长江下游三沙(福姜沙、通州沙、白茆沙)水道

长江下游三沙(福姜沙、通州沙、白茆沙)水道演变分析及深水航道整治设想夏云峰1，曹民雄2，陈雄波 2（1.河海大学 2.南京水利科学研究院）摘要：长江下游三沙(福姜沙、通州沙、白茆沙)水道是长江口以上重要的碍航浅段，随着长江口深水航道治理工程的实施，有效地发挥长江黄金水道的效益，对三沙水道的治理势在必行。

本文结合水流泥沙运动特性，探讨三沙水道河床演变的主要影响因素以及对航道的影响，并提出三沙水道海轮深水航道整治初步设想。

关键词：演变分析；航道整治；福姜沙水道；通州沙水道；白茆沙水道作者简介：夏云峰(1965-)，男，河海大学博士生。

1 自然条件长江自江阴鹅鼻咀而下，河道展宽，江中沙洲、暗滩交替分布，水流弯曲、分汊，最终由几个入海通道注入东海。

三沙水道所在江阴至浏河口河段全长约128km，属长江河口段(见图1)［１］。

图1 三沙河段示意图Fig.1 The conventional topographic map of the three sand shoals waterco urse during the years of 1994～1996 (Wusong altitude system) 长江口为中等强度的潮汐河口，潮汐为非正规半日浅海潮，每日两涨两落，且有日潮不等现象。

受径流和潮流双重作用，本河段水流一般为往复流，且落潮占优。

潮流性质属非正规半日浅海潮流，边滩先涨先落特性明显，潮流强度自下而上逐渐减弱。

白茆沙河段，北水道落潮为优势流，落潮流大于涨潮流，平均流速V涨/V0.75左右；南水道在中枯水时，涨潮流大于落潮流，平均流速V涨/V落＝落＝1.5左右。

大洪水情况下南水道表现为落潮流大于涨潮流V涨/V落＝0.8左右。

徐六泾河段实测资料表明，涨落潮流速相差不大。

徐六泾节点以上，南通河段长江主流走通州沙东水道，落潮流速大于涨潮流速，通州沙西水道为支汊，分流比小于5%，涨落潮流速相当，福山水道为潮流维持的潮汐通道。

福姜沙河段，一般洪季为单向流，枯季为双向流。

平均落潮流速V落=0.5～1.2m/s，平均涨潮流速V涨＝0.0～0.6m/s。

长江口多年平均输沙总量为4.86亿t，多年平均含沙量为0.544kg/m3，多年平均洪季含沙量为1.00kg/m3，多年平均枯季含沙量为0.10kg/m3。

本河段床沙粒径分布不均匀，福姜沙水道河床质中值粒径d５０≈0.175mm，通州沙水道、白茆沙水道d50＝0.13～0.25mm，通州沙、狼山沙、白茆沙滩面以及南岸边滩上床沙较细d50＝0.1mm左右。

悬移质中值粒径范围为0.0024～0.25mm。

2 三沙水道河床演变及其对海轮航道的影响2.1 福姜沙水道福姜沙河段为潮流界末端，径流作用强潮流作用弱，具有河流段特性。

本河段分汊前展宽过渡段，南岸有黄山、肖山和长山沿岸控制，长江主流由傍南岸深槽逐渐向北汊过渡，多年来河岸稳定，深槽变化较小，90年代以来，北岸依附近边滩发育，深槽有所南偏、刷深。

