錢塘江河口治江縮窄對(duì)涌潮的影響

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2024.03.013

摘要：20世紀(jì)60年代后期以來，錢塘江河口進(jìn)行了大規(guī)模的治江縮窄，顯著改變了河口的水沙、地貌及其相互作用過程，而對(duì)于涌潮在高強(qiáng)度人類活動(dòng)擾動(dòng)下的響應(yīng)認(rèn)知尚不全面。基于實(shí)測(cè)資料，結(jié)合涌潮數(shù)學(xué)模型分析大規(guī)模治江縮窄對(duì)錢塘江河口潮汐、河床以及涌潮的影響。結(jié)果表明：治江縮窄后，灘槽分布基本穩(wěn)定;山潮水比增大，大致以鹽官為界，涌潮河段下游段淤積，上游段沖刷，沙坎下移;高潮位沿程抬升，涌潮起潮點(diǎn)附近及閘口—倉前河段潮差增大，倉前—鹽官河段潮差減小;涌潮起潮點(diǎn)和最大涌潮位置下移，觀潮位置固定，潮景豐富穩(wěn)定，潮到時(shí)間穩(wěn)定，涌潮高度變幅減小，倉前—鹽官河段涌潮高度減小。為保護(hù)涌潮，需要在涌潮河段維持較大的潮差和適宜的水深，不宜開展大規(guī)模的縮窄。

關(guān)鍵詞：涌潮;潮汐;治江縮窄;沙坎;錢塘江河口

中圖分類號(hào)：TV148

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6791（2024）03-0496-12

收稿日期：2023-08-31;網(wǎng)絡(luò)出版日期：2023-11-20

網(wǎng)絡(luò)出版地址：https：∥link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20231120.1050.002

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（42276176）;浙江省水利聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目（LZJWZ23E090006）

作者簡(jiǎn)介：魯海燕（1976—），女，湖北天門人，正高級(jí)工程師，主要從事河口海岸水沙方面研究。

E-mail：luhy8902@sina.com

通信作者：潘存鴻，E-mail：panch@zjwater.gov.cn

河口地區(qū)人口密集，資源豐富，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人類活動(dòng)強(qiáng)度大，一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)［1-4］。涌潮是河口區(qū)潮波前端淺水變形造成的，一般發(fā)生在喇叭形強(qiáng)潮河口，世界上大約有450個(gè)河口存在涌潮［5］。涌潮前后存在潮位、流速和流量的突變，是典型的淺水間斷流動(dòng)，研究涌潮具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值［5-7］。涌潮一方面是獨(dú)特的自然遺產(chǎn)和寶貴的旅游資源，另一方面，因涌潮流速大、沖擊力強(qiáng)大，對(duì)海堤、橋梁、水閘等涉水建筑物帶來較大的破壞力，是造成潮災(zāi)的主要原因之一。因此，研究涌潮既是涌潮保護(hù)的需要，又是涌潮防災(zāi)的要求［4］。

高強(qiáng)度人類活動(dòng)對(duì)河口入海泥沙通量、地貎演變等產(chǎn)生重要影響［1-3，8］，對(duì)于存在涌潮的強(qiáng)潮河口，人類活動(dòng)對(duì)涌潮會(huì)產(chǎn)生不可逆的影響，一方面直接影響涌潮的產(chǎn)生、發(fā)展和形態(tài)，另一方面人類活動(dòng)通過影響徑流、潮汐、河床地形等涌潮影響因素而間接對(duì)涌潮產(chǎn)生影響。1968年加拿大Petitcodiac河由于上游興建水閘工程后，涌潮高度從以前的最大2 m減小到0.75 m［9］;法國(guó)Seine河因航道整治和疏浚導(dǎo)致涌潮幾乎消失［10］;流入加利福尼亞灣的墨西哥Colorado河因上游建壩大幅度攔截徑流引起河口河床變化，涌潮大大減?。?］。1962年浙江椒江支流永寧江上游建成長(zhǎng)潭水庫，因下泄徑流大幅度減小引起河床淤積，涌潮消失［7］；2008年底錢塘江支流曹娥江因口門興建擋潮閘，涌潮不能上溯而消失。上述因人類活動(dòng)引起的涌潮減弱甚至消失引起了許多學(xué)者的關(guān)注［5-7，9，10］。

