長(zhǎng)江口橫沙東灘外側(cè)建設(shè)人工島的自然條件分析

薛靖波，蔣雪中*，買佳陽(yáng)

（1.華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062）

長(zhǎng)江口橫沙東灘外側(cè)建設(shè)人工島的自然條件分析

薛靖波1，蔣雪中1*，買佳陽(yáng)1

（1.華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062）

利用2001－2008年的海圖資料和2011－2012年枯季現(xiàn)場(chǎng)水文調(diào)查數(shù)據(jù)，分析長(zhǎng)江口橫沙東灘外側(cè)海域的河勢(shì)、水動(dòng)力條件及泥沙含量的潮周期過(guò)程，討論在此建設(shè)人工島的自然條件。結(jié)果表明，橫沙東灘外側(cè)海域，2001－2008年間沖淤有變化，由灘向海的斷面顯示上部淤積，下部侵蝕，沖淤轉(zhuǎn)換面在－7～－10 m之間，－10～－20 m海域整體呈現(xiàn)微沖趨勢(shì)，但侵蝕速率減緩，河勢(shì)趨于穩(wěn)定。橫沙東灘受北槽深水航道北導(dǎo)堤影響，向東南方向淤進(jìn)。定點(diǎn)船測(cè)潮流表現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)流性質(zhì)，枯季大潮最大流速不超過(guò)188 cm／s，小潮最大流速小于134 cm／s；北港口外的定點(diǎn)余流顯示向口內(nèi)輸運(yùn)，北槽口外則是向海輸運(yùn)。兩測(cè)站數(shù)據(jù)顯示枯季大小潮垂線平均含沙量處于0.061～0.116 kg／m3之間，水體泥沙含量整體處在較低水平。從自然條件上來(lái)說(shuō)，不考慮風(fēng)浪影響情況，研究區(qū)域內(nèi)河勢(shì)漸趨穩(wěn)定，水深條件良好，水動(dòng)力條件適宜，水體含沙量較低，在該區(qū)域內(nèi)建設(shè)人工島具有可行性。

河勢(shì)變化，動(dòng)力條件，橫沙東灘，人工島，長(zhǎng)江口

1 引言

人工島的建設(shè)已成為世界沿海各國(guó)和地區(qū)開(kāi)發(fā)海洋的一種新形式和新途徑。長(zhǎng)江河口位于我國(guó)海岸帶的中部和長(zhǎng)江流域水道的出?？?，“弓箭形”江海格局的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)地理區(qū)位優(yōu)越，腹地廣闊，通江達(dá)海，交通便捷。受河口攔門沙影響，長(zhǎng)江口的通航條件一般，進(jìn)出長(zhǎng)江的航道依靠疏浚維護(hù)才得以保持－12.5 m水深，而上海港作為在建中的國(guó)際航運(yùn)中心，隨著水運(yùn)量需求不斷增長(zhǎng)和船只大型化發(fā)展，仍有必要開(kāi)辟新的港區(qū)和－20 m以上超深水航道，建造深水大港［1］。

陳吉余教授曾在20世紀(jì)90年代提出，上海港深水岸線的不足可以通過(guò)挖入式港池，開(kāi)發(fā)河口沙島深水岸線，建設(shè)人工島、人工半島和人工環(huán)礁等途徑來(lái)解決，并提出了在長(zhǎng)江口三角洲外圍建設(shè)深水港的構(gòu)想［2］。受當(dāng)時(shí)長(zhǎng)江口自然條件和工程技術(shù)水平的制約，這一構(gòu)想并未得到實(shí)施。隨著長(zhǎng)江河口整治工程的推進(jìn)和長(zhǎng)江口深水航道工程的建成，河口河勢(shì)多變局面正在改變，加上長(zhǎng)江口越江通道的建成通車，在長(zhǎng)江口外建設(shè)超深水港區(qū)及超深水航道的條件已漸趨成熟［1］。在多年調(diào)研的基礎(chǔ)上，陳吉余教授在2011年再次提出了“開(kāi)發(fā)長(zhǎng)江口亞三角洲和建海上人工島”的構(gòu)想［1］，建議在橫沙島以東、東海20 m水深處，建設(shè)一個(gè)面積約40 km2的海上人工島，開(kāi)辟深水港區(qū)，利用長(zhǎng)江口越江通道等搭建的陸島集疏運(yùn)體系，可以使人工島成為長(zhǎng)江口水水中轉(zhuǎn)、海陸聯(lián)運(yùn)的橋頭堡。

