 的 泄 洪 输 沙 纳 潮 体 系, 需 重 视 保 护 与 加 强 监 管 ; 河 网 稳 定 与 畅 通 对 流 域 干 流 及 河 口 地 区 防 洪 安 全 河 势 稳 定 举 足 轻 重 关 键 词 : 主 要 汊 道 ; 分 洪 输 沙 ; 珠 江 三 角 洲 中 图 分 类 号 :TV148+.7 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001 9235(2014)03 0017 05 0 前 言 珠 江 三 角 洲 河 网 为 流 域 干 流 的 入 海 河 段, 滨 临 南 海, 是 由 西 江 北 江 东 江 潭 江 及 流 溪 河 等 河 流 共 同 汇 聚 古 海 湾 发 育 形 成 的 复 合 型 三 角 洲 以 狮 子 洋 为 界, 大 致 可 分 成 西 北 江 三 角 洲 河 网 ( 合 称 西 北 江 三 角 洲,100 多 条 主 要 水 道 总 长 度 约 1600km, 河 网 密 度 0 81km/km 2 ) 和 东 江 三 角 洲 河 网 (5 条 主 要 水 道 总 长 度 约 138km, 河 网 密 度 0 88km/km 2 ), 200 多 个 闸 控 堤 围 河 涌 区 (53 个 大 联 围 ), 主 要 河 汊 823 条, 总 长 约 6244km, 水 网 总 面 积 约 9750km 2 ( 其 中 西 北 江 三 角 洲 约 占 85 8%) 西 江 三 角 洲 河 网 主 干 河 道 有 : 磨 刀 门 水 道 东 海 水 道 ; 北 江 三 角 洲 河 网 主 干 河 道 有 : 顺 德 沙 湾 及 东 平 水 道 ; 东 江 三 角 洲 河 网 主 要 河 道 有 : 东 江 北 干 流 东 江 南 支 流 中 堂 水 道 等 西 北 江 三 角 洲 河 网 之 间 通 过 思 贤 蟯 顺 德 支 流 及 容 桂 桂 洲 鸡 鸭 等 横 向 水 道 相 互 沟 通, 西 北 江 三 角 洲 与 东 江 三 角 洲 河 网 之 间 通 过 狮 子 洋 水 域 融 为 一 体 三 角 洲 水 流 最 后 通 过 崖 门 虎 跳 门 鸡 啼 门 磨 刀 门 横 门 洪 奇 门 蕉 门 虎 门 八 大 口 门 分 泄 注 入 黄 茅 海 伶 仃 洋 河 口 湾 及 南 海 水 域, 形 成 复 杂 的 河 网 多 口 门 河 口 湾 入 海 格 局, 见 图 1 在 形 成 与 组 成 上, 珠 江 三 角 洲 河 网 都 具 有 独 特 性 从 形 态 上 分, 河 口 三 角 洲 的 主 要 类 型 有 扇 形 ( 如 黄 河 ) 鸟 足 形 ( 如 密 西 西 比 河 ) 和 尖 形 ( 如 长 江 ) 等, 珠 江 三 角 洲 不 同 于 以 上 任 何 一 种, 形 态 较 为 复 杂, 多 种 三 角 洲 共 存, 为 复 合 型 三 角 洲 从 形 成 上 看, 珠 江 三 角 洲 河 网 主 要 在 海 退 过 程 中 由 流 域 径 流 干 道 被 地 形 分 割 形 成 水 网, 如 果 将 各 分 汊 横 断 面 组 合 起 来 看, 实 质 上 仍 是 干 流 泄 洪 输 沙 断 面 的 主 要 部 分, 是 主 干 河 道 断 面 的 横 向 展 宽, 其 他 三 角 洲 河 网 主 要 为 暴 雨 汇 ( 串 ) 流 沟 道 形 成 水 网 或 古 海 湾 残 留 水 网 等 ( 但 不 是 径 流 干 道 的 泄 洪 图 1 珠 江 三 洲 河 网 主 要 水 道 示 意 断 面, 主 干 河 道 以 单 股 入 海, 或 只 有 小 规 模 的 分 汊 ) 从 河 性 上 判 断, 珠 江 三 角 洲 河 网 是 珠 江 干 流 入 海 河 段 的 特 殊 形 态, 经 多 次 分 汊 形 成 复 杂 的 网 状 结 构, 为 典 型 的 网 河 型 水 道 [3] 这 类 型 水 道 是 一 种 由 河 间 地 分 隔 他 降 较 小 中 等 弯 曲 相 互 连 通 的 河 道 组 成 稳 定 的 多 河 道 体 系 [3], 同 一 般 多 沙 洲 岛 的 河 道 基 本 格 局 一 样, 只 是 这 里 规 模 更 大 体 系 更 复 杂 而 已 这 样 的 河 道 体 系 形 成 发 展 与 河 口 特 定 的 水 动 力 地 形 条 件 等 密 收 稿 日 期 :2014 01 03 作 者 简 介 : 刘 俊 勇, 女, 内 蒙 古 五 原 人, 主 要 从 事 水 力 学 及 河 流 动 力 学, 河 口 开 发 治 理 研 究 及 水 利 咨 询 等 工 作 17
