（环境科学专业论文）东江三角洲河床演变研究.pdf

a s t u d y o nt h ef l u v i a l p r o c e s so f t h en e t w o r k c h a n n e l si nt h ee a s tr i v e r d e l t a m a j o r ：e n v i r o n m e n t s c i e n c e n a m e ：w a n gj i n g x i n s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f y a n gq i n g s h u a b s t r a c t t h ee a s tr i v e ri sa p a r to f t h ep e a r lr i v e rw h i c hh a sa na b u n d a n c eo f w a t e ra n da1 i t t l es e d i m e n t i ti sn o t o n l yv e r y f e r t i l eb u ta l s oa r i s i n gf r o m m a n y r i v e r s ，w h i c ht r a m ci sf l o u r i s h i fw eh a v em a d e p l e n i t u d i n o u su s e o fi tt h a tc a nh a s t e nt h ee c o n o m i c a l d e v e l o p m e n t b u t a f t e ri n n o v a t i n g ， w i t hp u r s u i n ge c o n o m i c a lb e n e f i ta n de x c a v a t i n gs e d i m e n ti nav e r y s c o p e ，h u m a na c t i v i t i e sh a v e b e c o m em o r ea n di t l o r ev i o l e n c ew h i c hh a s p r e p o n d e r a t e do v e rt h e f l u v i a lp r o c e s so ft h ee a s tr i v e r ，a n db r i n g i n g u n c o n v e n t i o n a l i t yo n t h eh y d r o l o g y ，s u c ha sw a t e rl e v e lf a l l e n ，t h ew a t e r o ft h ep a r tr i v e ro ft h ee a s tr i v e rd e l t ab e c o m i n gc h a n g e s ，t h o s eh a v e b r i n ga b o u ts o m en e wc h a n g e so f 血ef l u v i a lp r o c e s so ft h ee a s tr i v e t w eh a v e s t u d y t h es o m en e w c h a n g e s t h a tc a n g i v e s o m e r i g h t s t a n d p o i n t so f t h en u v i a lp r o c e s so f t h e e a s tr i v e r b a s e do na1 0 to fd a t ao ff l u xa n ds e d i m e n ti nh i sr e g i o n t h i sp a p e r a n a l y z e d t h eb a s i cc h a r a c t e ra n dt h er u l eo fw a t e rd i s t r i b u t i o na n d s e d i m e n tt h a tw ec a r lk n o wt h ec h a n g e st h a tc a u s e db yh u m a n a c t i v i t y k e y w o r d s ：t h ee a s tr i v e rd e l t a ，t h ef u v i a lp r o c e s s ，h u m a na c t i v i t y , e x c a v a t i n gs e d i m e n t ，n e t w o r k c h a n n e l s i i 第1 章概述 第1 章引言 1 1 问题的提出及其科学意义 众所周知，自2 0 世纪8 0 年代以来，陆海相互作用成为全球瞩目的一个研究 热点。东江三角洲地区，常年受流域的来水来沙和海洋动力的影响是海陆相互 作用比较强烈的地带，再加之，受人类活动的影响，流域的来水来沙、海洋动力 与河床边界之间的相互作用更加剧烈。而流域的来水来沙、海洋动力与河床边界 之| 白：】的相互作用正是三角洲网河区河床演变所研究的内容。因此，对东江三角洲 河床演变的研究也是全球海陆相互作用研究的一部分。 