人工島的選址往往受到使用需求的制約，但綜合考慮地質(zhì)、自然條件等因素仍是選址的重要內(nèi)容［3］。河口海岸地區(qū)的水動(dòng)力條件往往比較復(fù)雜，涉及到潮流、泥沙等各方面動(dòng)力因素的相互作用［4］，需要對(duì)河口淺灘的沖淤及演變趨勢(shì)、周圍海域的水動(dòng)力環(huán)境、泥沙輸移規(guī)律等進(jìn)行必要的分析和研究。本文擬通過(guò)歷史海圖資料和實(shí)測(cè)水文泥沙數(shù)據(jù)，分析橫沙東灘外側(cè)海域的河勢(shì)穩(wěn)定性、水動(dòng)力環(huán)境和泥沙含量及其潮周期過(guò)程，從自然條件的角度討論在該海域建設(shè)海上人工島的可行性，為規(guī)劃和以后的工程建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)建議。

2 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

研究區(qū)域設(shè)在橫沙東灘東緣至－20 m等深線附近，西部邊界取122°15′E經(jīng)線，東界取122°33′E經(jīng)線，南北邊界分別包括北槽口和北港口，區(qū)域西北角靠近佘山島（圖1）。

圖1 研究區(qū)域及等深線和實(shí)測(cè)站點(diǎn)分布Fig.1 Isobath and locations for measured sites of the study area

以2001年、2004年和2008年1∶15萬(wàn)的長(zhǎng)江口及其附近海圖資料為基礎(chǔ)，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)海圖進(jìn)行掃描、配準(zhǔn)和數(shù)字化。利用數(shù)字化得到的離散水深點(diǎn)，建立研究區(qū)域內(nèi)的三期數(shù)字地形（柵格單元大小為96 m×113 m），部分海圖由相近時(shí)期的測(cè)量數(shù)據(jù)鑲嵌成圖。

2011－2012年枯季實(shí)測(cè)站位K1101（31°21′N，122°30′E）和K1102（31°08′N，122°30′E）位于研究區(qū)域內(nèi)，對(duì)應(yīng)北港口和北槽口。施測(cè)時(shí)間自2011年12月26日至2012年1月3日，涵蓋完整的大潮和小潮周期。測(cè)驗(yàn)期間上游大通站的水位和流量變化不大，對(duì)應(yīng)的最大流量為13 100 m3／s（流量變幅在12 800～13 100 m3／s之間）?，F(xiàn)場(chǎng)流速流向觀測(cè)儀器采用美國(guó)TRDI公司生產(chǎn)的聲學(xué)多普勒流速剖面儀（Acoustic Doppler Current Profiles，（ADCP））進(jìn)行，ADCP入水深度1.0 m，作連續(xù)記錄，并采用DGPS系統(tǒng)定位和羅經(jīng)進(jìn)行航跡校正和船艏校正。采用美國(guó)Compbell公司（原D＆A公司）生產(chǎn)的OBS自動(dòng)記錄水體濁度，每1 h整點(diǎn)按照六點(diǎn)法拉垂線，采樣間隔為5 s。

同時(shí)，用采水器每整點(diǎn)取6層水樣，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水體含沙量分析，研究區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)實(shí)測(cè)站點(diǎn)共采集水沙樣品數(shù)636個(gè)，室內(nèi)水體含沙量測(cè)定采用烘干稱重法，使用0.45μm濾膜真空抽吸過(guò)濾，烘干后在電子天平秤（精度為萬(wàn)分之一克重）稱重［5］。

