金桂中，胡成飞

（1.浙江省上虞区港务局， 浙江 上虞 312300；2.浙江省水利河口研究院， 浙江 杭州 310020）

钱塘江河口南岸上虞段建港条件分析

金桂中1，胡成飞2

（1.浙江省上虞区港务局， 浙江 上虞 312300；2.浙江省水利河口研究院， 浙江 杭州 310020）

钱塘江河口上虞段的河势变化及河床演变趋势对萧绍平原的防洪排涝、上虞港区的发展具有重要影响。基于钱塘江多年实测水文地形资料分析了治江缩窄后钱塘江上虞段河床演变趋势，研究表明，治江缩窄后钱塘江上虞段落潮槽以走南为主，河床冲淤变幅仍较大。上虞中沙不断缩小北靠，已与澉浦浅滩相连。上虞贴岸深槽易冲易淤，尚不稳定，且受径流量影响较大。

钱塘江河口；治江缩窄；上虞码头；上虞中沙；贴岸深槽

1 问题的提出

钱塘江上虞段西起曹娥江口，东至上虞、余姚交界处，长约15.0km（见图1），是径流和潮流共同作用的河段，河道宽浅，河床冲淤多变，为典型的游荡型河流[1]。为控制主槽摆动，浙江省和水利部在钱宁院士等一批水利专家的研究基础上，提出了钱塘江河口治理应“缩窄固定江道，削减潮量”[2-3]。20世纪60年代开始钱塘江澉浦以上江道开展了自上而下全线缩窄治理，1997始在尖山河湾北岸开展治江围涂，至2007年尖山河湾北岸围涂工程已基本完成。2002年至今，曹娥江口以西，上虞、余姚岸段开展治江围涂，实施治江规划线，至2013年钱塘江澉浦以上河段除上虞与余姚交界的世纪丘二期外约3.2km岸线尚未到达治江规划线，其它区域均已到位（见图1）。

近年来曹娥江流域雨水丰沛，且随着姚江上游“西排”工程的推进实施，对曹娥江及其下游的钱塘江防洪排涝提出了更高的要求。此外，上虞市近年来经济发展迅速，尤其是上虞新区的快速发展，使其对港口的需求日益迫切[4]。钱塘江上虞段的河势变化及河床演变趋势对钱塘江和曹娥江的防洪排涝、上虞港区的发展以及南岸堤防的维护具有重要影响，因而基于钱塘江河口及上虞港区多年地形测量数据，分析治江缩窄后钱塘江上虞段河床演变趋势具有重要意义，可为上虞港区建设及南岸堤防维护等相关工程提供一定的科学依据和技术支撑。

图1 钱塘江河口形势图及围涂工程图

2 资料与方法

钱塘江每年4、7和11月均有江道断面观测，选取2007— 2016年共30次钱塘江断面观测资料，并辅以同时期上虞 — 余姚河段地形加密观测资料进行分析，以上断面和地形资料比尺均为1∶ 5万。

基于Surfer软件采用Kriging方法对基础地形数据进行插值，转化为栅格数据模型（Grid），得到相应的数字高程模型（DEM）。在DEM的基础上进行相应的河床或地貌单元容积计算，同时基于Grid计算得到相应的河床冲淤量。

采用相关性和偏相关分析研究各动力因素对贴岸深槽的影响，其中偏相关性分析是在控制其他变量的线性影响下分析两个变量间的线性相关，其可以有效地揭示变量之间的真实关系，识别干扰变量并寻找隐含的相关性。如控制x2的线性关系，分析变量x1和y之间的净相关时，x1和y之间的偏相关系数为：

式中：ry1、ry2和 r12分别表示y和x1、y和x2以及x1和x2的相关系数。

3 水文泥沙特征

钱塘江是浙江省第一大河，全长668km，流域面积55558km2，多年平均径流量952m3/s。钱塘江流域存在着连续丰水年和连续枯水年相交替的水文周期变化，年际间差异较大，丰、枯年径流量比值最大可超过4倍[5]；年内有明显的丰水期（3— 6月或4— 7月上旬）和枯水期（7月中旬至翌年2月或3月）之分。

