珠江河口若干水利问题探讨与研究
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2.2 三角洲河网动力成因分析

一般来说,单一河道在入海过程中,在地形约束与重力作用下,流向相对单一,沿程有分汊或纳入其他河流,多呈树状或扇形等分布格局,主干河道分汊有限;只有在多向水流交汇作用下,加上特定地形条件等,如宽阔平坦的平原区,才有可能使干流分汊产生纵横交错的网状结构。珠江三角洲河网便是在多条河流多向汇聚与外海潮流强烈顶托作用下形成的特殊河道体系(这里东、北、西、南各向水流汇聚)。

从三角洲上游入流条件分析,以控制站20年一遇设计洪峰流量计算,与西江洪峰流量比值说明洪水规模相对大小,西江、北江、东江、潭江、流溪河依次为1、0.422、0.311、0.118、0.059,西江洪水占绝对优势,各汇入河流洪水量级不等,为非均衡汇流。从出海条件看,珠江八大口门径潮比,虎跳门(3.43)、鸡啼门(1.72)、磨刀门(6.22)、横门(3.68)、洪奇门(2.51)、蕉门(1.79)均大于1,崖门(0.24)和虎门(0.38)小于1,以磨刀门径流最强,崖门潮流最强,口门动力各不相同。

按照走向,可将珠江三角洲河道分为纵、横向两种,纵向的如磨刀门水道与东海、顺德、沙湾等水道,横向如容桂、陈村、上横沥、下横沥水道等。从动力成因上,这些纵向水道主要为泄洪通道,由洪水冲决形成;横向水道多为洪、潮两种动力交汇作用形成;其他如狮子洋、银洲湖为未填满的、残留的古海湾,是以潮流作用为主。由上游往下游看河网水道分布,上游横向分汊较少,如樵桑联围,越往下游靠近河口,径潮交汇作用越强烈,横向支汊越发达,如临近口门与泄洪主干河道的中顺大围、万顷沙围等。从平面形态上看,洪水冲决形成的水道多以狭长为主,而潮流通道,主要动力从外海进入,向上游逐渐减弱,呈现宽阔的喇叭形河口湾水域,如伶仃洋、黄茅海。

东江三角洲河网与西、北江三角洲有所不同。因东江径流作用相对较弱,而狮子洋-伶仃洋潮流作用强盛,除东江北干流是东江的主干河道,以径流作用为主,东江三角洲河网大部分河道是古海湾残留的末梢,与径流河道连通成网,仍保留着较强的潮流动力,以潮流作用为主,可看作网(指)状纳潮区。从北到南,东江三角洲四个出口控制站径潮比除北干流大盛(1.31)大于1,其他三站麻涌(0.51)、漳澎(0.52)、泗盛围(0.41)均小于1,呈1个径流河口与三个潮汐河口的分布格局。有记载历史上东江三角洲曾以南支流为主干,后被北干流取代,这应是径潮流相互顶托、径流动力轴线被动逐渐北移的结果。

在动力作用过程中,地貌也起了重要作用,如番禺、顺德、大鳌等台地的隆起,还有一些泥沙堆积形成的沙洲,对三角洲水流产生了分隔作用,限制了主干河道的发展规模,促进汊道生成。

根据水流运动的基本规律,将三角洲水道分汊形成动力模式简单概化如下:距今约6000年前,古三角洲退化,河口向南延伸,西江马口、北江三水与东江石龙以下仍为一片汪洋水域,没有河网,现代三角洲正在形成发育中。以当时的水流条件分析,西江径流动力远强于外海潮流,加上北江洪水顶托,西江水流入汇三角洲宽阔水域后,磨刀门水道为洪水主动力轴线(横门水道为次动力轴线),主流直泄而下时,两侧产生副流,副流的运动方向一般为回旋向上。主流对潮流形成强压之势,而副流区给了潮流上溯的机会与空间,为伶仃洋、黄茅海河口湾的留存创造了条件。主流沿程不断产生副流,回旋卷滚大量泥沙,落淤成洲,洲又变岛,逐渐形成多条汊道。潮流顶托越强,回旋水流越多,副流越显著,汊道越密,经长期演变形成如今的西江三角洲河网(图2.2-1)。北江径流动力相对较弱,在伶仃洋强潮流顶托下,加上西江大洪水的挤压,没有象西江磨刀门水道这样明显的主干河道,而是择路而泄,形成了东平、沙湾、李家沙水道等多条出路,蕉门曾有成为主干之势,但未自然成型,这便是北江三角洲河网(图2.2-2)。东江径流作用更弱,远弱于外海潮流,使得部分古海湾水域得以保留,至今仍未退出三角洲区域,而是与径流河道融为一体,贯通成网,强大的潮流长驱直入,从下而上,由强到弱,汊道相应由大到小,由宽到细,这便是今天的东江三角洲河网格局(图2.2-3)。潭江虽然连通崖门,但流域为山谷地形,流域面积小,流程短,不具备形成河网条件。流溪河干流动力太弱,加上北、东江的夹压,难形成河网规模。当然,各片三角洲河网在形成过程中并不是互不相干的,而是相互作用,共同推进,彼此融合,又各成体系,是一种复杂的河流-河海动力构造体。总之,三角洲任何一条水道的成形稳定过程都遵循自然界能量最小原理,是河海动力平衡的结果,如西江主泄洪通道最终选择磨刀门,而不是其他口门,东江主泄洪通道选择北干流,而不是南支流等,都是选择了与潮流或其他河流顶托耗能最省的路径,选择了多汊道、多口门入海,而不是单河道、单口门。洪水规模决定了三角洲河网规模与基本格局,洪潮动力强弱对比决定了河网分汊密度。经过长期自然演变,形成如今珠江三角洲较为稳定的、复杂的河网格局。

图2.2-1 西江三角洲河网形成基本动力模式

图2.2-2 北江三角洲河网形成基本动力模式

图2.2-3 东江三角洲河网形成基本动力模式

综合以上分析判断,西北江三角洲河网是由流域干流入海河段分汊形成,整个河网水道都为流域干流出海河段的重要组成部分,为河控三角洲;而东江三角洲除了北干流,其他河道主要为潮成河道(同时也是分泄洪水重要通道),为潮控三角洲。