錢塘江河口治理與河口健康

潘存鴻，史英標(biāo)，尤愛菊

（浙江省水利河口研究院，310020，杭州）

潮汐河口一般指潮區(qū)界以下河段，是入海河流的末端。盡管潮汐河口是河流的一部分，但潮汐河口深受來自海洋的動力（潮流、波浪等）、物質(zhì)通量（泥沙、鹽水、污染物等）和海洋生物的影響，在河流（口）健康方面與無潮河流存在一定的差異。本文根據(jù)健康河流的自然屬性和社會屬性，探討了流域建庫和治江縮窄對錢塘江河口健康的影響。

一、錢塘江河口概況及治理概述

1.錢塘江河口概況

錢塘江流域面積 55558 km2，全長668 km，其中富春江電站以下為感潮河段，即錢塘江河口，長 282 km。根據(jù)各段水動力條件和河床演變特性的差異，將錢塘江河口分為三段：富春江電站至聞家堰為近口段，長75 km，以徑流作用為主，河床基本穩(wěn)定；聞家堰至澉浦為河口段，長122km，受徑流與潮流共同作用，河床沖淤劇烈；澉浦以下口外海濱段，習(xí)稱杭州灣，長85 km，以潮流作用為主，河床相對穩(wěn)定。

錢塘江（富春江電站）多年平均徑流量952 m3/s，年際分布不均，最大與最小年徑流量之比為4.15。徑流量年內(nèi)分配呈單峰型，3—6月 （或4—7月）為豐水期，徑流量占全年的70%左右。

錢塘江河口為典型的強(qiáng)潮河口，澉浦站多年平均潮差達(dá)5.57 m，歷史最大潮差9.0m。由于錢塘江河口在平面上成喇叭形，縱向上存在長達(dá)130 km的沙坎，潮波淺水變形顯著，在澉浦上游尖山河段形成舉世聞名的涌潮。潮頭高度最大達(dá)3m以上，涌潮傳播速度4～7m/s，實測最大測點(diǎn)流速為12m/s，實測最大涌潮壓力70 kPa。

錢塘江流域來沙很少，多年平均含沙量0.25kg/m3。錢塘江河口泥沙主要來自海域。據(jù)分析，澉浦?jǐn)嗝嬉粋€潮的輸沙量與流域來沙一年輸沙量相當(dāng)。

錢塘江河口潮強(qiáng)流急，江道寬淺，海域來沙豐富，泥沙易沖易淤，因而河床沖淤變化劇烈、主槽擺動頻繁，是典型的游蕩性河道。

2.錢塘江河口治理概述

新中國成立后，錢塘江流域陸續(xù)興建了大中型水庫55座，小型水庫2000余座，總庫容283億m3，其中1960年建成的新安江水庫庫容最大，達(dá) 178.6 億 m3。

20世紀(jì)60年代初，通過系統(tǒng)的分析研究，認(rèn)識到錢塘江河口由于山、潮水比值小，外海來沙豐富，潮汐動力太強(qiáng)，從理論上論證了縮窄江道，減少進(jìn)潮量，增大山、潮水比值的治理原則，這一原則成為以后治理規(guī)劃的指導(dǎo)思想。通過充分論證，采用“全線縮窄”的治江方案治理河口段，治江縮窄過程中按照“治江結(jié)合圍涂，圍涂服從治江”的方針，并逐漸總結(jié)出“以圍代壩”“乘淤圍涂”“自上而下，逐步實施”等治理經(jīng)驗。錢塘江河口自20世紀(jì)60年代中期實施大規(guī)模治江縮窄以來，至2008年年末累計圍涂167萬畝（11.13萬 hm2）土地，其中澉浦以上累計圍涂 125萬畝（8.33萬 hm2），澉浦以下累計圍涂42萬畝（2.80萬hm2）。

二、流域建庫和治江縮窄對錢塘江河口健康的影響

現(xiàn)代河流，絕大多數(shù)與人類發(fā)生或多或少的聯(lián)系，因此，純自然系統(tǒng)的河流幾乎不存在。換言之，河流系統(tǒng)不僅具有自然屬性，而且還具有社會屬性，即人—河關(guān)系。從這一意義上說，河流健康有兩重含義：既有自然意義上的河流健康，即河流自身的健康；也有經(jīng)濟(jì)社會意義上的河流健康，即人—河關(guān)系的健康。