3 河勢(shì)變化

3.1 等深線變化

從建立的三期數(shù)字地形中，提取出研究區(qū)域各年份－5 m、－7.5 m、－10 m、－15 m、－20 m等深線，圖1將歷年等深線疊加顯示，從圖中可以看出橫沙東灘外側(cè)的等深線從2001年到2008年的平面變化趨勢(shì)。－5 m等深線有崇明東灘東南角和橫沙東灘東部?jī)刹糠郑?001—2008年－5 m等深線不斷向海推進(jìn)，表明了兩個(gè)淺灘的淤漲；兩個(gè)灘涂外緣的－7.5 m等深線則變化不一，北端沖淤變化不大，南端有沖有淤；而－10 m、－15 m、－20 m則均顯示有向內(nèi)蝕退的態(tài)勢(shì)。

等深線向海推進(jìn)是淤積的結(jié)果，向陸推進(jìn)則是侵蝕的結(jié)果，圖2、圖3顯示了2001—2004年間和2004—2008年間的平面沖淤變化。從圖2中可以看出，從2001—2004年，－5 m等深線的平面移動(dòng)距離較大，最大的移動(dòng)幅度發(fā)生在北港口外北側(cè)的崇明東灘東南角，3年間淤進(jìn)達(dá)4 km左右；在橫沙淺灘的灘頭附近，也有很明顯的變化，北端沖刷南端淤積，顯示橫沙東灘依托深水航道北導(dǎo)堤，向東南角推進(jìn)；－7.5 m等深線在北港口附近和橫沙東灘外側(cè)變化不大，在北槽口附近靠近深水航道的海域則有明顯的移動(dòng)；－10 m等深線在北港口北側(cè)海域基本穩(wěn)定，只有小幅的遷移，但在橫沙淺灘的外側(cè)則有很明顯的后退；－15 m和－20 m等深線均向陸有較大幅度的平移，這種侵蝕應(yīng)是受到長(zhǎng)江徑流減沙的影響［6—8］。2004 －2008年間，在北港口外和橫沙淺灘附近的－5 m等深線有明顯的移動(dòng)，顯示河口灘涂沖淤活躍，橫沙東灘外側(cè)的海域在這期間的偏移變化不大，河勢(shì)基本趨于穩(wěn)定（圖3）。

圖2 2001－2004年等深線Fig.2 The contour of water depth between 2001 and 2004

圖3 2004－2008年等深線Fig.3 The contour of water depth between 2004 and 2008

3.2 縱斷面變化

在研究區(qū)域內(nèi)自北而南設(shè)7個(gè)縱斷面（Ⅰ－Ⅶ），其起始點(diǎn)為研究范圍西邊界122°15′E線，終端點(diǎn)是2008年－20 m等深線，斷面間隔4.5 km（見(jiàn)圖4a）。

圖4（見(jiàn)b～h）反映了2001—2008年研究區(qū)域內(nèi)水深的垂向變化，從圖中可以看出，沖淤較為頻繁，最大淤積厚度約為2 m，發(fā)生在北港口的北側(cè)和橫沙淺灘上，最大沖刷深度約為1.5 m，主要是在122°25′E附近。

Ⅰ斷面的起始端位于佘山島附近，從剖面圖上可以看出，該斷面從2001—2008年整體呈現(xiàn)沖刷趨勢(shì)，但沖刷厚度不大，水深沒(méi)有很明顯的變化，最大的沖刷厚度有1 m左右。2004—2008年間，除局部淤積外，斷面位置的沖淤基本穩(wěn)定。

圖4 縱斷面平面分布及變化Fig.4 The planar distribution of cross-section profiles and their variations