錢塘江涌潮最早記載于東漢初年，迄今已有2 500 a的歷史。20世紀(jì)60年代后期以來，錢塘江河口開展了系列治江工程研究，大規(guī)模治江縮窄位于錢塘江河口閘口—澉浦河段，是其中最重要的人類活動(dòng)。治江縮窄后河口段的潮汐、河床產(chǎn)生了較大變化，進(jìn)而對(duì)涌潮造成直接和間接影響。已有學(xué)者分析了治江縮窄過程中錢塘江河口潮汐［11-13］、河床沖淤［4，11，14］等因素對(duì)涌潮的間接影響，這些成果大多基于治江縮窄還沒有完全到位的數(shù)據(jù)，未系統(tǒng)研究治江縮窄對(duì)涌潮的影響。近年來，采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)［15-18］、理論分析［7，19］、數(shù)值模擬［20-22］和物理模型試驗(yàn)［23-24］等手段綜合研究錢塘江涌潮的成果較為豐富，但治江縮窄對(duì)涌潮的影響研究還比較罕見，文獻(xiàn)［25］采用零星的實(shí)測(cè)資料得到的結(jié)果并不全面。

本文基于長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)地形、潮汐、涌潮等數(shù)據(jù)，結(jié)合涌潮數(shù)學(xué)模型，分析治江縮窄工程對(duì)錢塘江涌潮的影響，包括涌潮高度、潮景、涌潮起潮點(diǎn)位置等變化，以期為錢塘江涌潮保護(hù)、河口開發(fā)利用和科學(xué)治理提供技術(shù)支撐。

1" 錢塘江河口治江縮窄概況

錢塘江河口從上游富春江電站至下游蘆潮港、鎮(zhèn)海，全長(zhǎng)為291 km（圖1），其中澉浦以下稱杭州灣，全長(zhǎng)為98 km。根據(jù)2021年和2022年涌潮科考，涌潮起潮點(diǎn)位于澉浦上游5 km附近水域，形成涌潮后向上游溯源推進(jìn)，消失于富陽五豐島附近，涌潮河段長(zhǎng)超過120 km。

澉浦—閘口河段，沿程有澉浦、鹽官、倉前、七堡和閘口等5個(gè)長(zhǎng)期潮位站。20世紀(jì)50年代后期以來，澉浦—閘口河段大多數(shù)年份每年有4、7、11月3次地形測(cè)量資料。本文采用上述長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)地形、潮汐等數(shù)據(jù)分析治江縮窄前后。

20世紀(jì)60年代后期以來，錢塘江河口按照“治江結(jié)合圍涂，圍涂服從治江”的治理原則，采用“全線縮窄”方案進(jìn)行治江縮窄，治江縮窄過程大致從上游到下游，河寬減小17.7%～79.8%，變幅最大的為倉前—曹娥江口河段。至2017年，治江圍涂面積約13萬hm2，澉浦以上江道規(guī)劃線已全部完成，錢塘江河口治江縮窄進(jìn)展見圖1，治江縮窄前（1956年）和縮窄后（2022年）沿程代表斷面縮窄情況見表1。

2" 治江縮窄對(duì)河床沖淤的影響

錢塘江河口閘口—澉浦大規(guī)模治江縮窄后，因河寬大幅度縮窄，水域面積和河床容積相應(yīng)減少，同時(shí)對(duì)沙坎演變和灘槽分布帶來了較大的影響。

2.1" 治江縮窄對(duì)河床容積的影響

大規(guī)模治江縮窄后，河寬、水域面積和河床容積均減少。圖2為閘口—鹽官、鹽官—曹娥江口和曹娥江口—澉浦河段平均高潮位下河床容積歷年變化圖，表2為治江縮窄前后河床容積變化，為避免僅取1 a資料易受豐枯水文年的影響，縮窄前采用1956—1965年10 a平均，縮窄后采用2013—2022年10 a平均。由圖2和表2可知，3段河床容積變化盡管有波動(dòng)，但總趨勢(shì)為減少。