从2 0 世纪8 0 年代以来，为了适应市场的需求及经济的发展，河道无序挖沙 对东江三角洲网河区的河床演变的影响日益加剧，三角洲网河区的一些水道的水 文特性发生根本性的变化，三角洲网河区的河床演变出现了一些新变化、新特点， 而对于这些新变化、新特点又知之甚少。到目前为止，对东江三角洲这些新变化、 新特点还没有全面、系统、深入的研究成果，这严重滞后于该地区的社会、经 济的发展；严重束缚东江三角洲地区的航道整治；制约了航道部门对该地区的 航运规划；成了经济增长的一个制约因素。 为了更好的为经济建设服务，有必要摸清东江三角洲网河区在人类大规模的 河床挖沙后的河床演变规律，同时也可以丰富整个珠江三角洲网河区的河床演变 理论，使其更加完善，更加深入。东江三角洲河床演变研究，对合理开发利用东 江三角洲的航道资源具有战略性的指导意义：并对东江三角滑f 地区的河道整治、 防洪、防暴潮和成害、水资源的保护和台理开发利用，生态环境的保护，城镇规 划、建设等都具有重要的参考价值。 1 2 研究进展 网河型水道作为一种冲积河流类型己引起了地貌学家、水利学家和沉积学家 的关注，成为河流地貌领域、河流沉积领域以及河流水动力领域的研究热点之一。 自二十世纪六十年代以来，就开始了对网河型水道的概念及其与其他类型河流的 区分的研究。如s c h u m m ( 1 9 6 8 ) 以及r u s t ( i 9 7 9 ) 先后对网河型水道作过严格 第1 章概述 的定义，后来，s m i t h s m i t h ( 1 9 8 0 ) 作了更细致的阐述，指出网河型水道是由 发育植被的河间地分开的、比降较小、中等弯越、相互连通的河道组成稳定的多 河道体系。k n i 【g h t o n 和n a n s o n ( 1 9 9 6 ) 进一步论证了网河型水道的河间地是从 连续的泛滥平原上切割而成的，其规模远大于河道的尺寸。m a k a s k e ( 2 0 0 1 ) 又 更进一步指出，网河型水道的泛滥平原及河道间湿地空间上呈现下凹的碟形，更 确切地说应该称为泛滥盆地。王随继( 2 0 0 2 ) 认为网状河流地形成是泛滥平原 上的河道化过程，与此相反，分汉河流是多河道内的江心洲化过程。 在有了明确的概念的基础上对网河型水道的平面形态和边界条件的研究就 进一步展开，s h u m m ( 1 9 6 83 、( 1 9 9 9 ) 认为，作为多河道复合体的网状体系，其 中某个单- n 道可以是辫状、弯曲状或顺直的。s m i t h & s m i t h ( 1 9 8 0 ) 、t a y l o r ( 1 9 9 9 ) 通过实例曾论述过，网河型水道体系中出现辫状河道是例外形式，这种 现象是不多见的。有许多研究者已经指出，河道的边界条件对河道的形态一河型， 具有重要的控制作用。在自然状态下，网河型水道的边界条件是有粉沙质黏士构 成的，粘结性强，难以在低能条件下被水流冲刷，从而保持了河道的稳定性。( 王 随继，2 0 0 2 ) 。 对网河型水道的动力条件的研究进行得比较深入，n a a s o n c r o k e ( 1 9 9 2 ) 基于河道中单位床面的水流功率( w 和泛滥平原上的沉积物结构，将网河水遁 体系描述为：河道的单位床面的水流功率小于1 0 w m 2 ，其中的沉积物是砾和砂； 而丰富的粉沙和粘土沉积在泛滥平原上。并称之为低能粘结性泛滥平原。k n i g h t o n & n a n s ( 】9 9 3 ) 指出，在乎滩流量一河道比降圈中，大多数网河水道位于辫状 河流和弯曲河流以下的带中，表明它具有较低的水流能量。但他们是把网河型水 道看作是单一的水动力实体。实际上，网河型水道体系中每个河道适应自己的流 量而独立予其他河道，运过不屑弱道的流量分配也意味羞水流功率的碱小。其结 果是，网河型水道流体系中的每个河道具有相对更低的水流功率，这就是网河型 水道体系的单个河道具有相当大的侧向稳定性的主要原因( 王随继，2 0 0 2 ) 。 珠江三角洲网河水系不同于一般意义下的泛监平原上的网河型水道，在珠江 三角洲地区还存在着一些孤岛、残丘，它们的存在是形成网河水系的原因之一 ( 吴超羽，1 9 9 5 ) 。所以对珠江三角洲网河区的研究就有别于其他地区的网河型 水道的研究。对它的研究经历了以下几个阶段： ( 1 ) 2 0 世纪9 0 年代以前，珠江三角洲的研究主要是关于网浔形成躁因及网 河定性演变过程的研究。叶汇( 1 9 5 7 ) 、曾昭璇、黄少敏( 1 9 8 7 ) 对思贤溶的研 究：中大河口研究组( 1 9 7 3 ) 对磨刀门水道的研究；叶汇关于科氏力对网河区河 道分水分汉作用的研究；李春初、杨干然( 1 9 8 1 ) 发展起来的关于网河区水位横 向差异造成中部r 高压区”、两侧“低压区”，水流由西江、北江干流向两侧分流， 第1 章概述 形成和保持横向汉道的机理研究等。水利学界在这个时段主要是对河道水沙动力 条件和河床冲淤现象的分析，如乔彭年( 1 9 8 2 ) 在珠江三角洲河道冲淤特性分析 一文中运用1 ：5 0 0 0 河道地形图对比进行河床冲淤分析。黎子浩( t 9 8 5 ) 对联围筑 闸等工程引起河床演变的研究；江沛霖( 1 9 8 1 ) 、刘兆伦( 1 9 8 5 ) 对磨刀门治理 的研究等。 ( 2 ) 2 0 世纪8 0 年代以后，对珠江三角洲的研究进入了个新阶段，研究比 较系统、也比较深入。