Ⅱ斷面起始端位于北港口北側(cè)，從崇明東灘東南角到－7.5 m等深線附近發(fā)生明顯的淤積，淤積厚度達(dá)2 m左右，從－10 m等深線往東則發(fā)生沖刷，但從2004之后至2008年，該斷面沖淤明顯減弱，河勢(shì)趨于穩(wěn)定。

Ⅲ斷面位于北港口，從起始端（122°15′E）到2008年－20 m等深線的直線距離最短，斷面顯示在北港口內(nèi)從2001—2008年發(fā)生淤積，但淤積厚度不大；從－7.5 m等深線往東，則呈現(xiàn)出沖刷的趨勢(shì)，但在2004—2008年間，北港口外側(cè)的水深基本沒(méi)有變化，沖淤減弱，河勢(shì)趨穩(wěn)。

Ⅳ斷面從橫沙淺灘的北側(cè)灘頭開(kāi)始，在這附近沖淤基本達(dá)到平衡，從－5 m等深線往東，2001—2008年整體呈現(xiàn)沖刷的趨勢(shì)，但后一個(gè)階段的沖刷速率明顯減弱表明斷面所在的河勢(shì)也趨穩(wěn)。

Ⅴ斷面和Ⅵ斷面起始點(diǎn)都位于橫沙淺灘上，在淺灘上兩個(gè)斷面都顯示淤積，Ⅵ斷面的淤積厚度更大，最大淤積厚度達(dá)到2 m左右。－5 m等深線往東，兩個(gè)斷面都是呈現(xiàn)弱沖刷的趨勢(shì)。

Ⅶ斷面的起始端靠近北槽口，在－10 m以上的水域有比較明顯的淤積，－10 m等深線往東則是沖刷，其中2001—2004年間略有沖刷，之后水深基本穩(wěn)定。

3.3 河勢(shì)變化分析

流域來(lái)水來(lái)沙、汊道間的分流分沙變化、近底層較大流速和易懸浮顆粒是造成長(zhǎng)江河口灘槽變化和水下三角洲沖淤的主要原因［9］。通過(guò)2001—2008年水下地形和固定斷面資料的對(duì)比分析，得到研究區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)演變的初步認(rèn)識(shí)：橫沙東灘淺灘內(nèi)側(cè)持續(xù)自然淤積，東北側(cè)受北港口門主泓擺蕩，出現(xiàn)沖刷；橫沙東灘以東，－10 m至－20 m等深線之間處于輕微沖刷狀態(tài)，且2004—2008年的侵蝕速率較2001—2004年有所減弱；多條縱斷面也表征橫沙東灘東緣的上部保持淤積，下部出現(xiàn)侵蝕，沖淤轉(zhuǎn)換面處于－7～－10 m之間。

而假設(shè)人工島的選址位置位于－20 m等深線附近，則可以避開(kāi)長(zhǎng)江口攔門沙的影響以及沖淤頻繁的海域，在潮流動(dòng)力的控制下，該區(qū)域內(nèi)近幾年總體呈現(xiàn)輕微侵蝕的態(tài)勢(shì)，且侵蝕速率減緩，河勢(shì)有利于開(kāi)辟深水港口。

4 動(dòng)力條件

由于流場(chǎng)對(duì)近海工程、航道利用等均具有重要的影響［10］，因此了解研究區(qū)域流場(chǎng)分布態(tài)勢(shì)及變化特征，對(duì)于在該區(qū)域選址具有重要的意義。根據(jù)2011年枯季水文綜合調(diào)查，得到K1101測(cè)站點(diǎn)和K1102測(cè)站點(diǎn)在一個(gè)完整的潮周期內(nèi)各層的流速流向數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行潮流調(diào)和分析，計(jì)算出測(cè)站點(diǎn)表層、中層、底層及垂線平均的余流流速大小和方向。