閘口—鹽官段河床容積減小幅度最小，為-19.6%。從20世紀(jì)50年代到90年代河床容積減小，從20世紀(jì)90年代中期至今河床容積變化不大，趨于相對(duì)穩(wěn)定。其原因是該段位于治江縮窄的上段，河寬縮窄較小，治江縮窄進(jìn)程基本上按照“從上到下”的次序進(jìn)行，該段縮窄工程在20世紀(jì)80年代基本完成。

鹽官—曹娥江口段河寬縮窄最多，河床容積減小幅度最大，為-62.3%。從20世紀(jì)50年代一直到21世紀(jì)初河床容積持續(xù)減小，該段縮窄工程在2010年前后才基本完成，相應(yīng)河床容積直到2013年前后基本穩(wěn)定。該段河床容積與時(shí)間的相關(guān)性很好，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.93。

曹娥江口—澉浦段河床容積減小幅度絕對(duì)量最大，但相對(duì)減少幅度處于3個(gè)河段的中間，為-49.8%。從20世紀(jì)50年代一直到2015年河床容積持續(xù)減小，直到2017年前后減小速率才有所減緩。河床容積與時(shí)間的相關(guān)性很好，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.97。其原因是該段位于治江縮窄的下段，縮窄較多，縮窄后河寬最寬，該段縮窄工程完成最晚，直到2017年才完成。

從圖2中還可看出，治江縮窄前因年際豐枯水文年、年內(nèi)豐枯水文期河床容積變化幅度很大，治江縮窄后河床容積變化幅度減小，特別是上游段的閘口—鹽官河段。治江后，河床容積從上游到下游漸趨動(dòng)態(tài)平衡，上游段的閘口—鹽官河段大約于20世紀(jì)90年代中期達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，中游段鹽官—曹娥江口段于2013年前后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，下游段曹娥江口—澉浦河段2017年前后河床容積減小幅度變小，但還沒有達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

2.2" 治江縮窄對(duì)沙坎演變的影響

沙坎是錢塘江河口最重要的地貎特征之一，沙坎演變是徑潮流水動(dòng)力和泥沙輸移共同造成的結(jié)果。山潮水比值決定了沙坎頂點(diǎn)的位置，其值越大，沙坎頂點(diǎn)位置越靠下游。治江縮窄后，進(jìn)潮量減少，而徑流量變化不大，因此，山潮水比值增大，在澉浦?jǐn)嗝嫔匠彼戎祻?.01增大到0.02左右。圖3為治江縮窄前后錢塘江河口閘口—澉浦河段平均低潮位下河床平均高程（即沙坎）變化圖，圖中為避免單次地形圖因徑流豐枯變化造成的偶然影響，故治江前后分別采用數(shù)年的地形平均。1950s采用有代表性的1956—1958年3 a平均，1960s采用有代表性的1965—1967年3 a平均，將6 a地形平均值代表治江前；治江后選取2020—2022年3 a平均。由圖3可見，治江縮窄后，沙坎頂點(diǎn)高程下降0.58 m，位置下移12.5 km;同時(shí)，沙坎整體下移，大致以鹽官為界，沙坎存在上沖下淤的演變規(guī)律，最大沖刷幅度達(dá)2.36 m，位于閘口以下25.3 km處，最大淤積幅度為3.24 m，位于澉浦?jǐn)嗝妗?/p>

韓曾萃等［14］建立了強(qiáng)涌潮河口的河相關(guān)系式，其核心思想是河寬關(guān)系式中采用漲潮平均流量和含沙量代替落潮平均流量和含沙量。根據(jù)文獻(xiàn)［4，14］分析結(jié)果，錢塘江河口治江縮窄前后，河相關(guān)系沒有變化。對(duì)于河床底坡（沙坎形態(tài)）演變，采用明渠非均勻流河床比降公式及河相關(guān)系式分析［4，14］：

J=Q0.62fS0.12fS0.66e13.7C2Q0.7e+2.3×10-3x（Q0.2eS0.44e）+0.62xQ0.9eQ0.62fS0.22eS0.12f（1）