切 相 关, 有 着 特 殊 的 泄 洪 输 沙 作 用, 对 流 域 防 洪 安 全 河 口 稳 定 具 有 重 要 意 义 查 阅 有 关 文 献, 对 珠 江 三 角 洲 河 网 泄 洪 输 沙 体 系 的 研 究 多 以 干 道 为 主, 如 对 干 道 磨 刀 门 水 道 主 要 节 点 马 口 与 三 水 天 河 与 南 华 分 洪 作 用 研 究 成 果 较 多, 对 次 一 级 汊 道 的 研 究 较 少, 但 要 了 解 与 掌 握 整 个 河 口 区 泄 洪 输 沙 体 系, 对 主 要 汊 道 的 研 究 也 很 重 要 这 里 主 要 采 用 数 值 计 算 与 经 验 估 算, 初 步 研 究 各 主 要 汊 道 ( 指 围 区 以 外 的 所 有 外 江 河 道 ) 有 无 对 河 口 泄 洪 输 沙 体 系 的 影 响 1 三 角 洲 河 网 动 力 成 因 分 析 一 般 来 说, 单 一 河 道 在 入 海 过 程 中, 在 地 形 约 束 与 重 力 作 用 下, 流 向 相 对 单 一, 沿 程 有 分 汊 或 纳 入 其 他 河 流, 多 呈 树 状 或 扇 形 等 分 布 格 局, 主 干 河 道 分 汊 有 限 ; 只 有 在 多 向 水 流 交 汇 作 用 下, 加 上 特 定 地 形 条 件 等, 如 宽 阔 平 坦 的 平 原 区, 才 有 可 能 使 干 流 分 汊 产 生 纵 横 交 错 的 网 状 结 构 珠 江 三 角 洲 河 网 便 是 在 多 条 河 流 多 向 汇 聚 与 外 海 潮 流 强 烈 顶 托 作 用 下 形 成 的 特 殊 河 道 体 系 ( 这 里 东 北 西 南 各 向 水 流 汇 聚 ) 从 三 角 洲 上 游 入 流 条 件 分 析, 以 控 制 站 20 年 一 遇 设 计 洪 峰 流 量 计 算, 与 西 江 洪 峰 流 量 比 值 说 明 洪 水 规 模 相 对 大 小, 西 江 北 江 东 江 潭 江 流 溪 河 依 次 为 1 0 422 0 311 0 118 0 059, 西 江 洪 水 占 绝 对 优 势, 各 汇 入 河 流 洪 水 量 级 不 等, 为 非 均 衡 汇 流 从 出 海 条 件 看, 珠 江 八 大 口 门 径 潮 比, 虎 跳 门 (3 43) 鸡 啼 门 (1 72) 磨 刀 门 (6 22) 横 门 (3 68) 洪 奇 门 (2 51) 蕉 门 (1 79) 均 大 于 1, 崖 门 (0 24) 和 虎 门 (0 38) 小 于 1, 以 磨 刀 门 径 流 最 强, 崖 门 潮 流 最 强, 各 口 门 动 力 存 在 较 明 显 差 异 按 照 走 向, 可 将 珠 江 三 角 洲 河 道 分 为 纵 横 向 两 种, 纵 向 的 如 磨 刀 门 水 道 与 东 海 顺 德 沙 湾 等 水 道, 横 向 如 容 桂 陈 村 上 横 沥 下 横 沥 水 道 等 从 动 力 成 因 上, 这 些 纵 向 水 道 主 要 为 泄 洪 通 道, 由 洪 水 冲 决 形 成 ; 横 向 水 道 多 为 洪 潮 两 种 动 力 交 汇 作 用 形 成 ; 其 他 如 狮 子 洋 银 洲 湖 为 未 填 满 的 残 留 的 古 海 湾 [6], 是 以 潮 流 作 用 为 主 由 上 游 往 下 游 看 河 网 水 道 分 布, 上 游 横 向 分 汊 较 少, 如 樵 桑 联 围, 越 往 下 游 靠 近 河 口, 径 潮 交 汇 作 用 越 强 烈, 横 向 支 汊 越 发 达, 如 临 近 口 门 与 泄 洪 主 干 河 道 的 中 顺 大 围 万 顷 沙 围 等 从 平 面 形 态 上 看, 洪 水 冲 决 形 成 的 水 道 多 以 狭 长 为 主, 而 潮 流 通 道, 主 要 动 力 从 外 海 进 入, 向 上 游 逐 渐 减 弱, 呈 现 宽 阔 的 喇 叭 型 河 口 湾 水 域, 如 伶 仃 洋 黄 茅 海 东 江 三 角 洲 河 网 与 西 北 江 三 角 洲 有 所 不 同 因 东 江 径 流 作 用 相 对 较 弱, 而 狮 子 洋 伶 仃 洋 潮 流 作 用 强 盛, 除 东 江 北 干 流 是 东 江 的 主 干 河 道, 以 径 流 作 用 为 主, 东 江 三 角 洲 河 网 大 部 分 河 道 是 古 海 湾 残 留 的 末 梢, 与 径 流 河 道 连 通 成 网, 仍 保 留 着 较 强 的 潮 流 动 力, 以 潮 流 作 用 为 主, 可 看 作 网 ( 枝 ) 状 纳 潮 区 从 北 到 南, 东 江 三 角 洲 4 个 出 口 控 制 站 径 潮 比 除 北 干 流 大 盛 (1 31) 大 于 1, 其 他 三 站 麻 涌 (0 51) 漳 澎 (0 52) 泗 盛 围 (0 41) 均 小 于 1, 呈 1 径 -3 潮 分 布 格 局 有 记 载 历 史 上 东 江 三 角 洲 曾 以 南 支 流 为 主 干, 后 被 北 干 流 取 18 代 [3], 这 应 是 径 潮 流 相 互 顶 托 径 流 动 力 轴 线 被 动 逐 渐 北 移 的 结 果 在 动 力 作 用 过 程 中, 地 貌 也 起 了 重 要 作 用, 如 番 禺 顺 德 大 鳌 等 台 地 的 隆 起, 还 有 一 些 泥 沙 堆 积 形 成 的 沙 洲, 对 三 角 洲 水 流 产 生 了 分 隔 作 用, 限 制 了 主 干 河 道 的 发 展 规 模, 促 进 汊 道 生 成 根 据 水 流 运 动 的 基 本 规 律, 将 三 角 洲 水 道 分 汊 形 成 动 力 模 式 简 单 概 化 如 下 : 距 今 约 6000 年 前, 古 三 角 洲 退 化, 河 口 向 南 延 伸, 西 江 马 口 北 江 三 水 与 东 江 石 龙 以 下 仍 为 一 片 汪 