4.1 定點(diǎn)流速流向

根據(jù)實(shí)測(cè)水文數(shù)據(jù)分別繪制了定點(diǎn)測(cè)站的分層流速流向和余流圖。圖5為K1101和K1102測(cè)站點(diǎn)枯季小潮期間流速流向的表層、中層、底層及垂線平均值。K1101測(cè)站點(diǎn)各層及垂線平均的流速要小于K1102測(cè)站點(diǎn)，這是由于K1102測(cè)站點(diǎn)靠近北槽深水航道，徑流對(duì)其有更大的影響。K1101測(cè)站點(diǎn)在小潮期間的平均水深為23.9 m，流速最大值為54 cm／s，出現(xiàn)在中層，最小流速為10 cm／s，垂線平均流速為29 cm／s，整個(gè)小潮周期內(nèi)流速變化不大；K1102測(cè)站點(diǎn)在小潮期間的平均水深為16.5 m，最大流速出現(xiàn)在表層，可達(dá)114 cm／s；最小流速僅為7 cm／s，流速變幅較大，垂線平均的流速均值為45 cm／s。

圖6為兩測(cè)站點(diǎn)枯季大潮期間流速流向的表層、中層、底層及垂線平均值，大潮期間兩站的流速較小潮期間均有明顯變化，K1101站點(diǎn)在大潮期間測(cè)到的最大流速為134 cm／s，為小潮期間的2倍多，最小流速也有22 cm／s，垂線平均的流速值為70 cm／s；同期K1102站點(diǎn)錄得的最大流速較北側(cè)K1101站點(diǎn)更大，可達(dá)188 cm／s，最小流速為30 cm／s，垂線平均的流速值為88 cm／s。兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)的流速最大值均出現(xiàn)在表層。

定點(diǎn)測(cè)量表明，在一個(gè)完整的潮周期內(nèi)，K1101 和K1102的潮流大小和方向均發(fā)生明顯的變化，在不同的深度，流速的大小不同，存在比較明顯的垂向分層現(xiàn)象。兩個(gè)測(cè)站在大小潮周期內(nèi)，最小流速均不為零，潮流均呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)流的特性，最大流速不超過(guò)200 cm／s，水流對(duì)于建筑物的影響可以估算，人工建筑可以得到有效防護(hù)。

4.2 定點(diǎn)余流

余流直接指示著水體的運(yùn)移和交換情況，對(duì)海水中物質(zhì)輸運(yùn)、稀釋及擴(kuò)散都起著十分重要的作用［10—11］。經(jīng)過(guò)潮流調(diào)和分析，得到K1101和K1102站點(diǎn)的各層余流數(shù)據(jù)（如表1所示），并將得到的數(shù)據(jù)繪制成余流矢量（見(jiàn)圖7）。

圖5 枯季小潮流速流向Fig.5 The vector graphics of current during neap tide in dry season

表1 定點(diǎn)余流結(jié)果Tab.1 Calculation results of the residual current

K1101和K1102兩個(gè)站位的余流顯示了不同的特性。從表1中可以看出，在大、小潮期間，兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)的最大余流值分別為32 cm／s和45 cm／s，都發(fā)生在K1102測(cè)站點(diǎn)的表層。從余流的垂直變化總體上看，余流自表層向底層流速逐漸減小，兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)的表層余流流速，只有K1101測(cè)站點(diǎn)在小潮時(shí)表層余流小于10 cm／s，其余的都大于20 cm／s。

從余流流向來(lái)看（見(jiàn)圖7），K1101和K1102測(cè)站點(diǎn)小潮和大潮期間的余流流向在表層、中層和底層變化都較大，這可能與該處旋轉(zhuǎn)流的潮流特性相關(guān)。K1101測(cè)站點(diǎn)在一個(gè)潮周期內(nèi)，余流流向主要指向口內(nèi)；K1102測(cè)站點(diǎn)余流流向表明向海輸運(yùn)，這應(yīng)與兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)的地理位置相關(guān)，K1101測(cè)站點(diǎn)受長(zhǎng)江徑流作用要弱于潮流作用，而K1102測(cè)站點(diǎn)由于靠近北槽深水航道，徑流作用較強(qiáng)。

