长江口青草沙水源地水库建设影响分析

根据长江口和工程区域的水文、地形以及有关工程规划等资料，采用河势演变分析、数学模型模拟分析和物理模型试验研究相结合的方法，对先行实施青草沙水库的影响进行分析。

6.1.3.1 水库建设的河势影响分析

（1）河势演变分析 根据长系列地形资料对比分析，历史上南北港分流口位置和分流通道的演变是不稳定的，主要表现为南北港分流口的上迁、下挫和通向南北港的分流通道的演变。

南北港分流口和分流通道的频繁变迁，不仅直接影响南支下段的河势稳定，同时每一次新通道的产生，大量的切滩泥沙向下游南北港搬运，加速南北港的淤积。因此，根据南支下段河势演变的基本规律，稳定南北港分流口和分流通道是保证南支下段和中央沙、青草沙及南北港河势的关键所在。

研究表明，长江口南北港分流口形态虽仍处于相对良好状态，但已呈现朝不利方向发展的变化趋势，而且发展的势头有所加快。主要表现在新浏河沙包、新浏河沙和中央沙沙头仍在不断后退，而且后退速度不一致，南北港上口分流通道轴线呈偏转扭曲之势，进入北港上口通道轴线变化将影响北港主流线位置的稳定，进而影响北港上海长江大桥主通航孔的稳定。同时，中央沙沙头呈持续后退之势，目前该沙头位置离发生河势大调整的临界区域十分接近。若不及时采取工程措施进行控制，将会丧失稳定河势的时机，进而给南北港分流口河势稳定及青草沙水库建设带来无可挽回的损失。青草沙水库建设可以遏制中央沙沙头和西北侧滩地的继续后退，对稳定南北港分流口河势、促进北港形成较为稳定的微弯河势将起积极的作用，有利于促进南北港分流口、北港整治工程的实施。青草沙水库建设可使青草沙北港堡镇断面和青草沙中部断面的0m以下河槽断面积分别减少3.7％和12.2％。由于建库范围北港河道束窄，河槽遭受一定程度冲刷，青草沙北港堡镇断面附近深泓线北移，有利于北港弯道发展，冲刷泥沙下泄，在下游放宽段会有所淤积。另外，考虑新浏河沙是南北港分流口的主要分流沙洲，分流口河段扁担沙、新浏河沙、中央沙在自然状态下是同步下移的，当下移到一定程度时，进入北港水流偏转泄流不畅，上部沙体会冲开而使分流口重新上提。鉴于水库建设可起到固定下部沙体和新桥通道的右边界的作用，控制来流进一步扭曲和偏转的程度，使沙体上部冲开而使分流口上段形成新通道的动力条件减弱，因此青草沙水库的建设为稳定进入北港的分流通道奠定了基础。

（2）数学模型模拟分析 利用荷兰DELFT3D、丹麦MIKE21以及其他水动力二维、三维数学模型，开展长江口及其工程区域的水流分析，研究工程区域流场分布、水位变化、流速变化等状况，进而分析水库建设对河势的影响。

通过多种水动力数学模型模拟计算，分析研究成果基本一致。中央沙和青草沙水域实施水库工程后，北港的涨落潮分流比略有降低，南港的涨落潮分流比有所增加，但变化都不超过1.3％，北槽基本没有影响。因此，青草沙水库建设没有改变南北港分流口分流格局，也不影响长江口深水航道工程。

青草沙水库工程实施后，南支上段、南港、北槽区域的涨落急流速变化甚微，宝山北水道、新宝山水道、南沙头通道等通道的涨落急流速略有不同程度的增加，最大增幅在0.04m／s以内；新桥通道的涨落急流速均有所减小，涨急减小最大为0.07m／s，落急减小最大为0.06m／s；新新桥通道涨落急流速略有增加，新桥水道涨落急流速略有增加，但增加的幅度基本在0.01m／s以内。由此可以看出，各通道的涨落急流速变化较小，工程的实施不会对现有南北港分流口河势稳定产生明显不利影响。(www.xing528.com)

工程实施后，北港涨落急流速有所变化，落急流速增加最大幅度为北港下段，增加0.07～0.20m／s；涨急流速增幅最大的为北港上段，增加0.18～0.30m／s。流速的变化是由于青草沙水库堤线封堵了长兴岛的北小泓，使北港过水断面缩小，北港工程段的落急流速增加，但主流轴线位置仍基本保持稳定，所以工程对北港上海长江大桥主通航孔的位置影响不大。若仅实施中央沙高滩圈围，工程对分流口区域的河势几乎没有影响，但新桥通道的下边界仍未得到固定，仍将延续冲刷态势，因此中央沙和青草沙水域宜同步实施圈围，既有利于水库的建设，也可为南北港分流口整治创造条件。

（3）物理模型试验分析 利用两个动床物理模型，同步开展青草沙水库河势和冲淤试验分析研究工作。两个模型均为变态模型，比尺分别为水平1∶1000、垂直1∶125和水平1∶2000、垂直1∶150。从两个动床物理模型试验结果来看，工程对河床变化影响相对较为显著的河段也主要是北港及横沙通道，与数学模型模拟计算结果基本一致。无工程情况试验结果表明，在正常的水沙条件下，中央沙、新浏河沙及其沙包将继续冲刷后退，但南北港分流通道基本顺畅，南北港分流口河型基本格局得到维持。目前，南北港分流口形态总体上尚属良好，但正朝不利方向变化，并有加快之势，因此应尽早实施青草沙水库工程，稳定中央沙头和新桥通道下边界，为实施南北港分流口河势控制和治理工程创造有利条件。

水库工程实施后，受工程保护，中央沙沙头附近冲刷后退速度受到抑制，稳定了中央沙头和新桥通道下边界，有利于南北港分流口河势的稳定。水库建设对南北港分流口河势无明显不利影响。工程主要影响区域在北港，工程后北港主槽将冲深2m左右，河床宽深比变小，断面形态从宽浅向窄深方向变化，有利于北港河势保持稳定。北港上海长江大桥主通航孔范围内水深有所增加，对通航孔布设没有不利影响，有利于北港航道的开发利用。总体上看，水库对南北港及分流口河势、重大工程设施等均无明显不利影响。

（4）综合评价分析 通过河势演变分析、数学模型模拟计算和物理模型试验论证结果表明，目前长江口南北港分流口形态虽仍处于相对良好状态，但正朝不利方向发展，而且还有所加快，若不及时采取工程措施进行控制，将会丧失稳定河势的时机，进而给南北港分流口河势稳定及青草沙水库建设带来无可挽回的损失。目前是建库和南北港分流口整治的较好时机，先行实施青草沙水库工程对南北港分流口河势、南北港河势、长江口深水航道、北港上海长江大桥主通航孔及长兴岛南岸重大工程无明显不利影响；工程固定了新桥通道的下边界，阻止了中央沙头的后退，为南北港分流口整治工程的实施创造有利条件。

6.1.3.2 水库建设的防洪安全影响分析

研究分析表明，在洪水期和平水年份，水库建设对青草沙水库北侧北港区域的高低潮位均有所降低，但变化不超过0.04m；南港区域的高潮位略有抬高，幅度基本在0.03m以内，低潮位变化不大；在风暴潮情况下，水库建设后北港区域高潮位略有降低，其余区域高潮位有所抬升；南支、南北港、南北槽区域低潮位均有所降低，因此水库建设对长江口的防洪、排涝不会产生明显不利影响。