洋 水 域, 没 有 河 网, 现 代 三 角 洲 正 在 形 成 发 育 中 [7] 以 当 时 的 水 流 条 件 分 析, 西 江 径 流 动 力 远 强 于 外 海 潮 流, 加 上 北 江 洪 水 顶 托, 西 江 水 汇 入 三 角 洲 宽 阔 水 域 后, 磨 刀 门 水 道 为 洪 水 主 动 力 轴 线 ( 横 门 水 道 为 次 动 力 轴 线 ), 主 流 直 泄 而 下 时, 两 侧 产 生 副 流, 副 流 的 运 动 方 向 一 般 为 回 漩 向 上 主 流 对 潮 流 形 成 强 压 之 势, 而 副 流 区 给 了 潮 流 上 溯 的 机 会 与 空 间, 为 伶 仃 洋 黄 茅 海 河 口 湾 的 留 存 创 造 了 条 件 主 流 沿 程 不 断 产 生 副 流, 回 漩 卷 滚 大 量 泥 沙, 落 淤 成 洲, 洲 又 变 岛, 逐 渐 形 成 多 条 汊 道 潮 流 顶 托 越 强, 回 漩 水 流 越 多, 副 流 越 显 著, 汊 道 越 密, 经 长 期 演 变 形 成 今 天 的 西 江 三 角 洲 河 网 ( 图 2) 北 江 径 流 动 力 相 对 较 弱, 在 伶 仃 洋 强 潮 流 顶 托 下, 加 上 西 江 大 洪 水 的 挤 压, 没 有 象 西 江 磨 刀 门 水 道 这 样 明 显 的 主 干 河 道, 而 是 择 路 而 泄, 形 成 了 东 平 沙 湾 李 家 沙 水 道 等 多 条 出 路, 蕉 门 曾 有 成 为 主 干 之 势, 但 未 自 然 成 型 [8], 这 便 是 北 江 三 角 洲 河 网 ( 图 3) 东 江 径 流 作 用 更 弱, 远 弱 于 外 海 潮 流, 使 得 部 分 古 海 湾 水 域 得 以 保 留, 至 今 仍 未 退 出 三 角 洲 区 域, 而 是 与 径 流 河 道 融 为 一 体, 贯 通 成 网, 强 大 的 潮 流 长 驱 直 入, 从 下 而 上, 由 强 到 弱, 汊 道 相 应 由 大 到 小, 由 宽 到 细, 这 便 是 今 天 的 东 江 三 角 洲 河 网 格 局 ( 图 4) 潭 江 虽 然 连 通 崖 门, 但 流 域 为 山 谷 地 形, 流 域 面 积 小, 流 程 短, 不 具 备 形 成 河 网 条 件 流 溪 河 干 流 动 力 太 弱, 加 上 北 东 江 的 夹 压, 难 形 成 河 网 规 模 当 然, 各 片 三 角 洲 河 网 在 形 成 过 程 中 并 不 是 互 不 相 干 的, 而 是 相 互 作 用, 共 同 推 进, 彼 此 融 合, 又 各 成 体 系, 是 一 种 复 杂 的 图 2 西 江 三 角 洲 河 网 形 成 基 本 动 力 模 式
图 3 北 江 三 角 洲 河 网 形 成 基 本 动 力 模 式 图 4 东 江 三 角 洲 河 网 形 成 基 本 动 力 模 式 河 流 河 海 动 力 构 造 体 总 之, 三 角 洲 任 何 一 条 水 道 的 成 形 稳 定 过 程 都 遵 循 自 然 界 能 量 最 小 原 理, 是 河 海 动 力 平 衡 的 结 果, 如 西 江 主 泄 洪 通 道 最 终 选 择 磨 刀 门, 而 不 是 其 他 口 门, 东 江 主 泄 洪 通 道 选 择 北 干 流, 而 不 是 南 支 流 等, 都 是 选 择 了 与 潮 流 或 其 他 河 流 顶 托 耗 能 最 省 的 路 径, 选 择 了 多 汊 道 多 口 门 入 海, 而 不 是 单 河 道 单 口 门 洪 水 规 模 决 定 了 三 角 洲 河 网 规 模 与 基 本 格 局, 洪 潮 动 力 强 弱 对 比 决 定 了 河 网 分 汊 密 度 经 过 长 期 自 然 演 变, 形 成 今 天 珠 江 三 角 洲 较 为 稳 定 的 复 杂 的 河 网 格 局 综 合 以 上 分 析 判 断, 西 北 江 三 角 洲 河 网 是 由 流 域 干 流 入 海 河 段 分 汊 形 成, 整 个 河 网 水 道 都 为 流 域 干 流 出 海 河 段 的 重 要 组 成 部 分, 为 河 控 三 角 洲 ; 而 东 江 三 角 洲 除 了 北 干 流, 其 他 河 道 主 要 为 潮 成 河 道 ( 同 时 也 是 分 泄 洪 水 重 要 通 道 ), 为 潮 控 三 角 洲 2 研 究 方 法 水 流 计 算 采 用 河 网 数 学 模 型 进 行, 输 沙 量 采 用 经 验 估 算 模 型 介 绍 见 文 献 [8] 考 虑 人 类 调 控 逐 渐 增 强, 流 域 最 可 能 变 化 趋 势 是 : 土 地 开 发 利 用 程 度 增 加, 流 域 植 被 覆 盖 率 减 小, 降 水 条 件 改 变, 大 型 水 利 枢 纽 调 控, 流 域 入 海 径 流 量 减 少 ; 河 口 延 伸, 上 溯 潮 量 减 少, 潮 流 动 力 减 弱 计 算 拟 定 两 种 条 件 : 一 是 假 设 三 角 洲 径 潮 动 力 变 化, 河 网 响 应 变 化 ; 二 是 假 设 上 下 游 来 流 不 变, 支 汊 变 化 条 件 下 的 河 网 响 应 变 化, 支 汊 泄 洪 作 用 在 模 型 中 以 水 闸 概 化, 打 开 水 闸, 表 