[科普中國]-攔門沙

黃河口地區(qū)河床主要處于一個堆積的環(huán)境，當河流來沙不能全部輸送至深海，則在河口地區(qū)發(fā)生沉積。從縱剖面上看，一般都存在著突出于上下游河段河底連線之上的成型堆積體，其中淤積部位處于河口段與口外濱海段的交接地區(qū)，亦即口門附近，稱之為攔門沙。攔門沙形成之后，侵蝕基面抬高，對河口泄水排沙不利，導致水位壅高，泥沙沉積，產(chǎn)生溯源淤積，對尾閭河道具有負面的反饋影響。

形成因素從縱剖面上看，一般都存在著突出于上下游河段河底連線之上的成型堆積體，其中淤積部位處于河口段與口外濱海段的交接地區(qū)，亦即口門附近，稱之為攔門沙。攔門沙形成之后，侵蝕基面抬高，對河口泄水排沙不利，導致水位壅高，泥沙沉積，產(chǎn)生溯源淤積，對尾閭河道具有負面的反饋影響。

塑造因素徑流和潮流塑造河口攔門沙的動力因素很復雜，有徑流、潮流、鹽水與淡水混合、沿岸流和風浪等，其中徑流和潮流是主導因素。在徑流作用較強的河口，如長江口，徑流下泄至口門附近，脫離河岸的約束，水流擴散，流速驟減，流域的大量來沙在口門附近堆積，形成了攔門沙的基干，它的沉積明顯地呈現(xiàn)沙和泥的交互成層構造。

在潮流作用較強的河口，如錢塘江口，潮流進入河口之后，因潮波劇烈變形，漲潮時帶入河口的沙量，大于落潮時帶出的沙量，使從海域來的流沙，在口門以內(nèi)堆積，形成攔門沙，稱為沙坎。由于這種攔門沙的物質(zhì)以潮流帶來的為主，其沉積結構反映出以細顆粒物質(zhì)為主要成分的特點。

鹽水與淡水混合鹽水和淡水的混合，對攔門沙的形成、發(fā)育和構造有重要的影響。當河口由于鹽水和淡水混合不均勻的緣故而高度成層或為部分混合型時，絮凝物質(zhì)大部分在滯流點附近落淤，常在航道上形成妨礙航行的淺段。密西西比河口經(jīng)過疏浚的西南水道，因洪水期的滯流點位于口門附近，導致該地嚴重淤積，有時在兩星期內(nèi)平均淤淺2米，淤積最嚴重的地方曾厚達9米。滯流點隨著徑流和潮流的強弱變化而有所進退，當它處于攔門沙的位置時，將使攔門沙航道的淤積加厚。

長江河口航道攔門沙的形態(tài)演變特征長江河口航道攔門沙對長江航運、泄洪以及上海港的建設具有重大的影響。通過近百年來歷史資料和最新圖件中北支、北港、北槽和南槽攔門沙河段的主泓剖面與平面圖，分析近百年來4 個入海航槽攔門沙的形態(tài)演變特征。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：近100 年來，北支攔門沙由口外向口內(nèi)逐漸移動并演變?yōu)榭趦?nèi)巨型沙坎；北港攔門沙灘頂向下游移動了近30 km，2001 年后北港攔門沙河段開始有心灘發(fā)育；北槽攔門沙有兩個明顯的灘頂，但至2010 年這一顯著特征消失；南槽攔門沙灘頂呈雙峰型—多峰型—單峰型變化趨勢，且灘頂向下游移動了約14 km。顯然，除了北支攔門沙演變與崇明島大規(guī)模圍墾、北槽攔門沙演變與深水航道直接相關外，北港、南槽攔門沙演變特征主要與長江深水航道整治工程、橫沙東灘圈圍以及青草沙水庫等大型工程影響有關。

研究海岸帶的關鍵問題是海陸相互作用，海陸相互作用的關鍵點是河口，而攔門沙是河口海陸相互作用的動力平衡帶。攔門沙是世界上許多河流普遍存在的地貌現(xiàn)象和沉積體，其在縱剖面上具有局部隆起的特點。就大多數(shù)河口而言，攔門沙的塑造主要取決于漲落潮流強度的對比，這種對比決定著攔門沙的位置。陳吉余等指出均勻展寬，河水相對強勁的河口，如廣利河口1，攔門沙灘頂?shù)奈恢靡话阍诳陂T之外；在流域來沙不大，而濱海地帶有豐富物質(zhì)來源的漏斗狀的河口，其攔門沙灘頂位置在口門之內(nèi)，特稱為河口沙坎，如錢塘江河口、英國的泰晤士河口(Thames Estuary)和步里斯托海灣(Bristol Channal)、法國西南的加龍(Gironde Estuary) 河口內(nèi)均發(fā)育有沙坎；有些河口的江流、潮流都有一定的強度，攔門沙的灘頂便出現(xiàn)在口門附近，如黃河、長江、密西西比河。此外，攔門沙還以河口心灘、砂壩以及某些橫亙河口的沙嘴的形態(tài)存在于各入海河口。