福姜沙南汊自70年代开始人工维护河弯以来，逐渐形成人工强制性弯道，弯曲率约为1.5。

福南水道出口和北汊汇流角几乎成直角，致使福南水道下口涨落潮流路不畅。

福姜沙头上提下挫，总的表现为向上淤涨，1990年至1996年-5m线上涨450m左右。

近年来，沙嘴南压使南汊进口河槽有所缩窄(见图2)，福南水道多年来实测分流分沙比自1983年以来呈减少趋势(见图3)。

可见，由于福南水道进、出口水流条件变差，弯内码头水上建筑物增多，分流比减少，多年来，河床一直处于缓慢淤积状态。

而福南水道现为海轮航道，航槽宽仅为180m，弯内码头林立，不利于船舶航行操纵，随着海轮深水航道标准提高，不能满足海轮进江航行要求，更不利于深水航道的维护［２］。

福姜沙北汊，顺直宽浅，宽深比(B/H=4～6)较大，上游边滩常以暗沙形式下移，下游双涧沙沙头淤涨，使得北汊河床呈主副槽复式型，河床冲淤变化频繁，沿北岸的福北水道下连如皋中汊，如皋中汊分流比趋于稳定(见图3)。

如皋中汊窄长，又有进、出口浅段，河床尚欠稳定。

福姜沙北汊主水道福中水道，分流比占北汊总流量60%左右，现为江轮航道，历史上曾是很好的水道，近年来受双涧沙嘴淤涨南偏的影响，-10m深槽淤断，形成上、下深槽过渡浅滩，双涧沙头部存在涨落潮不一致越滩横向流，造成双涧沙头及航槽不稳定，水深及航宽不足。

图2 1990～1997年福姜沙水道-10m线历年变化Fig.2 The line of 10 meter under the sea horizontal of Fujiangsand shoalduring the years of 1990～19972.2 通洲沙水道通洲沙河段，多汊并存，其上游浏海沙水道已形成基本稳定的微弯河势，使得通洲沙东水道得以稳定发展，分流分沙比逐年增大，目前已占长江总量95%以上。

自从1965年开放海轮进江以来，长江主流走通洲沙东水道及狼山沙西水道，随着狼山沙冲刷下移，狼山沙东水道逐渐发育，80年代开始长江主流改走狼山沙东水道下泄，相应海轮航道在1980年以前走狼山沙西水道，随着狼山沙西水道萎缩，目前，江海轮共用通洲沙东水道及狼山沙东水道。

狼山沙东水道发育同时新开沙逐渐淤涨，近年来，狼山沙沙头有所冲刷后退，见图4。

狼山沙头附近长江主槽有所展宽淤浅，狼山沙沙体左侧不断冲刷后退，引起航道上、下深槽过渡浅滩不断淤变，航槽位臵随之变动，将成为海轮进江航道的碍航浅段。

图3 福姜沙南汊、如皋中汊分流比历年变化Fig.3 The variability of the percentage of discharge and sand via Fujiang sand southern bypass and Rugao sand shoal middle bypass during the years图4 1970～1997年通洲沙水道-10m线历年变化Fig.4 The line of 10 meter under the sea horizontal of Tongzhousand shoal duringthe years of 1970～19972.3 白茆沙水道白茆沙水道演变往往表现为周期性主流摆动，南北两水道交替发育。

80年代，北水道充分发展，-10m深槽逐渐下移，到1990年初和南水道下深槽贯通。

而南水道上深槽80年代末至90年代，逐步向下发展，到1992年白茆沙南北水道-10m深槽全线贯通，形成了良好的双航道。

此后，北水道下段有所淤浅、扭曲，而南水道进口段进一步冲刷发展，总的形势来看，白茆沙心滩由于河道展宽水体挟沙能力降低而形成，受涨落潮动力作用发展和崩退。

历史上，该心滩经历了形成、发展、崩退到再形成和再发展的周期性演变过程。

1954年特大洪水造成心滩冲失，1965年新一代白茆沙心滩出现雏形，其后进一步发展，70年代末期到80年代初期，心滩受冲分离，形成多汊分流，80年代末期，白茆沙逐渐发育成较完整的心滩，并进一步淤积。