示 支 汊 连 通, 关 闭 水 闸, 表 示 支 汊 断 流 a) 西 北 江 三 角 洲 主 要 为 河 控 河 网 区, 拟 定 上 游 马 口 三 水 断 面 洪 水 来 流 减 2% 5% 10% 15%, 计 算 河 网 区 水 动 力 变 化 b) 东 江 三 角 洲 主 要 为 潮 控 河 网 区, 拟 定 下 游 虎 门 大 虎 断 面 潮 量 减 少 2% 5% 10% 15%, 计 算 河 网 区 水 动 力 变 化 c) 西 北 江 三 角 洲 闸 控 条 件 ( 以 维 护 主 干 道 动 力 为 调 控 目 标 ):1 三 角 洲 目 前 已 建 节 制 水 闸 ( 沙 口 磨 碟 头 甘 竹 溪 北 街 睦 洲 闸 ) 调 控 ;2 在 竹 洲 头 设 闸, 控 制 鸡 啼 门 从 磨 刀 门 分 流 ;3 将 西 北 江 三 角 洲 分 开, 在 容 桂 桂 洲 大 黄 沥 黄 沙 沥 水 道 设 闸 调 控 ;4 对 西 北 江 三 角 洲 部 分 控 制, 在 容 桂 桂 洲 大 黄 沥 黄 沙 沥 等 其 中 之 一 二 设 闸 调 控 ;5 在 陈 村 水 道 设 闸, 调 控 北 江 三 角 洲 东 平 与 沙 湾 水 道 之 间 分 流 ;6 调 控 沙 湾 水 道 向 蕉 门 的 分 流, 在 西 樵 骝 岗 涌 水 道 设 闸 调 控 ;7 以 上 闸 控 条 件 进 行 组 合 调 控 d) 东 江 三 角 洲 闸 控 条 件 ( 以 维 护 北 干 流 动 力 为 调 控 目 标 ):1 在 分 流 口 潢 涌 水 道 设 闸 调 控, 控 制 干 流 向 三 角 洲 分 流 ;2 在 分 流 口 南 支 流 设 闸 调 控, 控 制 干 流 向 三 角 洲 分 流 ;3 在 分 流 口 中 堂 水 道 设 闸 调 控, 控 制 干 流 向 三 角 洲 分 流 ;4 在 分 流 口 麻 涌 水 道 设 闸 调 控, 控 制 干 流 向 三 角 洲 分 流 ;5 以 上 闸 控 条 件 进 行 组 合 调 控 e) 口 门 输 沙 率 与 输 沙 量 由 经 验 公 式 确 定, 如 下 : 崖 门 Q s =0 0272Q 1 1582, 虎 跳 门 Q s =0 0617Q 1 1856, 鸡 啼 门 Q s =0 0075Q 1 4888, 磨 刀 门 Q s = 0 00000086Q 2 4298, 横 门 Q s = 0 000 011Q 2 214, 洪 奇 门 Q s =0 000034Q 2 1251, 蕉 门 Q s =0 0134Q 1 3631, 虎 门 Q s =0 015Q 1 1621 东 江 三 角 洲 枯 季 落 潮 Q s =0 01536Q 1 1208, 枯 季 涨 潮 Q s =0 018639Q 1 0931 西 北 江 三 角 洲 输 沙 量 计 算 选 取 99 7 中 水 组 合, 算 出 计 算 时 段 总 输 沙 量, 再 推 算 到 整 个 洪 季 总 输 沙 量 ( 以 半 年 时 间 计 ), 再 乘 10 20 50 得 到 口 门 10 20 50 年 的 总 输 沙 量, 各 方 案 比 较 得 出 总 输 沙 量 变 化 东 江 三 角 洲 输 沙 量 计 算 选 取 2001 2 枯 水 组 合 3 成 果 分 析 3 1 西 北 江 三 角 洲 河 网 由 表 1 2 得, 上 游 三 水 马 口 来 流 减 2% 左 右 时, 三 角 洲 河 道 输 沙 动 力 普 遍 减 1% ~2%, 利 用 现 有 已 建 节 制 闸 调 控, 泄 洪 主 干 道 输 沙 动 力 得 到 改 善, 可 基 本 达 到 现 值, 但 同 时 也 会 对 相 邻 河 道 口 门 产 生 不 利 影 响, 使 其 输 沙 动 力 进 一 步 降 低 ; 无 闸 控 条 件 下, 八 大 口 门 总 输 沙 量 减 少 值 占 实 测 输 沙 量 19
7 30%, 有 闸 控 条 件, 减 9 83%, 且 邻 近 设 闸 的 其 他 河 道 动 力 均 有 较 大 幅 度 调 整 由 表 3, 来 流 减 5% 左 右 时, 三 角 洲 河 道 输 沙 动 力 普 遍 减 3% ~5%, 利 用 现 有 已 建 节 制 闸 调 控, 主 干 道 泄 洪 输 沙 动 力 可 改 善, 但 达 不 到 现 值, 必 须 增 建 水 闸 ; 在 各 种 增 建 水 闸 调 控 条 件 下, 尽 管 可 改 善 主 干 道 泄 洪 输 沙 动 力, 但 引 起 河 网 及 口 门 泄 洪 输 沙 动 力 调 整 幅 度 较 大, 设 闸 越 多, 受 控 支 汊 越 多, 对 河 网 河 口 的 影 响 就 越 显 著, 对 河 网 稳 定 与 连 通 越 不 利 来 流 减 10% 15%( 无 闸 控 条 件 ) 八 大 口 门 总 输 沙 量 变 化 值 占 实 测 输 沙 分 别 为 -34 44% -49 65% 利 用 以 上 数 据 对 八 大 口 门 总 输 沙 量 变 化 值 占 实 测 输 沙 比 例 与 来 流 减 少 率 进 行 拟 合, 得 到 公 式 如 下 : y=2 6847x 2-3 7145x+0 