传入杭州湾内的潮波以东海潮波的M2分潮为主，属浅海半日潮。外海潮波传入杭州湾后，受杭州湾喇叭口平面收缩、潮波反射、能量集聚的作用，到湾顶澉浦附近潮差达到最大。澉浦多年平均潮差5.62m，最大潮差9.00m。

钱塘江上虞段是钱塘江河口潮动力条件最强河段之一，实测最大涨、落潮垂线平均流速可达4.00m/s以上。该河段含沙量具有涨潮大于落潮，大潮大于小潮，含沙量变化大等特点[5]。根据上虞码头2009— 2016年实测数据，该水域最大实测涨潮平均含沙量可达4.15kg/m3以上，最小涨潮平均含沙量则仅约0.32kg/m3。该河段底质主要为砂和粉砂，中值粒径为0.089～ 0.145mm。

4 结果与讨论

4.1 江道河势

治江围涂前钱塘江上虞段所在的尖山河湾由于涨落潮流路分叉及涌潮的作用，主槽摆动频繁且摆动幅度很大[6]。北岸尖山围涂后，由于围区的隐蔽作用，北岸边滩淤涨，致使落潮流快速南拐，落潮槽以走南为主。即使在梅汛洪水时，落潮流冲通北沙，形成北汊，但梅汛期后北汊又迅速淤塞消失，主流重回南汊。这主要是由于尖山围涂后，北汊道长度增长，北汊落水比降变缓，水流动力减弱，冲刷能力降低，且梅汛期后的秋季大潮期，该河段受涨潮流控制，北汊与涨潮流间夹角较大，难以发育演变为主槽[6]。

钱塘江上虞段河势与下游段澉浦以下主流走势关系密切，沿乍浦断面上溯的涨潮流向上游分为3支：1支贴北岸上溯，即北岸深槽（北支）；1支涨潮流连接乍浦深潭和秦山深潭，称为乍浦 — 秦山潮汐通道（中支）；另有1支在澉浦浅滩与庵东边滩之间（南支）。经由北支和中支主槽上溯的涨潮流汇合于秦山深潭之后，进入尖山河段，形成北股槽。南支的涨潮流上溯过程中也分为2股，1股是沿澉浦浅滩南侧上溯，形成南支北槽；1股是沿庵东边滩上溯，形成南支南槽，在进入澉浦断面后汇合成南股槽（见图2）。

图2 钱塘江上虞段现状河势图

治江缩窄后，曹娥江口成为涨潮冲刷槽的凹岸，且当前河势下曹娥江口为南股槽的顶冲点，上虞贴岸深槽亦延伸发育至曹娥江口，这不仅稳定了曹娥江口的河势，一定程度上改善了曹娥江大闸闸下淤积问题，同时南股槽和贴岸深槽的走向也有利于曹娥江大闸的泄洪，从而改善了萧绍平原的排涝条件[7]。

4.2 冲淤变化

钱塘江上虞段河床底质主要为砂和粉砂，起动流速较小[8-9]。近年来上虞港区实测资料显示该河段水动力较强，大潮期间，涨、落潮最大流速可达2.00m/s以上，2010年10月大潮期间实测涨潮最大流速达4.44m/s，对河床的塑造能力强。因此，水动力和泥沙特性决定了该河段河床易冲易淤和大冲大淤的特性[9]。近年来钱塘江上虞段河床冲淤变化见图3，2007— 2014年该河段整体呈淤积态势，随着尖山和上虞 — 余姚岸段治江围涂工程的实施，尖山河湾弯道环流效应不断加强，凸岸尖山处河床淤积，凹岸上虞侧河床则在涨、落潮流的共同塑造下，不断刷深，形成了贴岸深槽，局部河床刷深4.00～ 5.00m。2007— 2009年为连续枯水年，主槽长时间走南，再加上2007年尖山河湾北岸围涂完成后，受围区的隐蔽作用，尖山北沙淤积明显。2010、2012和2014年钱塘江均为丰水年，且2011年6月遭遇大洪水，丰水期或洪水期间，尖山北沙冲刷，2010— 2014年尖山北沙局部河床刷低达4.00m；旧仓近岸处河床由2010年4.00m以上的高滩刷低至2014年0.40m左右的中低滩。