从白茆沙成型以来，沙头冲刷逐渐后退，近期沙体出现-5m线以下串沟。

从发展趋势来看，沙头受冲后退继续存在，大洪水将加快串沟的发展，使得沙体分离，白茆沙的不稳定因素仍然存在。

白茆河口以上沿岸白茆小沙沙头冲刷下移趋势仍将继续，如果白茆小沙遭切滩形成新的南水道进口，影响南水道进口航槽稳定。

白茆沙水道主流摆动频繁，航槽很不稳定，历史上曾多次调标改槽。

自从1965年开辟为海轮进江航道以来，曾交替使用过南、中和北水道，以南水道为主。

1977至1979年期间，因南水道进口段为徐六泾边滩下移淤塞，曾两次开放北水道为海轮航道，终因北水道很快淤浅，航行条件恶化而别辟新南槽。

80年代晚期到90年代初期，北水道充分发育，1992年也曾开放北水道为海轮航道，因北水道下段出口很快淤浅，致使海轮航道于1996年回到南水道。

可见，北水道冲淤变化频繁，航道维持时间短，南水道由于白茆河口以下深槽稳定少变，形成了海轮主要航槽的基础，近年来，南水道进口航槽不断冲刷展宽，大、中水条件下涨落潮分流量均大于北水道，上、下深槽贯通情况良好。

茆沙南北水道水深条件较好，见图5。

图5 1986～1997年白茆沙水道-10m线历年变化Fig.5 The line of 10 meter under the sea horizontal of Baimao sandshoal during the years of 1990～19973 河床演变主要影响因素(1)上游河势及来水来沙条件，特别是大洪水的影响，往往会引起河床较大的变化。

1954年大洪水造成白茆沙心滩冲失，引起下游河床较大动乱。

(2)边界条件。

河道展宽，滩槽的变动，影响主流的走势和航槽稳定，经多年人工护岸和天然节点控制，本河段大河势和河岸趋于相对稳定，这为本河段航道治理工程奠定了必要的前提条件。

(3)本河段汊道众多，汊道的分流、分沙比，影响每个分汊河道的兴衰。

(4)涨落潮动力条件的变化，特别是涨落潮流路不一致，影响该水道的发育。

(5)外部条件的影响，如1978～1984年长江北支的水沙倒灌，在白茆沙北水道长江北支口门附近形成舌状淤积体，明显影响白茆沙河段的冲淤变化。

4 三沙水道海轮深水航道整治设想长江口深水航道治理工程的实施，要使通过长江口5万吨级海轮继续上行，长江下游海轮航道维护标准不能满足要求，提高航道尺度和长江口相一致，三沙水道治理势在必行。

分析三沙水道的河床演变，以及其对航道的影响，针对三沙水道的具体河段河床演变的特点，选择适宜的通航汊道作为海轮深水航道，抓住主要矛盾，适当束窄河宽，以固滩导流为主，顺应河势，稳定航槽，结合疏浚打捞工程［3］。

(1)分析表明福姜沙南水道和福北水道的自然水道条件，目前尚不具备作为深水海轮航道开发的条件，福南水道内有张家港等大中型码头群，维持其通畅，尽可能减少淤积是必要的。

希望有关部门密切注意福南水道内及其进口附近阻水建筑物的修建，确保航道正常使用。

深水海轮航道以选择福中水道为宜。

根据福中水道的碍航成因，以稳定双涧沙咀为关键，利用鱼骨坝固滩导流，控制福北水道进入如皋中汊的分流量，同时在北汊进口段北岸布臵丁坝适当缩窄北汊河宽，稳定上游边滩，刷深上下深槽过渡浅滩，以达到整治目的。

(2)通洲沙浅滩目前航道维护水深为8.5m，实际水深10m深槽贯通，整治工程的关键在于维护狼山沙左缘的稳定，防止狼山沙东水道进一步弯曲，控制通州沙水道走向，配合适量疏浚，可达到设计航深的要求。

(3)白茆沙河段浅滩整治关键在于稳定沙体，控制白茆沙沙头和白茆河口上游沿岸白茆小沙下移，利用鱼骨坝固滩导流，以利形成较稳定的分汊河道，确保南水道进口顺畅，以其作为海轮深水航道。