0002 式 中 y 八 大 口 门 总 输 沙 量 变 化 值 占 实 测 输 沙 比 例 ; x 上 游 来 流 减 少 率 利 用 上 式 计 算 得 到 : 来 流 减 20% 30% 35%, 八 大 口 门 总 输 沙 量 变 化 值 占 实 测 输 沙 比 例 -63 53% -87 25% -97 10% 上 游 三 水 马 口 来 流 减 少 20% 左 右, 三 角 洲 河 道 输 沙 动 力 将 降 低 一 半 ; 三 水 马 口 来 流 减 少 35% 左 右, 三 角 洲 河 道 输 沙 动 力 将 大 幅 度 降 低, 基 本 无 法 到 达 口 门 排 入 外 海, 全 部 淤 积 在 三 角 洲 可 见, 三 角 洲 主 干 河 道 的 来 流 减 少 影 响 整 个 河 网 动 力, 表 1 来 流 减 2% 洪 水 量 洪 峰 变 化 洪 水 量 /m 3 洪 峰 流 量 /(m 3 s -1 ) 河 道 断 面 水 道 或 口 门 来 流 节 制 闸 来 流 节 制 闸 或 口 门 现 值 现 值 减 2% 控 制 1 减 2% 控 制 1 天 河 西 海 水 道 2239376-2 00% -0 75% 13391-1 96% -0 70% 西 南 华 东 海 水 道 2095356-2 11% 2 55% 12699-2 07% 2 15% 江 百 顷 荷 麻 溪 水 道 1108465-2 16% -0 23% 7028-1 88% -0 46% 主 莲 腰 荷 麻 溪 水 道 218460-2 27% 5 17% 1417-2 05% 4 09% 干 大 鳌 磨 刀 门 水 道 1093454-1 91% 2 10% 6832-1 61% 1 57% 道 竹 银 磨 刀 门 水 道 1598404-2 09% 3 23% 10647-1 68% 2 28% 小 榄 小 榄 水 道 372903-2 10% 0 59% 2337-1 75% 0 43% 霞 石 顺 德 水 道 921294-1 91% -2 62% 5880-1 70% 1 50% 北 三 善 右 顺 德 水 道 786329-1 92% -2 60% 5061-1 62% 1 58% 江 三 围 李 家 沙 水 道 157123-2 59% -2 10% 1069-2 06% 5 24% 主 板 沙 尾 李 家 沙 水 道 952371-2 05% -7 24% 6306-1 60% -4 30% 干 大 陇 窖 李 家 沙 水 道 1459600-2 10% -4 25% 9864-1 59% -2 24% 道 三 沙 口 沙 湾 水 道 520214-1 56% -2 36% 4044-0 96% 0 57% 五 斗 东 平 水 道 301287-2 04% -2 37% 1968-1 78% 1 73% 大 虎 虎 门 1045334-1 60% -2 21% 28876-0 21% 0 16% 南 沙 蕉 门 1272293-1 22% -2 06% 9966-0 80% -0 38% 冯 马 庙 洪 奇 门 609869-4 06% -7 04% 4607-2 60% -3 23% 口 横 门 横 门 845995-1 96% 0 32% 5835-1 29% 0 17% 门 灯 笼 山 磨 刀 门 1598241-2 09% 3 23% 11668-1 52% 1 95% 黄 金 鸡 啼 门 246436-2 11% 3 74% 2227-1 30% 1 80% 西 炮 台 虎 跳 门 233925-2 11% 4 36% 2037-1 42% 2 36% 官 冲 崖 门 172473-0 81% -49 54% 7707-0 10% -4 94% 实 测 年 均 输 沙 量 / ( 万 t a -1 ) 表 2 来 流 减 2% 输 沙 量 变 化 口 门 大 虎 南 沙 冯 马 庙 横 门 灯 笼 山 右 黄 金 西 炮 台 官 冲 合 计 ( 亿 t) 841 956 859 1332 2060 306 327 343 7020 现 值 /( 万 kg s -1 ) 12 8 42 6 19 4 26 1 59 9 6 5 5 5 3 9 来 流 减 2% 节 制 闸 控 制 变 化 值 /(kg s -1 ) -752-6865 -15485-10929 -28738-1824 -1297-92 变 化 率 -0 59% -1 61% -7 98% -4 19% -4 79% -2 82% -2 35% -0 24% 折 算 到 洪 季 / ( 万 t 0 5 年 -1 ) 占 实 测 输 沙 -5 9-53 4-120 4-85 0-223 5-14 2-10 1-0 7-510 -7 30% 年 变 化 率 -0 70% -5 58% -14 02% -6 38% -10 85% -4 63% -3 08% -0 21% 10 年 累 计 -58 5-533 8-1204 1-849 8-2234 7-141 8-100 9-7 2-5130 -7 30% 20 年 累 计 -117 0-1067 6-2408 3-1699 7-4469 4-283 6-201 7-14 3-10260 -7 