式中：J為河床比降;C為謝才系數(shù);Qf、Qe分別為平均漲潮流量和落潮流量;Sf、Se分別為年平均漲潮含沙量和落潮含沙量。

采用二維涌潮數(shù)學(xué)模型計(jì)算錢塘江河口治江縮窄前后的流場(chǎng)，統(tǒng)計(jì)閘口、倉前、鹽官、澉浦各斷面的漲落潮平均流量和含沙量數(shù)據(jù)，分河段計(jì)算得到各段的河床比降，如表3［4］。

結(jié)果表明，治江縮窄前，沙坎的前坡位于閘口—倉前河段，沙坎的后坡位于倉前—澉浦河段，頂點(diǎn)在倉前一帶;治江縮窄后，沙坎頂點(diǎn)下移至倉前—鹽官河段，沙坎的前坡由1.18×10-4變緩為0.85×10-4，后坡由1.64×10-4變緩為1.17×10-4。

2.3" 治江縮窄對(duì)灘槽演變的影響

灘槽面貌對(duì)涌潮平面分布和涌潮潮景影響很大。治江縮窄前，江道寬淺，在變化幅度很大的徑潮流水動(dòng)力和輸沙作用下，主槽擺動(dòng)頻繁，灘槽交錯(cuò)分布。治江前存在主槽走北、走中和走南3種典型河勢(shì)。圖4（a）為治江前主槽走北河勢(shì)，在鹽官—曹娥江口河段主槽緊貼北岸，南岸發(fā)育大片灘涂。在主槽走北河勢(shì)下，主槽長(zhǎng)度短，低潮位較低，潮差較大，從而涌潮較強(qiáng)。圖4（b）為治江前主槽走南河勢(shì)，在鹽官—曹娥江口河段主槽逐漸靠南岸，北岸發(fā)育大片灘涂。在主槽走南河勢(shì)下，主槽長(zhǎng)度長(zhǎng)，低潮位較高，潮差較小，從而涌潮較弱。主槽走中河勢(shì)介于走北和走南河勢(shì)之間。

治江縮窄后，大缺口以上河段河寬較窄，主槽基本穩(wěn)定;從大缺口—曹娥江口河段，治江后的江道相當(dāng)于治理前的“走中”，因該段河寬仍較大，漲落潮流路不一致，主槽存在走南和分汊2種河勢(shì)。該河段漲潮流走南，落潮流走北，分汊河勢(shì)一般出現(xiàn)在4—7月豐水期過后，而走南河勢(shì)往往出現(xiàn)在枯水年或年內(nèi)枯水季，如圖5。

總之，治江縮窄后，河床容積減少，主槽平面擺動(dòng)幅度減小，主槽趨于穩(wěn)定;沙坎頂點(diǎn)高程下降，位置下移;主槽存在走南和分汊2種河勢(shì)。

3" 治江縮窄對(duì)潮汐的影響

錢塘江河口大規(guī)模治江縮窄后，導(dǎo)致河口岸線和河床沖淤變化，因河床寬淺，存在河床沖淤對(duì)潮汐的巨大反作用［26-27］，進(jìn)而造成高低潮位、潮差、漲落潮歷時(shí)等潮汐特征的變化?？紤]到治江前豐枯水文年因徑流量差異引起河床面貌差異較大，導(dǎo)致潮汐特征有較大差異，因此治江前分別統(tǒng)計(jì)豐、枯水文年潮汐特征。分別選取連續(xù)豐水年（1953—1960年）和連續(xù)枯水年（1961—1968年）各8 a進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。治江后河寬大大縮窄，主槽變幅大大減小，豐、枯水文年潮汐特征差異明顯變小，不再區(qū)分豐、枯水文年情況，以最近8 a（2015—2022年）數(shù)據(jù)為代表。圖6為治江縮窄前后閘口—澉浦沿程多年平均高潮位、平均低潮位、平均潮差和平均漲潮歷時(shí)變化，由圖6可知：

（1） 高潮位。治江前，豐、枯水文年鹽官以上河段高潮位差異較大，豐水年高潮位低，枯水年高潮位高。治江后，沿程高潮位均抬高，抬高最多的澉浦達(dá)1.03 m，其不但與錢塘江河口治江縮窄有關(guān)，還與外海平均海平面上升等因素有關(guān)。