長江河口攔門沙處水深變淺給河流水運和海運事業(yè)的發(fā)展以及通海航槽建設帶來了極大的影響，因此成為眾多學者關注的焦點。陳吉余等曾著文分析了北港攔門沙灘頂水深的變化；沈金山等從泥沙來源、銅沙淺灘的季節(jié)性變化方面分析了南槽攔門沙的成因；黃衛(wèi)凱等應用經(jīng)驗特征函數(shù)(EOF) 模型描述了長江口南槽與北槽的變化；程和琴[13]指出，北支河道潮流優(yōu)勢轉型后，會潮點與淤積帶擺蕩頻繁，北支河道整體處于淤積的趨勢；劉杰從河床橫縱斷面的沖淤變化，鄭宗生等利用地理信息系統(tǒng)建立不同時期的長江口水下數(shù)字高程模型、竇希萍運用全沙模型分析了深水航道整治工程對北槽航道攔門沙的影響。在這些研究成果的基礎上，本文收集歷史資料和最新圖件，利用地理信息系統(tǒng)工具

北支攔門沙北支為漏斗狀的河口，沿程連續(xù)分布有明顯的隆起部分(圖1)，其位置位于口內(nèi)者，稱沙坎，位于口門或附近者，稱攔門沙。程和琴等指出北支整個河段為最大渾濁帶，因此北支整個河段均可以視為攔門沙河段。1915 年，北支攔門沙灘頂位置在顧園沙附近，灘頂水深為4.2 m (圖1，表1)。口內(nèi)大新港—三和港之間發(fā)育有兩個沙坎，長達15 km，其最淺點水深在4~6m之間。至1959 年，攔門沙灘頂向上游遷移至吳滄港與中戤滧港間，灘頂水深為6.0 m。口內(nèi)沙坎擴大，其范圍在大新港至頭興港之間，長約30 km，最淺點分布在青龍港至頭興港之間，水深4 m以淺。1984年，攔門沙灘頂繼續(xù)向上游移動，遷移至三條港附近，演變?yōu)榫扌蜕晨?，最淺點水深在2~4 m 之間。1984-2006 年，北支整體處于淤積趨勢，沙坎最淺點在青龍港至三條港間，水深在2 m以淺。百年來，北支攔門沙由口外向口內(nèi)逐漸移動并演變?yōu)榭趦?nèi)巨型沙坎，且沙坎規(guī)模巨大，呈大鋸齒狀，幾乎遍布在整個北支河道，這是北支河道有別于北港、南、北槽的最顯著的特征。

北港攔門沙1916-1931 年，北港的攔門沙灘頂在122.01oE，10m 灘長為42.9 km ( 圖2，表2)。1958 年，攔門沙灘頂較1916-1931 年向下游移動了約17 km，10 m灘長縮減至36.3 km。1958-1996 年，攔門沙灘頂位置基本保持不變，但灘長增至44.1 km。1996-2009 年間，攔門沙灘頂位置下移了約11 km。1916-2009 年間，灘頂水深基本維持在5~6 m，水深變化不大?？傮w上，百年來北港攔門沙灘頂向下游移動了近30 km。

北槽攔門沙鑒于南北槽是于1954 年大水后分流而形成[20]，故北槽攔門沙的演變始于1954 年后。1958-1996 年，北槽均有兩個明顯的攔門沙灘頂，呈雙峰型(圖3，表3)。1958 年，北槽上游攔門沙灘頂水深為5.6 m，下游攔門沙灘頂水深為7.3 m，10 m灘長為56.9 km；1982 年，兩個攔門沙灘頂均向上游移動，且上游攔門沙灘頂沖刷至6.1 m,下游攔門沙灘頂淤淺至6.2 m，10 m 灘長增至63.1km；1996 年，兩個攔門沙灘頂改向下游移動，上游攔門沙灘頂水深淤淺至5.2 m，下游攔門沙灘頂水深沖刷至7.3 m。1996-2010 年間，攔門沙形態(tài)發(fā)生巨變，北槽上段沖刷中段淤積，至2001 年銜接北槽上下段的-10 m深槽消失，北槽攔門沙兩個明顯的灘頂消失，且灘頂水深沖刷至7.5 m，水深條件良好，10 m 灘長減至48.2 km，為歷年最小。

南槽攔門沙1916-1931 年，南槽有兩個攔門沙灘頂，呈雙峰型，上游灘頂水深為6.1 m，下游灘頂水深為7 m，10 m灘長為66.9 km (圖4，表4)。到1958 年，在南槽121.87o~121.89oE之間出現(xiàn)一個10 m深槽，使得南槽增加一個攔門沙灘頂，呈多峰型，灘頂水深自上而下分別是7.5 m，6.7m，6.9 m，10 m灘長為66.5 km。1958-1996 年間，南槽整體處于淤積趨勢，灘頂水深變淺，灘頂減少至1 個，10 m灘長增加了8.4 km。到2010 年，南槽維持一個明顯攔門沙灘頂?shù)男螒B(tài)，但灘頂向下游移動約28 km，灘頂水深為5.1 m?？傮w上，南槽的攔門沙灘頂呈雙峰型—多峰型—單峰型變化趨勢。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王強 - 副教授 - 西南大學