河流系統(tǒng)自然屬性主要體現(xiàn)在河流的生態(tài)系統(tǒng)，河流生態(tài)系統(tǒng)主要由生物群落和無機(jī)環(huán)境兩大部分組成，無機(jī)環(huán)境主要包括河流物理形態(tài)、水文、水質(zhì)、河岸帶要素。這類要素相互依存、相互作用、相互影響，組成完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。

河流的社會屬性反映河流與人類社會的聯(lián)系，主要體現(xiàn)在河流的社會服務(wù)功能，社會屬性是河流系統(tǒng)自然屬性的外在功能體現(xiàn)。河流的社會屬性主要有：防洪御潮，資源保護(hù)和開發(fā)利用，包括水資源、灘涂資源、岸線資源、航運(yùn)資源、旅游資源、水產(chǎn)資源等。

因流域建庫和治江縮窄前后水質(zhì)、生態(tài)方面的資料缺乏，本文主要從徑流、潮汐、泥沙、河床穩(wěn)定、防洪御潮、資源保護(hù)和開發(fā)利用等方面進(jìn)行比較分析。

1.對河口自然屬性的影響

水流、泥沙是河流系統(tǒng)自然屬性最基本的要素。水沙過程決定河床邊界，決定水生植物生長的水分、水深、營養(yǎng)、基質(zhì)等條件，并通過河流的水力、泥沙等特性，影響水生動物的產(chǎn)卵、覓食等生活習(xí)性。在一定的污染負(fù)荷下，水沙過程是河流水質(zhì)的決定因素。

（1）對徑流的影響

對擁有海域來沙豐富的強(qiáng)潮河口的錢塘江而言，盡管在河口段以下徑流量比潮流量小得多，但徑流所起的作用仍是決定性的，沒有徑流，河口最終將被淤死。浙江省椒江支流永寧江就是一個很典型的例子。

錢塘江屬山溪性河流，洪水暴漲暴落，洪枯比極大，枯水期小流量時不利于污染物的稀釋、擴(kuò)散和水生物的健康。新中國成立以來，錢塘江流域興建了2000余座水庫。水庫建成后削減了洪峰流量，并減少了壩下游大洪水的出現(xiàn)次數(shù)，同時增大了枯水流量，徑流量的年內(nèi)分配趨于均勻，尤其是1960年建成新安江大型水庫后對徑流的影響較大。新安江水庫建成后，豐水期徑流減少20.6%，枯水期增加22.3%。建庫后枯水流量的增大有利于河流生態(tài)系統(tǒng)的健康。

（2）對潮汐的影響

治江縮窄后，因潮波反射加劇，錢塘江河口沿程漲潮歷時縮短，高潮位抬高，低潮位因河床淤積也抬高，除鹽官站外高潮位抬高值大于低潮位抬高值，潮差增大。流域建庫后，下泄徑流相對比較均勻；江道縮窄使?jié)q落潮量和漲落潮輸沙量變幅減小，河床相對穩(wěn)定，導(dǎo)致沖淤性河口潮汐變化幅度減小。1953—1970年鹽官站年平均潮差均方差為 0.95 m，1989—2006年均方差為0.35 m，年平均潮差變幅大大減小，有利于河口的健康。

（3）對泥沙輸移的影響

新安江建庫后，潮區(qū)界多年平均年輸沙量從616萬t減少到485萬t。治江縮窄后，澉浦?jǐn)嗝鏉q潮量減少30%左右，漲潮輸沙量減少40%～50%。泥沙量的減少，使得河床穩(wěn)定、河口向健康的方向發(fā)展。

（4）對河床穩(wěn)定的影響

王兆印認(rèn)為，泥沙平衡和河道穩(wěn)定是河流健康必須滿足的。韓其為認(rèn)為，理想的河流健康要求從長期看河道沖淤幅度小，接近平衡，形態(tài)變化不大，即首先要求一個好的河道。