在这个阶段，对网河型水道河床形成和演变规律的研究、 联围筑闸对河床演变的研究比较多。乔彭年( 1 9 8 1 ，1 9 8 3 ) 关于网河区水系形成 和演变过程的研究、罗章仁等( 1 9 8 2 ) 对珠江干流河口河道演变的研究、李春初 ( 1 9 8 2 、1 9 8 3 ) 、应轶甫( 1 9 8 4 ) 、赵焕庭( 1 9 9 0 ) 、徐君亮等( 1 9 8 5 ) 、罗章仁( 1 9 8 5 ) 等学者对各河口口门水道、口外拦门沙的演变、河道伸长的过程及影晌、动力与 河床形态的关系、河流与海洋动力特征及其与网河河床演变的关系的研究。联围 筑闸对河床演变影响的研究也更加深入。由于大规模的联围筑闸引起了河道洪水 水位显著抬高、低水位也相应抬高，从而加重了洪涝灾害，因此，迫切需要对这 方面的研究，罗洪授( 1 9 8 2 ) 、张声才( 1 9 8 0 ) 、何卓霞( 1 9 8 4 ) 等对此进行过深 入的研究。在此期间，比较系统，深入的研究成果是交通部的九、五攻关项目： 由中大河口所的罗章仁、杨清书、罗宪林等老师完成的对珏北江三角洲的河床演 变研究，把对珠江网河型河道的河床演变理论提高到个新的高度。此外还开展 了对航道的开发治理和港口发展条件的研究等。 1 3 主要的研究方法与资料的收集情况 1 3 1 所使用的主要方法 本文在收集大量相关资料的基础上，以河床演变学为基本方法，结合水力 学、水文学、河流动力学及泥沙运动学等为基础的多学科定量计算方法，对东 江三角洲网河区近五十年来的河床演变作详尽的、系统的分析，主要方法有： ( 1 ) 常规的数理统计方法：运用常规数理统计方法，对东江三角洲网河区的 水文泥沙条件进行统计分析，在此基础上综合分析东江三角洲网河区的水文泥沙 的基本特征和多年的水沙变化特征。 ( 2 ) 运用模糊聚类分析法对三角洲床沙进行分类的分析，探索其动力特征。 ( 3 ) 运用非线性分形法对东江三角洲的水沙进行非线性分形，探讨其水沙的 第j 章概述 变化趋势。 ( 4 ) 运用小波变换对东江三角洲的水位、流量进行分板研究，探讨水位、流 量的变化规律和海洋动力特征和对网河区河床演变的影响。 ( 5 ) 河床演变学的方法：运用此方法对东江三角洲河道近五十年来的河道地形 变迁和冲淤演变规律进行分析，并进行定量计算。 此外，针对入类活动对东江三角洲河床演变的影响的加剧，运用社会经济学的 一些原理来探求其作用的强度和作用的效应，综合分析东江三角洲网河体系的河 床演变，为合理开发利用东江三角洲的航道资源提供合理科学的依据，为东江三 角洲水资源的合理分配零j 甩提供可行性论证。 1 3 2 资料的收集情况 本文收集了大量的关于东江三角洲方面的资料，主要包括： ( i ) 1 9 5 2 年、1 9 6 4 年、1 9 7 2 年、1 9 9 7 年、1 9 9 8 年、2 0 0 2 年东江三角洲网 河区大比例尺酒道逑形强资料。 ( 2 ) 东江三角洲网河区洪、枯季的河床表层沉积物的分析资料，同时对东 江三角洲网河区进行了实地地貌调查、采砂情况的询问调查等。 ( 3 ) 收集了东江三角洲网河区的一些潮汐、径流方面的资料，有助于对三 角洲网河区的海、陆两种动力条件进行对比分析，探讨其相互作用。 4 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 东江三角洲也是经历了沧海桑田的变化，它是在东莞断陷红盆地的基础上， 从末次海侵以来，由广州“溺谷湾”的一部分演变而来的( 曾昭璇，1 9 7 7 ) 。为 了揭示东江三角洲河床演变的规律，有必要对东江三角洲水系的组成、历史演变、 河道特性进行分析研究。 2 1 东江三角洲网河水系组成及研究范围 东江干流发源于江西省寻邬县境内的桠髻钵，上游称寻邬水，流经广东省的 龙川县合河坝，与安远水汇合成为东江干流，再向西南流经和平、龙川、河源、 紫金、博罗、惠阳、增城等县、市，至东莞的石龙镇，就进入东江三角洲网河区。 东江进入网河区后分为南、北支流，南支流流经道浯的泅盛口，注入狮子洋，北 干流流经麻涌的大盛口，注入狮子洋，最后经虎门出海。从源头至东江口，全长 为5 6 3 k m ，平均坡降为0 3 9 ，流域面积为3 5 3 4 0 k r n 2 ，大约占珠江流域总面积 的7 7 9 ，其中上游在江西省境内约为3 l o o k m 2 。除干流上游寻邬水外，集水面 积在1 0 0 0 k m 2 以上的支流有新丰江、秋香江、公庄河、西枝江、石马河、沙河、 增江等，集水面积在1 0 0 k m 2 以上的支流如车田水、黄村水、拍埔水等三十多条。 东江三角洲的网河体系( 见图2 一】) ，是以石龙为顶点，呈放射状地向下游发 展，分四个口门注入狮子洋。东江千流在石龙分叉后，形成南支流和北干流。南 支流( 又称东莞水道) 从石龙以南流经石碣、莞城出中堂水道，最后流经道浯， 经滔盛围流入狮子洋，全长约4 5 k m 。北干流沿石龙北向西流至毅加埔，接纳增 江，至白鹤洲转向西南，最后经大盛口注入狮子洋，全长3 8 k m 。东江三角洲网 河区河网密布，河道纵横交错。北干流在东莞的乌草墩分出潢涌，由于它刚好斜 对着增江口，因此可以分去增江洪水流量的四分之一左右，对干流的分洪作用较 大，在东莞的斗朗又分出倒运海水道，在东莞的斗鼓洲和南洲附近，分出风涌和 麻涌水道。