圖6 枯季大潮流速流向Fig.6 The vector graphics of current during spring tide in dry season

5 含沙量

懸浮泥沙含量變化是水動(dòng)力作用下泥沙輸移、沉積和再懸浮等運(yùn)動(dòng)過(guò)程的直接體現(xiàn)［12—13］。研究懸沙濃度的變化規(guī)律，可以估算工程區(qū)域港區(qū)回淤量，對(duì)河口地區(qū)港口與航道工程建設(shè)具有重要的意義［14］，也為人工島的選址規(guī)劃方案的進(jìn)一步論證提供基本依據(jù)。

根據(jù)實(shí)測(cè)各測(cè)站點(diǎn)大、小潮各層的平均含沙量濃度，繪制了含沙量的垂線變化曲線（圖8），K1101測(cè)站點(diǎn)，在大、小潮周期內(nèi)垂線平均含沙量分別為0.075 kg／m3和0.061 kg／m3，K1102測(cè)站點(diǎn)，在大、小潮期間垂線平均含沙量分別為0.116 kg／m3和0.077 kg／m3。從垂線分布上看，兩個(gè)站點(diǎn)泥沙含量在一個(gè)大、小潮周期內(nèi)的垂直結(jié)構(gòu)分布基本符合斜線型［12］，其含沙量由表層向底層逐漸增加，底層的含沙量最大。

由于該處潮流動(dòng)力強(qiáng)勁，泥沙由表及底混合比較均勻，底層含沙量與表層相比，并未出現(xiàn)太大的變動(dòng)。

圖7 余流流速流向Fig.7 The vector graphics of the residual current

圖8 測(cè)站定點(diǎn)各層平均含沙量垂線分布Fig.8 The vertical distribution of the average suspended sediment in the measured sites

受潮流動(dòng)力控制，懸沙濃度的變化存在潮周期的變化的特征，兩站點(diǎn)在實(shí)測(cè)期間，大潮懸沙濃度要高于小潮，顯示大潮期間潮流作用相對(duì)強(qiáng)勁，底部泥沙在底部剪切力的作用下有再懸浮，懸沙濃度增高；小潮期間則流速較小，部分泥沙落淤，水體的懸沙濃度降低。

與長(zhǎng)江口的含沙量相比，由于K1101和K1102測(cè)站點(diǎn)離岸較遠(yuǎn)，水深較大，受徑流輸沙影響小，水體含沙量較小。另外，長(zhǎng)江口外水體懸浮泥沙的含量一般呈現(xiàn)冬高夏低的特點(diǎn)［13］，因此，可以認(rèn)為這兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)含沙量處在較低的水平。人工島在該海域選址，可以有效降低對(duì)泥沙回淤的擔(dān)憂。

6 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)江口橫沙東灘外側(cè)海域河勢(shì)，在2001—2008年期間，沖淤有一定變化，主要表現(xiàn)為淺灘上部保持自然淤積，淺灘下部及－10 m以深水域則呈現(xiàn)微沖態(tài)勢(shì)。沖淤轉(zhuǎn)換面在－7～－10 m之間，－10 m至－20 m海域整體呈現(xiàn)沖刷趨勢(shì)，但侵蝕速率減緩，該區(qū)域的河勢(shì)漸趨穩(wěn)定。研究區(qū)域內(nèi)的K1101和K1102測(cè)點(diǎn)在枯季一個(gè)完整的潮周期內(nèi)，潮流流速和流向都有明顯的變化，呈現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)流的特性，大潮期間的最大流速不足200 cm／s；水體泥沙含量變化范圍為0.019～0.116 kg／m3，兩個(gè)站點(diǎn)的水體含沙量始終處在較低水平，可以避免人工島建成后的泥沙回淤導(dǎo)致航道變淺問(wèn)題。在不考慮風(fēng)浪影響情況下，實(shí)測(cè)的區(qū)域水沙條件為在該海域建設(shè)人工島的可行性提供了支撐。