图3 钱塘江上虞段河床冲淤变化图

4.3 上虞中沙

上虞水域内中沙是1986年尖山河段主槽偏靠北岸后（即顺直河势），南岸因动力减弱而淤积的滩面。2006年末至2007年初南股槽治理，上虞老中沙外侧抛顺坝与陆地相连，形成新的上虞中沙。新上虞中沙自形成以来，就呈逐年变小的趋势，这主要与附近治江抛坝、促淤围涂，以及澉浦向上延伸的南、北股深槽走向和强弱变化有关。2006年11月 — 2007年11月，余姚为实现一、二期围涂，在陶家路闸 — 西三闸外侧抛坝长约2.1km，随着坝的外抛，澉浦以下向上虞 — 余姚岸段上溯的南支槽，北移了约3.0km，向上游延伸了约1.0km，顶冲点也有所上移，顶冲上虞新中沙，致使中沙面积变小。2007年7月上虞中沙0.00m等高线以上面积约为1643万m2，到2009年7月则只有253.6万m2，2011年后已无0.00m以上滩地出现（见图4）。

图4 上虞中沙0.00m等高线以上滩地面积变化图

随着上虞 — 余姚治江围涂的开展，岸线不断北推，近岸深槽北移在上虞港区前沿形成新的贴岸深槽，通向中沙北侧中槽与贴岸深槽潮流加强，导致上虞中沙不断缩小北靠，2016年测图显示上虞中沙已与澉浦浅滩次生的中沙相连（见图5）。

图5 2016年4月上虞河段滩槽分布图

4.4 上虞贴岸深槽

随着上虞 — 余姚岸段的不断围垦，贴岸深槽不断向北摆动，2013年，上虞 — 余姚规划治导线基本实施到位，上虞 — 余姚岸段贴岸深槽深泓线趋于稳定。上虞贴岸深槽年际和年内冲淤变幅均较大，局部河床冲淤变幅可达4.00m（见图6和图7）。各时期工程水域水动力条件见表1。上虞贴岸深槽受径流和潮流的共同作用，大洪水和强潮均可将其刷深，但刷深后的深槽若无持续且较强的水动力来维持，其亦会迅速回淤，因而表现为易冲易淤、大冲大淤的特性。

2013年贴岸深槽整体水深较强，在强潮的作用下帖岸深槽“上淤下冲”，曹娥江以东嘉绍大桥附近贴岸深槽淤积严峻，淤积幅度2.00～ 5.00m；上虞码头附近贴岸深槽冲刷较为明显，河床刷深1.00～ 4.00m。此后的2014— 2015年平均径流有所加强，潮动力略有减弱，贴岸深槽“上冲下淤”，曹娥江口以东河床局部刷深3.00～ 5.00m，上虞码头局部河床则淤高3.00～ 5.00m。2015年为丰水年，2015年5月 — 2016年4月富春江平均流量约1547m3/s，在强径流的作用下上虞贴岸深槽整体呈冲刷态势，其中上虞码头水域河床刷深1.00～ 2.00m。

2015年4月贴岸深槽整体水深较浅，深槽局部最深点高程高于- 3.00m，此后至2015年7月在洪水和强潮的共同作用下，深槽迅速刷深，上虞码头附近河床刷深约5.00m。此后2015年11月 — 2016年4月虽径流量仍较大，但平均潮差仅为5.94m，潮动力较弱，不足以维持已经刷深的贴岸深槽，导致深槽整体呈淤积态势，上虞码头附近河床淤高 1.00～ 2.00m。