（2） 低潮位。治江前，豐、枯水文年鹽官以上河段低潮位差異較大，豐水年低潮位低，枯水年低潮位高。治江后，沿程低潮位有增有減，倉前—澉浦低潮位有一定抬高，鹽官低潮位抬高最多，治江后與治江前豐水年相比抬高1.76 m，與治江前枯水年相比抬高0.39 m;閘口—七堡段治江后低潮位介于治江前豐、枯水年低潮位之間。

（3） 潮差。治江前，豐、枯水文年鹽官以上河段潮差差異較大，豐水年潮差大，枯水年潮差小，鹽官、倉前、七堡和閘口豐、枯水文年分別相差1.05、0.52、0.36和0.20 m。治江后，沿程潮差有增有減，澉浦、七堡和閘口潮差均增大，而鹽官和倉前治江后潮差比治江前豐水年潮差小，比治江前枯水年潮差大。與治江前豐、枯水文年潮差平均值比較，治江后鹽官潮差減小0.50 m，與治江前的枯水年潮差非常接近，倉前潮差減小0.09 m。

（4） 漲潮歷時(shí)。治江后漲潮歷時(shí)沿程全線減少，就平均而言，澉浦、鹽官、倉前、七堡和閘口分別減少30、23、32、39和27 min。

以上分析了治江縮窄前后多年平均潮汐特征變化情況，考慮到涌潮一般出現(xiàn)在大、中潮期，又由于年內(nèi)涌潮在汛后秋季大潮期為最大，是年內(nèi)最佳的觀潮期;潮汐特征中潮差與涌潮的關(guān)系最為密切［5，27］，年最大潮差往往受臺(tái)風(fēng)影響。因此，選取每年7—10月的月最大潮差平均值（以下簡(jiǎn)稱大潮潮差）作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，分析治江前后大潮潮差變化。表4為治江縮窄前后大潮潮差變化，圖7為澉浦、鹽官、倉前、七堡和閘口等5個(gè)潮位站歷年大潮潮差變化趨勢(shì)，圖中紅色虛線為上、下包絡(luò)線。由圖7可知，從20世紀(jì)50年代以來：

（1） 澉浦大潮潮差呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)，最大、最小大潮潮差分別為8.73 m（2018年）和7.47 m（1955年），縮窄后比縮窄前增大0.54 m。

（2） 鹽官潮差不同年份隨豐、枯水文年變化幅度呈波動(dòng)式減小趨勢(shì)，最大、最小大潮潮差分別為7.24 m（1960年）和2.90 m（1962年），治江后比治江前豐、枯水文年分別減小1.17 m和增大0.56 m，比治江前豐枯水文年平均值減小0.31 m。

（3） 倉前潮差不同年份隨豐、枯水文年變化幅度與鹽官類似，也呈波動(dòng)式減小趨勢(shì)，但變化幅度遠(yuǎn)比鹽

官潮差小，最大、最小大潮潮差分別為4.53 m（1962年）和1.56 m（1986年），治江后比治江前豐、枯水文年分別減小0.20 m和增大0.10 m，比治江前豐枯水文年平均值減小0.05 m。

（4） 七堡大潮潮差上包絡(luò)線為平線，沒有明顯的變化趨勢(shì)，但大潮潮差下包絡(luò)線呈上升趨勢(shì)。最大、最小大潮潮差分別為3.62 m（1995和2002年）和0.79 m（1979年），治江后比治江前豐、枯水文年分別增大0.44 m和1.17 m，比治江前豐枯水文年平均值增大0.81 m。

（5） 閘口大潮潮差變化趨勢(shì)與七堡類似，上包絡(luò)線沒有明顯的變化趨勢(shì)，但大潮潮差下包絡(luò)線呈上升趨勢(shì)。最大、最小大潮潮差分別為3.02 m（2002年）和0.57 m（1979年），治江后比治江前豐、枯水文年分別增大0.34 m和0.96 m，比治江前豐、枯水文年平均值增大0.65 m。