南支流流经莞城附近，河道分为两支，一支经东莞南下，至西大坦的 泗盛围出海，是南支流的主流，河道弯曲迂回，尤其是在龙湾、官桥滔河段最明 显。全河段公有河汉二百余条，水流缓慢，河床较浅。南支流的另汉道经芦村、 中堂、莲花醴、漳澎处狮子洋，这一支叫中支流，又叫中堂水水道，在大王洲入 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 倒运海水道。中堂水道从樟村起，河道弯曲较大，河汉甚多，到芦村后河道变得 比较顺直，其中有中堂和风涌通北干流，入倒运海后，河面较宽，约5 0 0 8 0 0 m ， 水深在5 m 以上，比降平缓；风涌是北干流和中堂水道之间最大的分水水道，水 流平时东流入北干流，当东江来水不大，增江的洪峰先到时，则由北干流流入中 堂水道，形成懈流。中堂水道在发疯墩分出洪屋涡水道，此水道在在四围汇入东 莞水道。东莞水道在金熬洲头又分出大汾北水道，在大公洲附近又汇入东莞水道。 整个三角洲的面积为3 1 9 5 k m 2 ，河涌水面面积为5 8 k m 2 ，网河密度达1 8 2 ，河 网密度大于西、北江三角洲。东江三角洲网河体系，由于狮子洋强大的潮汐水道 的阻隔作用而自成一体。 本文的研究区域就是东江自石龙以下的东江三角洲网河区水系。 2 2 影响东江三角洲网河体系演变的因素 影响网河区水系演变的主要因素有流域的地质地貌、来水来沙和海洋潮汐动 力这三大主要因素。 东江三角洲地处南亚热带地区，径流充沛，含沙量较低。流域的水沙条件比 较适合于网河区的形成：东江三角洲的流量丰沛，但年内分配不均、年际变化较 大，使洪水流量常数倍于平滩流量，水位变幅也较大，河流漫滩时有发生，易冲 缺滩地边缘的天然堤，在其低处形成新的河汉。加之推移质来量相对较低，在洪 水过程中，虽然也有此冲彼淤的变化，但冲淤幅度很小，河道相对稳定。所以， 东江三角洲的径流动力的基本特征就决定了东江三角洲的水系多河汉、但河道相 对稳定的网河类型。 在地质地貌条件方面，也有利于三角洲网河体系的形成演变。在东江三角洲 是在北西向的南岗一太平断裂；北东向的石龙一厚街断裂；东西向的广州一罗浮 山断裂的地质基础上，由“广州溺谷湾”的一部分形成的典型三角洲( 黄玉 昆，1 9 8 3 ) 。 海洋潮汐动力对东江三角洲网河体系的形成也起着重要作用，在维持河汉和 口门的稳定性也起着一定积极的作用。 东江三角洲网河体系在其形成的过程中，经历了大约6 0 0 0 年的历史演变，才 逐渐目前的网河体系。在距今约6 0 0 0 年前，由于第四纪冰期的结束，使全球的海 平面大幅度的上升，淹没了珠江古河谷( 图2 。2 ) ( 黄镇国、李平日等，1 9 8 2 ) ， 形成了“广州溺谷型吉海湾”。在吉海湾的东部地区就发育了后来的东江三建洲 网河水系， 6 匦匿暮幕媛马长_i小匦 馘潭刊!：y越冬i_|：嵊*暮匡幂谣甚*船n拣 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 2 3 东江三角洲的历史演变 在东江三角 a q 的演变过程中，狮子洋的演变对其海洋动力作用有重要的影 响，所以首先来探讨狮子洋的历史演变过程 图2 2 中全新世珠江河口湾示意图 2 3 1 狮子洋的历史演变 狮子洋是由西北江三角洲和东江三角洲在广州溺谷湾淤积而成的海股，呈 三角湾形态，目前是向狮子河道的变迁，即正在形成水网区的过程中( 曾昭璇， 1 9 8 2 ) 。 晋广州纪称；“广州东百里有村，号日古斗村，自此至海，溟渺无际”。 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 宋新编方舆盛览亦称南海庙浴日亭是 海庙前为“大海”( 宋、杨万里诗) 。可见 “前瞰大海，茫然无际”。宋时并称南 当时狮子洋是个大海湾。故大步在南 汉为眉珠池所在，即静水养养珠海湾。虎门北海中海生有珊瑚，这是有浪的海里 才有的。即宋代墩头、沙路、菱塘一带仍是海湾，墩头在清代还是狮子洋深槽所 在，一直维持到19 2 8 年。由于东江来沙淤成边滩，至今5 0 年。( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 珊瑚碎屑亦有宋代记载，( 1 2 2 1 年) 舆地纪胜8 9 卷称：“珊瑚洲在东莞南 五十里，昔有人拖得珊瑚树，故名。”又图书集成广州疆域图，“珊瑚州在虎 门寨北海中，盖今阉西山南诸洲地也”( 见东莞县志卷八) ，今这里仍可见到。 位置亦在海心沙东西航道中，深一7 3 m 至l j 一1 1 0 m 的灰色砂质淤泥层中。说明当时 狮子洋还是海湾( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 狮子洋西潭山村前，东岸漳澎、大步均有反酸田，下有“木龙”( 即红树头) ， 都说明今天两侧的平原为海。潭山南官桥岳西闾为红树林海湾，柏棠到潭山山边 有沙堤，故古狮子洋比现在要阔2 3 倍。莲花山、浮莲岗为海上孤岛，石楼、石 基为宋村，当时当依山而居。即已沙坦浮生成田。但1 8 8 2 年番禺县志引“水 经郦注云：海在郡南城，沙湾、菱塘两司，地多边海”。即菱塘在唐前是海边， 明初在菱塘屯田，树亦明建，1 5 6 2 年广东通志亦载：田步、明经、石头、菱 塘、官桥、榄山、石基已屯田，即明代又扩展一次。今柏棠到石楼小河涌即为当 日汉道，把潭山和菱塘分开。