30% 50 年 累 计 -292 5-2669 0-6020 7-4249 2-11173 4-709 0-504 3-35 8-25650 -7 30% 变 化 值 (kg/s) -2142-21356 -47441-14625 943 452 709-5336 变 化 率 -1 68% -5 01% -24 46% -5 61% 0 16% 0 70% 1 29% -13 79% 折 算 到 洪 季 / ( 万 t 0 5 年 -1 ) -16 7-166 1-368 9-113 7 7 3 3 5 5 5-41 5-690 -9 83% 年 变 化 率 -1 98% -17 37% -42 95% -8 54% 0 36% 1 15% 1 69% -12 10% 10 年 累 计 -166 6-1660 6-3689 0-1137 2 73 3 35 1 55 1-414 9-6900 -9 83% 20 年 累 计 -333 2-3321 2-7378 0-2274 5 146 7 70 3 110 3-829 8-13810 -9 83% 50 年 累 计 -833 0-8303 1-18445 1-5686 2 366 7 175 7 275 7-2074 5-34520 -9 83% 表 3 来 流 减 5% 洪 峰 流 量 输 沙 量 变 化 断 面 洪 峰 流 量 / 变 化 值 (m 3 s -1 ) 减 5% 闸 1 闸 2 闸 7 闸 5 闸 3 闸 4 闸 4 闸 6 闸 6 闸 6 天 河 13391-4 90% -3 64% -4 30% 6 45% -3 64% 27 19% -2 46% -1 29% -3 50% -3 53% -3 63% 西 南 华 12699-5 20% -0 94% -0 30% -12 31% -0 94% -34 66% -2 25% -3 53% -1 10% -1 06% -0 95% 江 百 顷 7028-4 74% -3 27% -2 92% 6 83% -3 27% 25 48% -2 22% -1 11% -3 14% -3 17% -3 26% 莲 腰 1417-5 01% 0 99% 10 09% 21 31% 0 99% 31 47% 2 12% 3 25% 1 13% 1 13% 1 06% 主 大 鳌 6832-3 98% -0 85% -2 91% 6 13% -0 85% 25 13% 0 09% 1 01% -0 73% -0 76% -0 83% 干 竹 银 10647-4 16% -0 23% 7 29% 16 66% -0 23% 24 88% 0 70% 1 63% -0 11% -0 14% -0 22% 小 榄 2337-4 66% -2 27% -1 71% 13 78% -2 27% 37 27% -0 90% 0 56% -2 01% -2 05% -2 23% 北 江 主 干 霞 石 5880-4 22% -1 05% -1 05% -1 73% -0 12% -1 68% -0 99% -0 90% -4 39% -3 71% -1 39% 三 善 右 5061-4 03% -0 87% -0 87% -0 95% -0 28% -0 63% -0 81% -0 71% -4 56% -3 81% -1 24% 三 围 1069-5 14% 2 06% 1 87% 15 25% 1 40% 23 29% 1 96% 2 53% 29 28% 23 48% 5 14% 板 沙 尾 6306-4 11% -6 64% -6 39% -52 93% -6 74% -46 57% -4 96% -3 04% -1 92% -2 95% -6 09% 大 陇 窖 9864-4 02% -4 59% -4 27% -24 29% -4 65% -55 96% -1 86% -5 21% -1 76% -2 38% -4 25% 三 沙 口 4044-2 40% -0 89% -0 84% -2 84% -1 26% -3 98% -0 84% -0 87% 18 79% 12 36% 3 17% 五 斗 1968-4 47% -0 97% -0 91% -2 49% -0 91% -3 15% -0 91% -0 86% 3 20% 2 24% -0 51% 大 虎 28876-0.51% -0.15% -0.14% -0.41% -0.02% -0.61% -0.14% -0.14% 2.65% 1.75% 0.43% 南 沙 9966-1.97% -1.55% -1.43% -5.71% -1.79% -12.23% -2.59% -3.63% -14.77% -11.38% -3.93% 冯 马 庙 4607-6.56% -7.12% -6.56% -33.99% -7.21% -110.53% -18.43% -24.90% -5.60% -5.90% -7.08% 口 灯 笼 山 11668-3.80% -0.33% 6.57% 14.89% -0.32% 49.37% 0.47% 1.29% -0.22% -0.25% -0.32% 门 横 门 5835-3.44% -1.80% -1.44% 11.12% -1.82% 