图6 上虞贴岸深槽年际冲淤变化图

图7 上虞贴岸深槽年内冲淤变化图

表1 各时期工程水域水动力条件表

上虞贴岸深槽离岸1.0km以内多年平均低水位下容积（以下简称“多低容积”）变化见图8，整体上2013—2016年贴岸深槽多低容积呈增大趋势，每年7月和11月多低容积大于4月深槽多低容积，体现了大水和强潮对深槽的冲刷作用。各河段深槽多低容积变化均较为剧烈，上虞码头所在的下段贴岸深槽多低容积在2013年7月 — 2014年7月期间扩大了1267万m3，此后至2015年4月该段深槽淤积迅速，8个月间多低容积减小了约1403万m3，即目前上虞贴岸深槽尚不稳定，易冲易淤，尚不具备建设5000吨级以上码头的优良条件。

图8 各段贴岸深槽多低容积变化图

各段深槽多低容积与各动力因素相关性见表2，上虞贴岸深槽整体多低容积与径流呈正相关关系，且相关性较好，尤其与曹娥江排水量相关性较强，可见径流尤其是曹娥江排水量是上虞贴岸深槽发育的主要动力因素之一。钱塘江流域径流具有21a的显著周期[10]，2010年以来为丰水年，因而近年来深槽水深条件较好。深槽多低容积与潮差虽未表现出强相关性，但深槽下段多低容积与潮差的偏相关系数为0.637（曹娥江排水量为控制变量），具有一定的相关性，即潮动力是上虞码头所在的下段贴岸深槽发育的动力因素之一。

表2 各段深槽多低容积与各动力因素相关系数表

5 结 论

（1）治江缩窄后，钱塘江上虞段落潮槽以走南为主，当前河势一定程度上可以改善曹娥江大闸闸下淤积问题和萧绍平原的排涝条件。

（2）钱塘江上虞段水动力和泥沙特性决定了该河段河床的易冲易淤和大冲大淤的特性，年际间河床冲淤变幅大。

（3）随着治江围涂工程的推进，上虞中沙不断缩小北靠，2016年上虞中沙已与澉浦浅滩次生的中沙相连。

（4）上虞贴岸深槽受径流和潮流的共同作用，大水和强潮均可将其刷深，但刷深后的深槽若无持续且较强的水动力来维持，其亦会迅速回淤，整体表现为易冲易淤和大冲大淤的特性。目前贴岸深槽上游径流量尤其是曹娥江排水量是深槽发育的主要动力因素之一。

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Analysis of Shangyu Port Construction Conditions in the South Bank of Qiantang Estuary

JIN Gui - zhong1，HU Cheng - fei2
(1.Shangyu Port Authority of Zhejiang Province，Shangyu 312300，Zhejiang，China；2.Zhejiang Institute of Hydraulics amp; Estuary，Hangzhou 310020，Zhejiang，China)

The trend of river regime and riverbed evolution have an important effect on the fl ood control of Xiaoshao Plain and development of Shangyu Port.Based on the hydrological and topographical measured data，the river evolution of Qiantang River Shangyu reach under the condition of narrowing river was analyzed.Results show the southern ebb channel is main river regime on Shangyu reach, and the variation of erosion and deposition of the riverbed is still severe.The Shangyu Shoal was gradually eroded，and moving northward，connecting with the Ganpu Shoal.The deep channel near Shangyu riverbank is still not stable，and is greatly inf l uenced by runoff of Qiantang River and Cao’e River.

Qiantang Estuary；narrowing river；Shangyu Port；Shangyu Shoal；shoreline deep channel

U651

A

1008- 701X(2017)00- 0018- 05

10.13641/j.cnki.33- 1162/tv.2017.06.005

2017-05-11

金桂中(1968- )，男，高级工程师，硕士，主要从事水利、港口规划建设、管理工作。

E - mail：2634180247@qq.com

胡成飞(1992- )，男，助理工程师，硕士，主要从事河口海岸工程、河口治理、水沙运动规律等相关研究。

E - mail：chengfei_hu@163.com

（责任编辑 姚小槐）