即宋代潭山村到明代菱塘村为两期坦地。这里淤积 特快是因为当珠江正干由东西流向南北流的凸岸湾道，有利于堆积( 曾昭璇， 1 9 8 2 ) 。 石楼、石基口南莲花山水道两侧淤积一快。清流沙见于清末，同治十年番禺县 志称：“清流沙田坦，共九顷十一亩”，咸丰五年( 1 8 5 5 ) ，菱塘司赤山乡陈族 送入学富。”按清流村开村于1 8 5 0 1 8 7 0 年，低涌为1 8 6 0 18 7 0 年，海滂村为 1 8 4 0 1 8 7 0 年，观龙村为1 8 7 0 1 8 8 0 年。东涌为1 8 3 0 1 8 5 0 年。即莲花山水道西 侧大部分为清代才浮生成陆的。如南派的头、二、三围成围已在2 0 0 年前。莲花 山大围亦建成1 5 0 年，故狮子洋西岸到清代中叶已成，即己定型了。观音沙成沙 于明，但拍围亦1 0 0 多年。这样狮子洋两边的小海湾才填塞成陆( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 莲花山水道今天仍淤，因老渔民反映2 0 0 年前，渔船可泊莲花山，该莲花山围亦 筑于1 5 0 年前，即n 边为坦地。山北胜村建村2 0 0 年，故清代边滩y - f 可n 子洋扩展。 今天所成6 0 0 8 0 0 m 宽的莲花山水道( 又名浮莲冈水道) 仍在向窄浅方向发展( 曾 昭璇，1 9 8 2 ) 。 狮子洋变狭的另一个现象为海心沙发育。主要沙洲大致可以以沙湾水道分为 南北两群。北群指海心洲、大沙、江欧沙；南群指沙仔小虎和南湾洲等沙洲群。 前者是珠江泥沙受沙湾水道口顶托形成于莲花山南河道扩展处。后者成于珠江和 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 沙湾水道合流后河道扩展处。海心到江欧沙的形成，把漏斗状的狮子洋分出一条 莲花山水道，使洋面变狭一半以上( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 海心沙、江欧沙成于元代，因石楼村已开村3 0 代，原住马安山脚( 今仍有码 头遗迹) ，据陈氏族谱称：“十一祖时浮海心、江欧”，即两沙约在6 0 0 年前浮生， 也就是在元代已出水成坦。明代扩大。大沙也浮生，莲花山水道形成。清代开始 成围及建村。海心洲上的合兴村建于i 8 2 0 1 8 4 0 年。清代抛石堤筑围，使沙洲扩 大。清末以来，大沙、江欧、海心沙已有台并的趋势。解放后，即连成一大围( 1 9 5 8 1 9 5 9 年) 。它们形成即为上游墩头河道狭缩，莲花山南成为广阔河道，故中游淤 出成沙( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 南部沙洲沙仔、鬼墩沙等一群，今天共有七个。由沙湾水道出口处鬼墩沙起， 依次为洲仔、海心沙( 和沙湾水道北海心沙不同) 、大墩头、小虎，小虎北为沙 仔，南为南湾沙共七个，更南为大虎。小虎、大虎都是“丹霞地形”。小虎村开 村2 5 0 3 0 0 年前拍围在小虎山北的联复围约2 0 0 年。北湾、新b 东环围约1 5 0 年。 即以小虎山以北围沙滩发育地点。是为浮莲冈及沙湾水道汇流的沙脊堆积，受小 虎山的阻挡而大片淤出水面。沙仔也有同样的沉积环境，故成沙也较早，海心沙 则是清末才形成的，实即莲花山和沙湾水道的汇口洲沙脊一部分( 沿沙脊还生成 有大墩头、洲仔、鬼墩沙等) ，并以狮子洋为出口的拦门沙形式存在。小虎山近 1 0 0 年又淤出南湾洲，但这些沙洲出水年代是近期，如南湾洲出水是1 9 3 0 年，洲 仔是1 9 5 0 年，大墩头是1 9 5 8 年，目前且有变浅的趋势，如小虎西河道1 9 5 9 奶奶到 1 9 7 3 年淤高8 c 叫a ，表示有心滩并岸的趋势，即小虎西水道有趋向灭亡的形态。 这样，狮子洋也被淤塞了一半宽度以上。廖廷相广东图说( 1 8 9 1 ) 提到海心 洲中还有四沙，今己成为边滩( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 从狮子洋东岸的东江三角洲前缘岸线的平直，西岸菱塘到海心沙、江欧沙、 沙仔岸线也大致平直，反映狮子洋目前河道是阻虎门两侧节点山地为依据，收束 成大致2 k m 宽的水道( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 2 3 2 东江三角洲历史时代河道的变迁 东江南、北汉道的发育历史据钻孔资料分析，南汊要比北汉为早。据史籍记 载，东江南、北汉道在千多年以前仍然是游荡性河床。由宋代以后才逐渐固定下 来。这是与人们对东江三角洲的开发利用而筑堤防洪有关( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 石龙河段的固定始于宋代筑东江堤。据东莞县志( 1 9 1 1 年) 称东江堤“在邑境 东，接循惠，每东江夏潦暴涨，则濒江之田尝罹其害。宋元祜二年( 1 0 8 7 年) ， 李岩始于京山牛渡海西湖福隆水南石贝司马头等处，筑长堤以捍之，延袤万余丈， 第2 章东江三角洲网河水系组成及历史演变 护田九千八百余顷”( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 但东江堤北还是河网地带，如石龙东的黄家山与王屋辨i t f b q 九被汉道所隔 开。