另外，由于長(zhǎng)江干支流水庫(kù)工程攔沙、上游水土保持工程、人工采沙及中游河道泥沙淤積等因素，預(yù)計(jì)流域進(jìn)入河口的泥沙將持續(xù)減少［6，15—17］，同時(shí)河口主要河槽受人工控制，估計(jì)長(zhǎng)江口外的水體含沙量在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)處于較低的狀態(tài)，水下三角洲前緣在泥沙供應(yīng)減少的情況下，可能面臨侵蝕加劇，這是未來(lái)工程建筑需要考慮的另外一面。

［1］陳吉余，徐長(zhǎng)樂(lè).依托北槽、建設(shè)長(zhǎng)江口亞三角洲體系——關(guān)于長(zhǎng)江流域開(kāi)發(fā)龍頭新基地的戰(zhàn)略構(gòu)想［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2011，20 （4）：385－390.

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Feasibility of natural condition to build an artificial island outside the Hengsha East Shoal in the Changjiang Estuary

Xue Jingbo1，Jiang Xuezhong1，Mai Jiayang1
（1.State Key laboratory of Estuarine and Coastal Research，East China Normal University，Shanghai 200062，China）

Shanghai harbor is to be built to an international shipping center，and needs deep-water harbor to meet the continuous increasing cargo transportation demands and larger vessels.Based on nautical charts during 2001 to 2008 and in-situ survey data obtained during 2011 to 2012，this paper discussed the feasibility of natural condition to build an artificial island outside the Changjiang Estuary.The results showed that the sea bed of the study area was stable，and its topography changed little from 2001 to 2008.Seven cross-section profiles showed that there wasslight deposition in the upper part but erosion in the lower part，and the transforming depth from deposition to erosion was about－7 m to－10 m.The Hengsha East Shoal expands southeastwards due to the construction of north leading dike of the Changjiang Estuary deep-water navigation channel.The in-situ survey data showed that there was a rotary tidal current during the entire tide phase in winter，and the maximum current velocity was less than 188 cm／s during the flood of spring tide and no more than 134 cm／s during the ebb of neap.The residual current of the observation points showed some differences，e.g.，it was transported into the estuary outside of North Channel，and it was transported toward the sea outside of Northern Passage.The in-situ average suspended sediment concentration was 0.061 kg／m3to 0.116 kg／m3，corresponding to neap tide and spring tide，respectively.Based on analytical data provided above，we suggested that the hydrodynamic condition and the suspended concentration outside the Changjiang Estuary were suitable to build an artificial island，and weak local siltation could be expected due to rotary tidal current at the east edge of the Hengsha east shoal in the Changjiang Estuary.

river regime；hydrodynamic conditions；artificial island；Hengsha East Shoal；Changjiang Estuary

P751

A

0253-4193（2014）11-0163-10

2013-04-12；

2013-12-01。

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)重大項(xiàng)目（11dz1204900，12231203100）。

薛靖波（1987—），男，山東省濰坊市人，主要從事河口變化分析和地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用。E-mail：xjingbo＠hotmail.com

*通信作者：蔣雪中，副教授，主要從事河口海岸變化，地理信息系統(tǒng)（GIS）與遙感（RS）應(yīng)用研究。E-mail：xzjiang＠sklec.ecnu.edu.cn

薛靖波，蔣雪中，買佳陽(yáng).長(zhǎng)江口橫沙東灘外側(cè)建設(shè)人工島的自然條件分析［J］.海洋學(xué)報(bào)，2014，36（11）：163—172.doi.10.3969／j.issn.0253-4193.2014.11.018

Xue Jingbo，Jiang Xuezhong，Mai Jiayang.Feasibility of natural condition to build an artificial island outside the Hengsha East Shoal in the Changjiang Estuary［J］.Acta Oceanologica Sinica（in chinese），2014，36（11）：163—172.doi.10.3969／j.issn.0253-4193.2014.11.018