大規(guī)模治江縮窄前，錢塘江河口段河床寬淺，主槽擺動頻繁。20世紀(jì)60年代以來，錢塘江河口段進(jìn)行了大規(guī)模的治江縮窄。七堡斷面從4.7 km縮窄到1.6 km，倉前斷面從9.3 km縮窄到2.1 km，鹽官斷面從11.9 km縮窄到2.4 km，曹娥江匯入口斷面從26.5 km縮窄到9.0 km。治江縮窄后，主槽擺動幅度大大減小，擺動頻率減少。

大規(guī)模治江縮窄后，河床總體淤積，同時河床沖淤幅度減小，河床趨于穩(wěn)定。如閘口至澉浦最大沖淤幅度從縮窄前的14.35億m3減小到縮窄后的11.91億m3，減少17%。

2.對河口社會屬性的影響

（1）對防洪御潮的影響

防洪是河流健康中最重要的社會屬性。對于錢塘江河口，除防洪外，還存在防潮防浪，特別是防御風(fēng)暴潮等問題。影響錢塘江河口杭州河段洪水位的因素比較復(fù)雜，除洪峰流量和洪峰過程外，還與洪水前的河床面貌、尖山河段主槽長度（主槽長度與彎曲程度有關(guān)）、下游潮汐（主要表現(xiàn)為高潮位）等有關(guān)。

治江縮窄后對防洪不利的因素：一方面因灘地被圍，減少了灘地的泄洪和蓄洪能力，另一方面灘地被圍后引起進(jìn)潮量減小，從而進(jìn)一步引起河床淤積，并促使河口下移。另外，下游潮汐也因治江縮窄后潮波反射加劇，高潮位抬高，不利于洪水下泄。上述因素促使洪水位抬高。

治江縮窄后對防洪有利的因素：在河道平面形態(tài)上避免了對泄洪最不利的極端彎曲河勢。另外，治江縮窄后主槽穩(wěn)定，主流的頂沖點(diǎn)固定，防洪御潮從以前的 “全面防御”變?yōu)?“頂沖點(diǎn)河段重點(diǎn)防御，非頂沖點(diǎn)河段一般防御”，有利于防洪御潮。

總之，治江縮窄后杭州河段洪水位有所抬高，正常年份洪水位抬高0.65～0.7m，對泄洪最不利的極端彎曲年份（此時洪水位最高）洪水位抬高0.25～0.30m?？紤]到新安江建庫后同頻率洪水洪峰流量減小，因此，治理后對同頻率大洪水（大于50年一遇）洪水位的抬高是非常有限的。

治江縮窄后高潮位普遍抬高，且大潮高潮位抬高幅度大于小潮高潮位，風(fēng)暴潮位抬高最多，澉浦站百年一遇高潮位抬高0.80 m。

盡管治江縮窄后洪潮水位均有所抬高，但由于錢塘江河口兩岸建設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)較高的堤防，防洪御潮能力大大提高了。

（2）對水資源開發(fā)利用的影響

富春江電站斷面多年平均年徑流量為300億m3。河口兩岸的生活用水、工農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水大多取自錢塘江，目前全年用水量為10億～12億m3。每年枯水大潮期間，江水含氯度常因超標(biāo)而被迫停止供水，給兩岸人民的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了重大的損失。

鹽水入侵強(qiáng)度與潮汐大小有關(guān)，潮汐大小常用七堡潮差來表示。根據(jù)實測資料分析，治江縮窄后七堡平均潮差比縮窄前主槽順直時減小0.37～0.59 m，削弱了鹽水入侵強(qiáng)度。新安江水庫建成后，通過人為調(diào)節(jié)，增大了枯水大潮期的徑流量，壓制咸水上溯。與20世紀(jì)60年代相比，目前的取水保證率有了明顯的提高。

（3）對岸線資源、航運(yùn)資源開發(fā)利用的影響

治江縮窄前，主槽擺動幅度大，擺動頻繁，對岸線資源和航運(yùn)資源開發(fā)利用帶來了極為不利的影響，取水口、排放口、排澇閘常因主槽擺動離岸而影響正常功能發(fā)揮，甚至淤死。治江縮窄后，主槽穩(wěn)定，為兩岸的取排水口和排澇閘的布置創(chuàng)造了有利條件，大大改善了排澇條件。同時，還改善了河口段碼頭建設(shè)和航運(yùn)條件。但治江縮窄后引起了杭州灣北岸深槽一定程度的淤積，對嘉興港帶來了不利的影響。