4" 治江縮窄對(duì)涌潮的影響

根據(jù)前文分析，治江縮窄引起河床容積減小，沙坎頂點(diǎn)高程降低、位置下移，主槽相對(duì)穩(wěn)定，河床沖淤幅度減小。同時(shí)，造成潮汐特征變化，進(jìn)潮量減小，高潮位抬高，漲潮歷時(shí)縮短，潮差有增有減，倉前—鹽官的中游段潮差減小，上游段（閘口—七堡）和下游段（澉浦）潮差增大。上述河床和潮汐變化，導(dǎo)致涌潮高度和潮景的變化。

4.1" 治江縮窄對(duì)沿程涌潮高度的影響

潮汐中潮差對(duì)涌潮影響最大，Pan等［27］根據(jù)實(shí)測(cè)潮差和涌潮資料，建立了錢塘江河口沿程涌潮高度（H）與當(dāng)?shù)爻辈睿ˋ）的關(guān)系式。

閘口：H=0.563A-0.143" （R2=0.969）（2）

七堡：H=0.634A-0.873" （R2=0.933）（3）

倉前：H=0.732A-0.418" （R2=0.970）（4）

鹽官：H=0.745A-1.192" （R2=0.923）（5）

根據(jù)上述關(guān)系式，基于表4中的潮差數(shù)據(jù)，得到治江縮窄前后大潮涌潮高度見表5，由表5可知，治江縮窄后，鹽官和倉前涌潮高度比治江前豐水年小，但比治江前枯水年大，年際涌潮變化幅度減小。就平均而言，鹽官涌潮高度減小9.7%，倉前略有減小，七堡和閘口分別增大196.2%和60.0%。其中，七堡站位于彎道凹岸，水深較大，涌潮較小，特別是枯水年幾乎沒有涌潮，盡管治江后涌潮高度絕對(duì)值增大并不多，但由于涌潮較小，相對(duì)增大較多。

4.2" 治江縮窄對(duì)涌潮起潮點(diǎn)的影響

澉浦—鹽官河段缺少長(zhǎng)期潮位站，根據(jù)零星的觀測(cè)資料及調(diào)研［7］，治江縮窄前的20世紀(jì)60年代，涌潮起潮點(diǎn)位于尖山一線。因受治江縮窄的影響，沙坎下移，澉浦至鹽官河段發(fā)生淤積，水深變小，到20世紀(jì)80年代中期，起潮點(diǎn)已下移至高陽山，下移了12～13 km。根據(jù)2021年和2022年涌潮科考，目前起潮點(diǎn)又下移至澉浦上游5 km附近。

為彌補(bǔ)實(shí)測(cè)資料的不足，本文采用二維涌潮數(shù)學(xué)模型探討治江縮窄對(duì)涌潮起潮點(diǎn)的影響［20］?？刂品匠虨槎S淺水方程，計(jì)算方法采用能模擬間斷流的有限體積-KFVS格式，該模型經(jīng)多次實(shí)測(cè)涌潮數(shù)據(jù)驗(yàn)證［4，20-21］，模型能較好地復(fù)演錢塘江涌潮的發(fā)生、發(fā)展和消失的全過程。計(jì)算區(qū)域?yàn)楦淮航娬局梁贾轂晨?，治江縮窄前、后分別采用有實(shí)測(cè)地形資料的1959年和2021年，下邊界杭州灣口給定大潮潮位過程，上邊界富春江電站給定枯水徑流量。計(jì)算結(jié)果表明，治江縮窄前涌潮起潮點(diǎn)位于高陽山附近，比調(diào)研結(jié)果（尖山一線）［7］下移8 km，這可能與治理前地形變化很大、在岸邊不能肉眼看到河中涌潮生成有關(guān)；治江縮窄后涌潮起潮點(diǎn)位于澉浦上游5 km，與最近2 a的涌潮科考結(jié)果一致。

4.3" 治江縮窄對(duì)潮景和觀潮的影響

治江縮窄前，江道寬闊，主槽擺動(dòng)頻繁，灘槽復(fù)雜多變，觀潮點(diǎn)多變，潮景不穩(wěn)定，潮到時(shí)間變化較大。治江縮窄后，灘槽相對(duì)穩(wěn)定，主槽長(zhǎng)度變化較小，從而觀潮位置固定、潮景穩(wěn)定豐富、潮到時(shí)間穩(wěn)定。