22.26% 4.49% 8.47% -1.61% -1.65% -1.78% 黄 金 2227-3.14% -0.13% -27.30% -24.61% -0.13% 20.25% 0.54% 1.30% -0.04% -0.09% -0.13% 西 炮 台 2037-3.58% 0.20% -1.72% 5.99% 0.20% 22.53% 1.03% 1.91% 0.29% 0.29% 0.20% 官 冲 7707-0.23% -5.07% -5.01% -4.54% -5.07% -3.78% -5.03% -4.98% -5.07% -5.07% -5.07% 八 大 口 门 总 输 沙 量 变 化 值 占 实 测 输 沙 -17 87% -9 83% 0 5% 21 01% -9 90% 89 66% -7 79% -5 38% -16 75% -14 81% -11 13% 20
维 持 主 干 河 道 动 力 是 必 须 的 ; 每 一 条 主 要 支 汊 也 承 担 着 重 要 的 泄 洪 输 沙 任 务, 对 调 控 河 网 河 口 动 力 平 衡 维 持 河 网 稳 定 与 泄 洪 输 沙 功 能 是 非 常 重 要 不 可 缺 少 的 ; 尤 其 应 注 意 的 是, 横 向 支 汊 具 有 连 通 河 网 各 水 系 调 配 各 口 门 洪 水 压 力 缓 解 径 潮 顶 托 维 持 河 网 稳 定 等 重 要 作 用, 不 可 误 认 为 可 有 可 无, 随 意 堵 塞 即 河 网 结 构 与 动 力 条 件 是 支 撑 河 口 泄 洪 输 沙 体 系 的 最 基 本 要 素, 需 要 科 学 认 识 与 维 护, 不 可 任 意 破 坏 3 2 东 江 三 角 洲 河 网 计 算 得 到 4 个 出 口 控 制 站 大 盛 麻 涌 漳 澎 泗 盛 围 的 现 值 各 落 潮 输 沙 量 分 别 占 4 站 总 落 潮 输 沙 量 的 22 63% 4 96% 22 86% 45 86%, 现 值 各 涨 潮 输 沙 量 分 别 占 4 站 总 涨 潮 输 沙 量 的 22 63% 4 96% 24 63% 49 55%; 其 中, 东 江 南 支 流 泗 盛 围 输 沙 量 占 了 近 一 半, 而 东 江 南 支 流 最 接 近 虎 门, 潮 流 作 用 最 强 可 见, 潮 流 输 沙 对 东 江 三 角 洲 很 重 要 计 算 表 明, 要 维 持 北 干 流 的 泄 洪 输 沙 动 力, 上 溯 潮 量 减 2%, 支 流 可 不 建 闸 调 控 ; 当 上 溯 潮 量 减 5% 时, 至 少 有 一 条 支 流 需 建 闸 调 控, 设 闸 支 流 输 沙 动 力 降 低 明 显 ; 当 上 溯 潮 量 减 15% 时, 至 少 有 2~3 条 支 流 需 建 闸 调 控, 南 支 流 淡 水 河 等 主 要 支 流 建 闸 影 响 会 大 太 同 样, 主 要 支 汊 对 调 控 三 角 洲 河 网 动 力 平 衡 作 用 是 十 分 明 显 的 3 3 总 体 认 识 从 流 域 角 度 来 认 识, 珠 江 三 角 洲 河 网 是 流 域 干 流 特 殊 形 态 的 入 海 河 段, 具 有 多 河 汇 流 复 杂 网 河 状 与 多 口 门 分 流 等 显 著 特 点, 是 在 海 退 过 程 中, 由 流 域 多 河 汇 聚 径 量 流 大 及 河 口 潮 流 较 强 河 海 动 力 强 烈 顶 托 作 用, 由 地 形 分 割 成 网 状 该 河 段 承 泄 流 域 大 部 分 洪 水 泥 沙, 连 通 外 海, 防 洪 地 位 举 足 轻 重, 河 网 每 一 条 水 道 都 是 径 流 干 道 入 海 河 段 分 汊 形 成 ( 或 是 重 要 泄 洪 通 道 ), 是 干 流 不 可 分 割 的 一 部 分, 在 流 域 ( 河 口 ) 泄 洪 输 沙 方 面 发 挥 着 重 要 作 用, 对 维 持 河 口 三 角 洲 泄 洪 输 沙 功 能 河 网 体 系 稳 定 十 分 重 要, 任 何 一 条 主 要 水 道 出 问 题 都 有 可 能 引 起 河 网 河 口 发 生 调 整 变 化 若 将 珠 江 几 大 水 系 ( 指 西 江 北 江 东 江 等 ) 看 作 流 域 的 一 个 完 整 的 泄 洪 输 沙 体 系, 则 珠 江 三 角 洲 便 是 联 系 各 大 水 系 汇 聚 各 路 洪 水 沟 通 河 海 的 最 重 要 河 段, 起 着 承 上 启 下 沟 通 枢 纽 作 用 从 口 门 分 泄 洪 水 看, 西 江 是 珠 江 流 域 的 主 干 流, 洪 水 量 大, 在 三 角 洲 经 思 贤 窖 第 一 次 分 流, 经 天 河 南 华 第 二 次 分 流, 经 容 桂 水 道 等 第 三 次 分 流, 经 下 横 沥 等 第 四 次 分 流, 最 后 分 泄 八 大 口 门 出 海 ; 其 中, 磨 刀 门 是 西 江 第 一 泄 洪 主 通 道 ( 鸡 啼 门 虎 跳 门 崖 门 是 重 要 分 泄 口 门 ), 横 门 是 西 江 第 二 泄 洪 主 通 道 ( 洪 奇 门 蕉 门 是 重 要 分 泄 口 门 ), 虎 门 承 担 