据东莞县志( 1 7 9 7 年) 载：“东江一自缸瓦洲( 即王屋洲) 岐， 而西绕黄家山，过石龙复合，水南石碣当其下”。又据广东舆地图说( 张人 骏，1 8 9 7 年) 称：“东江，屈西北绕黄家山汛复合，西南别出为到涌水 ( 应南支流之误) 又西经石龙镇。”目前该汊道已淤塞，当遗迹仍可以见到( 文 献2 4 、2 5 ) 。又如当日石龙南北亦有汊道分开，后来明代沿道故疏浚，称之为九 龙澡( 意即大水入小水) ，如东莞县志( 1 9 1 1 年) 称明崇祯年间( 1 6 2 8 一1 6 4 4 年) “邑人徐北魁开，引东江水由西北逶郦而入，长八百余丈，阔十丈，盛八 丈，跨桥三，日东兴，日百花，日西隆，雍正八年( i 7 3 0 年) 王佐等重渡， 岁久堙没。”可见宋代东江堤外岐流尚多( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 明初又在石龙以西筑堤。据东莞县志( 1 9 1 1 年) 载：“三村圩水南石碣 南埔( 即南浦) 三村也，明洪武二十六年( 1 3 9 3 年) 老人黄良佐奉勘建筑圩岸七 千余丈，包围三村，抵捍东江派分南北两流潦水，保护田地三百余顷”。 清代又在石龙以东加固黄家山基围，增建五村大围，土瓜十四约基围等，以固定 东江干流。如东莞县志( 1 9 n 年) 载：“黄家山基围，长三千三百余丈，东 自龙眼寮( 石龙以东3 5 k m ) 起，西至沙河水1 ：3 ，皆捍东江，北自龙眼潦起，西 抵黄家山，皆捍沙河水，中包围黄家山等村，堤旧卑薄，道光间( i 8 2 1 1 8 5 0 年) 乡人黄如山筹款增筑完固”。同书又称土瓜十四约基围“长一万一千五百余 丈，东自马嘶龙叫起，西抵下南，皆捍东江。北自马嘶土瓜村起，西抵圻兰，皆 捍沙河水，中包围十余村，护田四百余顷”( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 此外，还在石龙以西增筑堤围，进一步固定南北汉道。上书又称：“而上流五村 堤及北岸土瓜黄家山三村圩等并皆屹立，捍御河流甚隘，宣泄为难，至中堂一属， 自三村圩南浦西梁家村起至三坊洲( 在江南附近) ，堤长三千六百余丈，以北捍 东江正流，又自三村圩石碣西洲头村起至罟步( 即高步) ，堤长三千四百余丈， 以捍东江支流。三坊洲罟步而下，东流西流入狮子洋处，其间百余乡村，皆筑立 堤圩，捍水护田不可胜数，盖上自惠州，下接狮子洋，几无东江游淤之地矣。” 但比较清初和清末地图还知道中堂与石龙之间，水道仍很广阔，清未始淤平成陆 ( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 以上说明，自明代至清，东江河道逐渐固定，并且明显得分出北干流与南支 流( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 2 4 从历史时期看东江河汉发育成北干南支的原因 第2 苹东江三角洲网河水系组成及历史演变 根据钻孔资料分析，南汉要比北汉为早，在2 0 世纪8 0 年代以前，按理来说南 支流应该是东江三角# 。i i 的主干流，现在我们所说的北干流应该是支流，但为什么 会出现相反的结果呢? 从东江三角洲的河道的历史变迁来看，东江发育最后演变 成北干南支的原因可能是如下几个方面： ( 1 ) 、河流比降的变化：在唐代，当东江三角洲前缘抵达中堂一莞城一线时， 东江出海距离由石龙起算是南汉短于北汉，故河床比降理应是南汉大于北汉，侵 蚀力较强。但宋代以后，由于三角洲的发育偏向南移j 故南、北汉道出海距离反 而变成南长北短，北汊消水快于南汉，因而袭夺了东江半数以上的水量成为主流， 例如目前石龙汉道上的分流分配比已是北汉比南汉的大1 4 左右( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 ( 2 ) 、石龙以东弯道发育的影响：从史籍记载来看，宋代以后不仅河岸淤积 加强，河床收窄，而且弯道发育。如东莞县志( 1 9 1 1 年) 称：“自宋以后， 沦桑渐更，近则福隆堤外，上至黄家山，下至鳌峙塘，皆堤外有堤、直濒江浒。” 原来东江由上南直下石贝，樊屋至鳌峙塘，以后由于鲤鱼洲的产生，弯道发育， 水流射向樊屋，然后又受岩槛放射，再折向石龙东进如北汉( 曾昭璇，1 9 8 2 ) ， 见图2 3 。 ( 3 ) 、南支流本身汉道发育的影响：南支流汉道系统形似棱状，在樟村便分汊， 使河宽4 5 0 m 的南汉道迅速收窄在3 5 0 m p d , 下，造成上游壅水。樟村以西有四条三级 支汉，即赤活口河、大汾北、南支流( 深海河段) 和厚街水道。这些汊道浅窄， 曲率大，输沙输水困难，加上诸汉在杨公洲附近汇合，河水相互托顶，更加增加 了上游的壅水和泥沙的堆积( 曾昭璇，1 9 8 2 ) ，再者，南汉的出口一泗盛的潮汐 强于北汉的出口大盛，所以南汉由潮流作用产生的径潮相互顶托的现象比北汉强 一些，此举也加剧了上游河道的壅水和泥沙的堆积，使河床中浅滩发育，从而影 响了南汉的行水能力( 曾昭璇，1 9 8 2 ) 。 目前由于人类活动的影响，致使三角洲网河区的水文特性在短时期内又发生 了逆转，呈现出南支流的分流比大于北干流的情形，足可见人类活动的影响效应 多么巨大。 