（1） 觀潮位置固定。治江縮窄前，主槽擺動(dòng)頻繁，當(dāng)主槽臨近左岸時(shí)，右岸發(fā)育大片高灘;當(dāng)主槽臨近右岸時(shí)，左岸發(fā)育大片高灘。從而常常引起觀潮點(diǎn)位置變化，即使是知名的觀潮勝地鹽官，有些年份（如1967年）主槽遠(yuǎn)離北岸，近北岸發(fā)育大片高灘，無潮可觀。治江縮窄后，灘槽基本穩(wěn)定，高灘面積大大減小，新倉、鹽官、老鹽倉、美女壩等觀潮勝地在大、中潮期幾乎都能看到涌潮，只是涌潮高度大小而異。

（2） 潮景穩(wěn)定豐富。灘槽分布和岸線曲折以及涉水工程建設(shè)都能形成豐富多彩的涌潮潮景。治江縮窄前，灘槽復(fù)雜多變，雖然也能看到交叉潮、一線潮等，但位置不穩(wěn)定。治江縮窄后，灘槽基本穩(wěn)定，岸線形狀固定，涌潮潮景更為豐富，出現(xiàn)位置也基本固定。

交叉潮多發(fā)生于新倉一帶，往往能在岸邊看到。治江縮窄后，豐水期尖山段中沙發(fā)育，出現(xiàn)兩汊的機(jī)率增大，因此，出現(xiàn)交叉潮的機(jī)率增大。魚鱗潮實(shí)質(zhì)上也是2股涌潮相交形成的交叉潮，但至少1股必須是波紋潮。近幾年來，一般能在嘉紹大橋下游約10 km范圍內(nèi)看到魚鱗潮。治江縮窄后，鹽官河段、倉前下游河段等地均能看到一線潮，其中尤以知名觀潮勝地鹽官一線潮最為有名。治江縮窄后，回頭潮最為知名的是老鹽倉回頭潮和美女壩回頭潮，前者是幾乎成直角的急彎岸線和高丁壩造成，后者是高丁壩產(chǎn)生，均為治江后新增的潮景。治江縮窄后，最為知名的是新倉沖天潮，成因與回頭潮類似，只是被沖擊的障礙物要求為接近直立式。

（3） 潮到時(shí)間穩(wěn)定。治江縮窄前，從嘉紹大橋到鹽官主槽長(zhǎng)度變化幅度為22～47 km，治江縮窄后主槽長(zhǎng)度基本穩(wěn)定在31 km左右。主槽長(zhǎng)度長(zhǎng)、水深小，涌潮傳播速度慢，反之，涌潮傳播速度快。因此，治江縮窄后涌潮到達(dá)時(shí)間相對(duì)較穩(wěn)定。

4.4" 治江縮窄對(duì)涌潮影響的機(jī)理分析

錢塘江涌潮是東海潮波沿杭州灣喇叭口上溯產(chǎn)生非線性畸變所致，為漲潮波前鋒，主要受下游潮汐、河床地形、徑流和氣象因素的影響。在確定的上游徑流和河床地形條件下，涌潮的強(qiáng)弱決定于潮差大小;觀潮點(diǎn)的位置、潮景分布和潮到時(shí)間決定于河床主槽的長(zhǎng)度、穩(wěn)定性和灘槽的分布格局。治江縮窄后，因潮汐和河床年際、年內(nèi)變化幅度減小，灘槽相對(duì)穩(wěn)定，導(dǎo)致涌潮年際、年內(nèi)變化幅度減小，觀潮位置、潮到時(shí)間和潮景相對(duì)穩(wěn)定。

治江縮窄后，沙坎的頂點(diǎn)高程下降，沙坎整體下移，前坡和后坡變緩，閘口—倉前河段潮差增加，倉前—鹽官河段潮差減小，鹽官—澉浦河段潮差增加，潮差與涌潮高度成正相關(guān)關(guān)系，因此，閘口—倉前河段涌潮高度增加;鹽官—倉前河段涌潮高度比治江前豐水年小，但比治江前枯水年大，年際涌潮變化幅度減小，平均涌潮高度有所減小;鹽官—曹娥江口河段涌潮高度增加。