（4）對涌潮景觀的影響

錢塘江以涌潮聞名于世。涌潮流速大，沖刷能力極強(qiáng)，造成河床大沖大淤，導(dǎo)致錢塘江河口極不穩(wěn)定。涌潮往往淘空沿江建筑物基礎(chǔ)，使堤防失穩(wěn)、毀壞，是錢塘江兩岸毀堤成災(zāi)的主要禍根之一。因此，在20世紀(jì)80年代以前，人們把涌潮看作是“禍”，在治理思想上千方百計想削弱涌潮，甚至消滅涌潮，提出了一系列治理方案。80年代后期以來，隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的提高和筑堤技術(shù)的進(jìn)步，人們開始意識到涌潮具有兩面性，錢塘江涌潮是獨(dú)特的旅游資源和寶貴的自然遺產(chǎn)，是世界上最有欣賞價值的涌潮。

治江縮窄后，由于潮波變形更加急劇，漲潮歷時縮短，潮差增大，導(dǎo)致涌潮加大。治江圍涂后，河床下段淤高，沙坎頂點(diǎn)位置下移，因此涌潮起點(diǎn)由尖山附近下移至高陽山下游，同時最大涌潮點(diǎn)也有所下移。

治江縮窄除影響涌潮強(qiáng)度外，還影響涌潮觀賞點(diǎn)、時間及潮景。治江縮窄前，江道主槽大幅度擺動，有時主槽走北，傍南岸為灘地，此時主槽長度較短，涌潮到達(dá)時刻較早；有時主槽走南，傍北岸為灘地，此時主槽長度較長，涌潮到達(dá)時刻較遲。如1968年主槽走南，北岸鹽官發(fā)育大片灘地，出現(xiàn)無潮可觀的現(xiàn)象。治江縮窄后仍保留了交叉潮、一線潮和回頭潮等潮景。

（5）對古海塘的影響

明清古海塘大多位于北岸海寧，基礎(chǔ)較高。治江縮窄前，常受洪水和涌潮的雙重沖刷，險象迭生。治江縮窄后，該段河床淤積，有效地保護(hù)了明清古海塘。

（6）對灘涂資源的影響

錢塘江河口寬淺，灘涂較多。灘涂面積及其分布受徑流、潮汐和泥沙輸移等影響。治江縮窄前，錢塘江河口段灘涂面積大致在100萬畝（6.67萬hm2）上下波動。至今，河口段已圍灘涂約 125 萬畝 （8.33 萬 hm2），還有灘涂 29萬畝（1.93萬 hm2），合計 154萬畝（10.27萬 hm2），說明治江縮窄導(dǎo)致河床淤積，產(chǎn)生新的灘涂。

此外，錢塘江河口水流流速大、含沙量高，生物總量和生物種類相對較少。流域建庫和治江縮窄后，錢塘江河口水沙過程、河床及水溫和含鹽度等，對生態(tài)系統(tǒng)并沒有發(fā)生根本性的改變，盡管缺乏流域建庫和治江縮窄前后的實測數(shù)據(jù)，但可以推斷，錢塘江河口的生物總量和生物多樣性并沒有發(fā)生太大的變化。

三、結(jié) 語

20世紀(jì)60年代以來，通過流域建庫和治江縮窄，對錢塘江河口進(jìn)行了治理。治理后，削減了洪峰流量，并減少了庫下游大洪水的出現(xiàn)次數(shù)，同時增大了枯水流量，徑流量在年內(nèi)的分配趨于均勻；高、低潮位抬高，潮差增大，潮汐特征變幅減小，進(jìn)潮量減少；抬高了洪水位和風(fēng)暴潮位；陸域來沙，特別是海域來沙減少，漲落潮輸沙量減少；穩(wěn)定了主槽，減小了河床沖淤幅度。上述河口自然屬性的變化，導(dǎo)致了河口社會屬性的改變。治理后，有助于水資源、岸線資源、灘涂資源、航運(yùn)資源等的開發(fā)利用，保護(hù)了涌潮景觀和古海塘，同時還提高了錢塘江河口防洪御潮和沿江兩岸的排澇能力。盡管治江縮窄后，引起洪、潮水位抬高，河床淤積，但從總體看，治理后錢塘江河口的健康程度大大改善，取得了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

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