南支流 图2 - 3 弯道对石龙南、北支流分水的影响示意图 1 2 第3 章东江干流的水文泥沙的基本特征 第3 章东江干流的水文泥沙的基本特征 在自然状态下，流域的来水来沙条件和海洋动力条件是影响三角洲网河区的 主要动力因素。东江三角洲网河区的河床演变受径流动力和海洋潮汐动力的共同 作用，本章先详尽的讨论东江三角洲的径流的水沙动力基本特征。 东江三角洲地区地处低纬，属南亚热带季风气候区，雨量充沛，多年平均降 雨量为1 4 7 0 毫米，其中9 0 集中在汛期的四至九月。根据东江干流进入网河区 前的控制水文站博罗站的1 9 5 4 年至2 0 0 2 年的流量、含沙量的月平均序列资 料进行统计分析可知，博罗站的多年平均流量为7 4 1 m 3 s ，多年平均含沙量为 0 1 2 1 k g m 3 ，多年平均输沙量为7 0 1 9 k g s ，多年平均径流量为2 2 9 1 0 8 r f l 3 ，多 年平均悬移质输沙量为2 9 4 万吨。 从增江进入东江三角洲的控制水文站一麒麟嘴站的1 9 5 4 年到2 0 0 1 年的流量 序列进行统计分析可知，其多年平均流量为1 2 1 m 3 s ，比博罗站的小得多。所以 东江干流博罗站的来水来沙对东江三角洲河床的演变的影响是主要的，东江干流 的来水来沙进入网河区后，重新进行分配和调节，从而影响整个东江三角洲的水 沙特征。 3 1 水、沙特征 以博罗站的来水来沙资料分析东江干流在进入三角洲网河区前的水文泥沙 特性，并以此对网河区分水分沙规律作进一步分析： 3 1 1 流量交化特征 ( 1 ) 流量的年内变化特征。由于东江三角洲地处南亚热带季风气候区，径 流充沛，季节变化明显，这也导致东江干流的流量大，但季节变化也很显著。据 统计，博罗站多年( 1 9 5 4 2 0 0 2 年1 的平均流量为2 2 9 1 0 8 m 3 ，占珠江入海总径流量 的7 o 。根据博罗站多年的月平均流量资料分析可知( 图3 ，1 ) ，东江干流的各 月的流量的变化明显，其中6 月份的流量占全年流量的1 7 3 9 ，为最大；1 月 份的只占全年的- 3 9 5 ，为最小。 第3 章东江干流的水文泥沙的基本特征 i ：l ：i l ：h三i ；! ：i ：i i ； 月份 图3 2 博罗站不同年代的月平均流量变化 1 l1 2 月份 从图3 2 分析知东江干流的流量的季节变化也十分显著，从而使三角洲内的 河道的流量的季节变化也很显著，有明显的洪、枯季之分。根据1 9 5 4 年到2 0 0 2 年的多年的月平均流量在年内的分配和变化图( 图3 1 ，图3 2 ) 可知：博罗站 的多年月平均流量在1 至3 月较小，4 月开始进入汛期，流量也开始增大，到6 月份时达到最大，平均可以达到2 0 0 0 m 3 s 左右，此后，流量又逐月减少，到次 年的1 月份减i j , n 最小值，平均为3 5 1 m 3 s ，其多年平均的月平均流量分布呈上 抛物线型，从博罗站不同年代的月平均流量图( 图3 2 ) 可以看出，东江干流的 水量主要集中在4 至9 月，其流量之和约占全年总流量的7 0 以上，而具体到某 些年份来说：其分布的形态又略有不同；最大流量出现的月份又有所不同；汛期 持续的长短又略有不同，以十年为一时间段，2 0 世纪的5 0 、6 0 、7 0 年代的1 0 年平均的月平均流的分布类似，都是以6 月份的月平均流量达到最大，而2 0 世 纪8 0 、9 0 年代特别是2 0 世纪9 0 年代以来的月平均流量的分布变化有点异常： 月平均流量的最大值出现在8 月份。从图3 2 中还可以看出流量分布的另一个特 征，即2 0 世纪8 0 年代后流量的峰值明显比2 0 世纪8 0 年代前的流量的尖峰变得 平缓，峰值有很大的削弱，如2 0 世纪8 0 年代前6 月份的多年平均的月平均流量 1 4 | | ：| | l | | | | | | | | | | 第3 章东江干流的水文泥沙的基本特征 一般都超过1 5 0 0 m 3 s ，最大的月平均流量达到了5 0 0 0 m 3 s 左右，而2 0 世纪8 0 年代后的不同年代的月平均流量明显小于1 5 0 0 m 3 s ，最大月平均流量仅在 2 5 0 0 m 3 s 左右，流量的峰值明显削弱的原因是博罗站上游的枫树坝、新丰江、白 珠笳三个大的水库的建立起到了显著的削洪调峰的作用。 3 1 2 流量的年际变化特征 东江干流博罗站的流量变差系数c v 值为o 5 0 ，比西江高要站( c v 为o 2 9 5 ) 和北江石角站( c v 为o 3 6 3 ) 的大( 罗宪林、杨清书等，2 0 0 2 ) 。表明东江干流 流量的多年变化在三条江中尤为突出，即东江干流来水过程的变幅壤大，这与东 江博罗站所在的河段具有一定山区河流的性质有关。 再从图3 3 中分析知东江三角洲网河区的河道的流量的年际变化甚为明显， 首先出现明显的丰、中、枯水年之分( 丰、中、枯水年的划分标准是年径流量大 于1 2 倍多年平均径流量为丰水年；小于o 8 倍多年平均径流量为枯水年：介于 两者之间的为中水年) ，如1 9 6 3 年为最明显的枯水年，年平均流量为2 6 3 r n 。s ， 1 9 8 3 年为明显的丰水年，年平均流量为1 3 1 0 m 3 s 。东江博罗站最丰水年和虽枯 水年的年径流量的比值为4 9 8 。 嚣 赢1 0 0 0 萎 s 。