涌潮強(qiáng)度用涌潮相對(duì)Froude數(shù)（Fr）來表征［6-7］，當(dāng)Frgt;1時(shí)，形成涌潮，初生涌潮的位置即為涌潮起潮點(diǎn)，一般認(rèn)為1.0lt;Frlt;1.7為波狀涌潮（又稱弱涌潮，習(xí)稱波紋潮），F(xiàn)rgt;1.7為破碎涌潮（又稱強(qiáng)涌潮、旋滾涌潮）。Fr的大小決定于潮差與水深（h0）的比值［7，28］。治江縮窄后，潮波變形加劇，涌潮起潮點(diǎn)附近河段（曹娥江口—澉浦）潮差增大，漲潮歷時(shí)縮短;同時(shí)，沙坎下移，河床淤積引起水深減小。兩者共同造成A/h0增大，導(dǎo)致Fr增大，因此，曹娥江口—澉浦河段更容易形成初生的涌潮，治江縮窄后涌潮起潮點(diǎn)下移至澉浦上游5 km附近。

5" 結(jié)" 論

本文基于實(shí)測(cè)地形、潮汐、涌潮等資料，結(jié)合涌潮數(shù)學(xué)模型研究了大規(guī)模治江縮窄對(duì)錢塘江河口潮汐、河床以及涌潮的影響，結(jié)論如下：

（1） 治江縮窄后，高灘面積大大減少，灘槽分布基本穩(wěn)定;山潮水比增大，大致以鹽官為界，涌潮河段下游段淤積，上游段沖刷，沙坎下移。

（2） 治江縮窄后，高潮位沿程抬升，涌潮起潮點(diǎn)附近和涌潮河段上游段潮差增大，鹽官河段潮差減小。

（3） 涌潮起潮點(diǎn)和最大涌潮位置下移，觀潮位置固定，潮景豐富穩(wěn)定，潮到時(shí)間穩(wěn)定，涌潮高度變幅減小，鹽官河段涌潮高度減小。

（4） 從錢塘江涌潮保護(hù)角度，宏觀上需要在涌潮河段維護(hù)較大的潮差和適宜的水深，不宜在涌潮河段及下游杭州灣進(jìn)行大規(guī)模的縮窄，要繼續(xù)維護(hù)杭州灣的喇叭形平面形狀。

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Effect of contracted river on tidal bore in Qiantang Estuary

The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China （No.42276176） and Key Projects of Zhejiang Provincial Water Resources Joint Fund，China （No.LZJWZ23E090006）.

LU Haiyan1，2，PAN Cunhong1，2，HU Chengfei1，2，WANG Qiushun1，2，CAO Ying1，2，ZENG Jian1，2

（1. Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary（Zhejiang Institute of Marine Planning and Design），Hangzhou 310020，China;

2. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Estuary and Coast，Hangzhou 310020，China）

Abstract：Since the late 1960s，the Qiantang Estuary has been narrowed on a large scale，significantly changing the water-sediment dynamics，riverbed evolution and their interaction processes.However，the tidal bore in response to the high-intensity human activities is not fully understood.Based on the measured data of topography，tide and tidal bore，combined with the mathematical model of tidal bore，the effects of large-scale contracted river for regulation on tide，river bed and tidal bore of Qiantang Estuary were studied.The results show that the distribution of shoal and channel was basically stable after the river was narrowed.With the increase of the ratio of river flow to tidal current，roughly bounded by Yanguan，the lower part of the tidal bore reaches was silted，the upper part was scoured，and the sandbar was moved downstream.The high tidal level rose along the estuary，the tidal range increased near the place where the tidal bore occurred and the upper part of the tidal bore reaches from Zhakou to Cangqian reach，and decreased from Cangqian to Yanguan reach.As a result，the occurrence point of the tidal bore and the maximum tidal bore position move downstream，the viewing positions of the tidal bore are fixed，the tidal bore scenery is abundant and stable，the tide bore arrival time is stable，the amplitude of the tidal bore height decreases，and the tidal bore height decreases from Cangqian to Yanguan reach.In order to protect the tidal bore，it is necessary to maintain a large tidal range and appropriate water depth in the tidal bore reach，and it is not suitable to carry out large-scale reclamation.

Key words：tidal bore;tide;contracted river;sandbar;Qiantang Estuary