经 思 贤 蟯 分 泄 的 与 北 江 混 合 洪 水 洪 奇 门 蕉 门 与 虎 门 ( 部 分 ) 是 北 江 的 泄 洪 主 通 道, 虎 门 除 接 纳 沙 湾 水 道 与 东 平 水 道 下 泄 洪 水 外, 同 时 承 泄 东 江 全 部 洪 水, 在 西 江 洪 水 较 小 北 江 洪 水 较 大 时, 横 门 磨 刀 门 等 也 会 分 担 北 江 洪 水 事 实 上, 虎 门 并 不 是 北 江 东 江 的 第 一 道 出 海 口 门, 北 江 真 正 的 主 要 出 海 口 门 应 是 洪 奇 门 蕉 门 三 沙 口 ( 沙 湾 水 道 出 口 ) 和 黄 埔 ( 东 平 水 道 出 口 ), 水 流 经 三 沙 口 与 黄 埔 汇 入 狮 子 洋 经 虎 门 出 海 ; 东 江 的 真 正 出 海 口 门 是 大 盛 ( 北 干 流 ) 麻 涌 ( 麻 涌 河 ) 漳 澎 ( 淡 水 河 ) 泗 盛 围 ( 南 支 流 ); 狮 子 洋 是 北 江 与 东 江 水 流 汇 合 水 域, 已 属 河 口 湾 可 见, 在 珠 江 八 大 口 门 中, 有 8 个 口 门 分 担 西 江 洪 水, 至 少 3 个 口 门 分 担 北 江 洪 水,1 个 口 门 分 担 东 江 洪 水, 但 各 口 门 之 间 及 与 河 网 之 间 水 体 是 相 互 贯 通 融 为 一 体 不 可 分 割 的, 任 何 一 个 口 门 都 承 担 着 重 要 的 泄 洪 输 沙 任 务, 虎 门 与 崖 门 同 时 又 是 重 要 纳 潮 通 道, 西 江 洪 水 对 八 大 口 门 格 局 起 了 决 定 性 作 用 多 口 门 入 海 体 系 是 珠 江 河 口 长 期 发 展 与 动 力 平 衡 的 结 果, 维 护 八 大 口 门 的 泄 洪 输 沙 功 能, 维 持 狮 子 洋 伶 仃 洋 ( 虎 门 ) 银 洲 湖 黄 茅 海 河 口 湾 水 域 ( 崖 门 ) 的 潮 流 动 力, 是 顺 应 珠 江 河 口 的 自 然 特 性, 这 对 维 护 三 角 洲 河 网 稳 定 水 系 连 通 及 流 域 防 洪 安 全 特 别 重 要 4 研 究 结 论 本 文 通 过 数 值 模 拟 计 算 与 经 验 估 算, 初 步 研 究 得 出 : 珠 江 三 角 洲 河 网 每 一 条 主 要 汊 道 都 是 流 域 干 流 入 海 河 段 不 可 分 割 的 重 要 组 成 部 分, 分 担 着 流 域 ( 河 口 ) 重 要 的 泄 洪 输 沙 任 务, 对 维 持 河 网 河 口 稳 定 与 调 配 河 口 动 力 平 衡 非 常 重 要, 不 可 缺 少 维 持 河 网 格 局 与 动 力 条 件 是 河 口 泄 洪 输 沙 体 系 可 持 续 的 最 基 本 条 件, 至 关 重 要 通 过 分 析 认 识, 基 于 流 域 干 流 河 道 的 完 整 性 ( 从 源 头 至 入 海 口 门 ) 与 多 汊 道 多 口 门 入 海 的 独 特 性, 及 三 角 洲 河 网 体 系 的 整 体 性 在 干 流 中 的 重 要 地 位, 从 维 护 流 域 防 洪 安 全 河 口 畅 通 稳 定 与 尊 重 河 流 自 然 特 性 的 角 度 考 虑, 不 仅 仅 是 河 网 的 主 干 河 道, 包 括 主 要 分 支, 流 域 层 面 的 监 管 是 不 可 缺 失 和 迫 切 的, 这 里 建 议 将 河 网 主 要 汊 道 也 纳 入 流 域 层 面 防 洪 监 管 体 系, 将 整 个 河 网 作 为 一 个 完 整 的 入 海 河 段 与 防 洪 重 点 河 段 加 强 系 统 管 理 珠 江 流 域 雨 水 丰 沛, 洪 水 量 大, 河 口 复 杂, 洪 潮 涝 灾 害 频 发, 加 强 流 域 管 理, 促 进 河 流 河 口 良 性 发 展, 社 会 意 义 重 大 参 考 文 献 : [1] 水 利 部 珠 江 水 利 委 员 会 珠 江 志 [M] 广 州 : 广 东 科 技 出 版 社, 1991 [2] 水 利 部 珠 江 水 利 委 员 会 珠 江 志 [M] 广 州 : 广 东 科 技 出 版 社, 2009 [3] 王 静 新 东 江 三 角 洲 河 床 演 变 研 究 [D] 广 州 : 中 山 大 学,2004 [4] 张 蔚 珠 江 河 网 分 流 此 之 研 究 [J] 广 东 水 利 水 电,2004(2) [5] 张 灵, 王 兆 礼, 陈 晓 宏 西 北 江 网 河 区 顶 端 分 流 此 变 化 特 征 研 究 [J] 水 文,2010(6) [6] 李 春 初 中 国 南 方 河 口 过 程 与 演 变 规 律 [M] 北 京 : 科 学 出 版 社,2004 [7] 吴 超 羽, 包 芸, 任 杰, 等 珠 江 三 角 洲 及 河 网 形 成 演 变 的 数 值 模 拟 和 地 貌 动 力 学 分 析 : 距 今 6000 2500a[J] 海 洋 学 报,2006 (4) [8] 刘 俊 勇 珠 江 三 角 洲 大 型 节 制 闸 对 河 网 水 动 力 调 控 作 用 研 究 [J] 人 民 珠 江,2014(2) ( 责 任 编 辑 : 程 茜 ) 21