0 廿 f - - ： 2 0 0 iliiii 量i 年份 图3 - 3 博罗站的年平均流量随时间的变化 3 1 3 东江流域洪水特征 东江流域的集水面积为2 5 ，3 2 5 k m 2 ，多年平均年径流深为9 5 2 6 m m ，发生年 最大洪峰流量时的1 5 天最大洪量为3 2 ，0 亿m 3 ，占三条江洪水总量的9 8 ，东 江1 5 天洪量占东江全年径流量的9 9 1 3 2 ( 西江的占其的9 t 3 1 3 、北江的 占其的1 5 7 1 9 7 ) 。东江发生1 5n n n n 4 、值为1 9 6 3 年，最大的为1 9 8 5 年， 墨! 里查江干流的水文泥沙的基本特征 从而可以看出发生最大洪水和最小洪水的年份多数就是最大年径流与最小年径 流的年份。换言之，年径流的大小主要与洪水的大小有关。比较年最大洪峰流量 的变差系数c v ( 东江为0 6 9 、西江的为o 4 8 、北江的为0 f 3 7 ) 和流量洪峰最大与流 量洪峰最小之比值( 东江的为2 1 3 、西江为1 34 、北江为6 5 ) ，可以看出东江的 最大，表明东江的洪水变化幅度大，变化较为剧烈，其主要原因为东江流域不仅 受锋面雨的影响，而且流域面积较小，中下游又经常受台风雨的袭击，再者，东 江干流博罗站代表的河段具有一定山区河流的性质，即洪峰历时短，变幅大，所 以其c v 和流量洪峰最大与流量洪峰最小的比值较大，根据统计，东江中游5 6 月的降水量比上游及下游约多5 0 ，7 8 月约中游降水量比上游多5 0 ，下游 降水量比上游约多1 0 0 。例如1 9 7 9 年9 月下旬，东江下游受到1 3 号台风的袭 击，下游西枝江及邻近地区发生百年不遇的特大洪水，淹没了惠阳等县。东江较 大洪水的年最大洪峰流量多数在6 月份，只有i 9 5 5 年发生在7 月2 4 日；一般年 份的年最大洪峰流量甚至迟到1 0 月下旬发生，主要是由于东江靠近沿海，易受 台风的影响( 冯掌，1 9 8 0 ) 。 3 1 4 东江干流的含沙量、输沙率的分布特征 东江干流博罗站的多年平均含沙量为01 2 1 k g m 3 ，可以看出东江是一条含沙 量很小的河流，年均输沙量为2 9 4 1 0 4 t ，占珠江输沙总量的3 3 ( 罗宪林、杨 清书，2 0 0 2 ) 。 从图3 4 和图3 5 分析知，东江干流博罗站的含沙量的年内变化也很大，在 一年中主要集中在3 9 月，最大含沙量一般出现在5 6 月；最低含沙量一般出 现在1 2 月和次年的1 月，这两个月的其多年平均仅为o 0 1 8 5k g m 3 。从图3 - 4 还可以得知：汛期( 4 9 月) 的含沙量在2 0 世纪8 0 年代以后要比2 0 世纪8 0 年代 以前要低一些，2 0 世纪8 0 年代以前，汛期的多年平均含沙量为0 1 3 2 5k g m 3 ， 而2 0 世纪8 0 年代以后为o 0 7 8 5k g m 3 ，两者相差一倍左右，这与上游水库对汛 期流量的调节和对泥沙的拦截有很大的关系。从图3 - 6 可知，东江干流的高输沙率 主要集中在汛期的4 9 月，其输沙率占全年的9 0 左右，输沙率的随时间的变化 与含沙量随时间的变化具有相同的趋势，即在汛期，输沙率在2 0 世纪8 0 年代以 后要比2 0 世纪8 0 年代以前低得多，2 0 世纪8 0 年代以前多年平均输沙率为 1 4 9 2 3 k g s ，而2 0 世纪8 0 年代以后为8 0 0 0k g s 。从图3 - 6 还可以分析出一个明 显的特征：9 0 年代以后，月平均最大输沙率不是出现在汛期的6 月，而是出现 在8 月份，这与多年月平均流量的变化有直接的关系( 见图3 ，2 ) ，因为从2 0 世 纪9 0 年代以来，多年月平均流量的最大值出现在8 月份。 1 6 至! 兰至坚王堕竺查茎婆鲨塑苎查塑笙 因为博罗水文站是东江干流进入三角洲网河区的控制水文站，博罗站的水沙 变化直接影响其下游网河区的水沙的变化。从图3 - 7 和图3 8 和表3 - l 可以看出， 东江三角洲的网河水系的含沙量和输沙率具有年际变化，即不同年份的年平均含 沙量和输沙率的大小不同，最大含沙量和最大输沙率出现的月份亦不相同f 见图 3 1 5 、图3 6 ) 。我们也可以参照流量的划分方法即依据输沙率的大小把它分为丰、 中、枯沙年，如1 9 6 3 年最为明显，其年平均输沙率仅为7 , 9 8 1k g s ，而1 9 8 3 年的年 平均输沙率为1 2 5 6 2 9k g s ，称其为丰沙年( 丰沙年、枯沙年与中沙年的划分与丰、 中、枯水年的划分类似) 。由图3 8 可知，东江博罗站的最丰沙年与最枯沙年的 年平均输沙率之比为约为1 6 。 ， 量 宙 自辨 釜 缸 霜 睁 霹 图3 - 4 博罗站多年平均条件下各月的含沙量分配 月份 02 5 。一1 9 5 4 2 0 0 2 - 1 9 5 4 1 9 6 3 图3 5 博罗站的不同年代的月平均含沙量 日褂 从图3 - 7 和图3 8 和图3 - 9 还可以看出，年平均含沙量和年平均输沙率有逐 年下降的趋势，从2 0 世纪8 0 年代末期开始，表现尤为明显，究其原因与东江上 游三个水库的修建有密切的关系，因为三大水库的修建起到了削洪调峰和对泥沙 1 7 如墙拍列抱加8 0 4 2 o 装一丑毒-日 2 5 1 0 o 1 0 o n 0 n 蔓! 量查望王堕堕垄苎垄鲨塑薹查堑笙 的拦截作用，使下游河流中泥沙的含量显著减小。