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珠江河口三角洲水沙運動規律及其綜合開發利用探討
沈燦燊
珠江三角洲是一個水沙運動復雜的河口區,地處東經21°10′,北緯112°15′到113°之間,人口約900萬,總耕地面積770多萬畝,大小城鎮密集,毗鄰港澳及深圳、珠海兩個特區。區内農業高度發展,工廠林立,交通方便,爲廣東一個經濟、文化和農業中心。已公佈爲我國經濟開發區。區内開發利用最爲突出的是淡水供應和土地利用問題,這都和水沙運動有極密切的關系。本課題的研究,是針對以上而作的。
1 影響珠江河口水沙運動的自然環境
珠江流域整體形狀是不對稱的扇狀。西北江在思賢滘相會後,形成了廣大的西北江三角洲,東江在虎門附近匯入,組成了西北大三角洲與東江小三角洲相嵌的複合體。然後,分經8個口門出海,自西而東是崖門、虎跳門、鷄啼門、磨刀門、横門、洪奇瀝、蕉門和虎門。各口門的大小不一、河形深度不同,逕流量和進潮量也差异很大,而虎門、蕉門、洪奇瀝和横門同匯入喇叭形的伶仃洋出海,伶仃洋口寬水深,進潮量大於逕流量。反之,其它口門比較狹窄,逕流量大於進潮量,且各口門水道間河汊千百,互相溝通,因而水沙運動規律十分復雜(見圖1珠江河口三角洲圖)。
珠江流域多年平均入海水量爲3412億m3,西、北、東三江入海水量相差甚遠,洪水峰量也相差幾倍。三角洲各口門水道流量分配量也相差很大。現得其水沙量表列於後。
由可見,西江入海水量爲東、北江6倍以上,泥沙量、輸沙量也爲其餘各江的10倍以上。從可知,從虎門、蕉門、洪奇瀝和横門流入伶仃洋的洪水量,共占62%,而平均量爲59.4%,約爲2400億m3,故伶仃洋出海水量,爲諸口門的最重要者。
潮汐爲不正規半日周潮,進潮流量以伶仃洋最大,年總漲潮量達3001億m3,但由於入洋後分散進入4條水道,故潮差不大,大虎最大潮差也不過2.03m,實際是進潮量比逕流量大,故應爲强潮河口。
本區屬亞熱帶季風區,兼有熱帶特徵,年均雨量在1600~2600mm之間,多臺風暴雨,最大24小時雨量達 700mm,暴雨逕流,冲刷三角洲大量泥沙入海。
臺風頻頻發生,影響本河口的臺風每年約2次,登陸的臺風爲0.5次,風力最大可達12級,大風暴潮,不但使潮位高漲,且暴潮力大,大量搬運河口泥沙,一次大的臺風,常常運泥沙達十幾萬噸,冲走攔門沙或形成新的攔門沙。
沿三角洲口外海濱,有大小島嶼350多個,横排成行,對潮流進退,逕流宣泄,泥沙沉積,都有一定影響。
2 珠江河口水沙運動的規律及水沙資源
影響珠江河口水沙運動主要是潮汐和逕流,各口門以伶仃洋影響最大。潮流由巴士海峽進入南海後,以西南→東北方向進入珠江河口,在寬闊的伶仃洋口門受偏轉力影響,主流東岸上溯,退潮時在頂部以偏西向泄出,退潮主流與西岸的蕉門等4大水道逕流量相遇頂托,使上游帶來的泥沙大量沉積。此後,納四水逕流形成一條勢大的偏西南走向的餘流。餘流挾帶大量泥沙,經珠海、澳門、斗門沿岸直到陽江,形成一股偏西向的穩定沿岸流,沿途並接納各口門流出的水沙。汛期,勢大流急。並與各口門流入的水流頂托,加上沿岸島嶼作用,使大量來沙在口門附近沉積,形成大片灘涂,從珠海直到黄茅海,灘涂連綿,在低潮時,許多地方已與島嶼相連。在枯水季,因受潮流影響,西向餘流流勢减弱。
由於西向餘流影響,西部海岸沉積很快,洪奇瀝口,灘涂每年向外伸延了60~80m,磨刀門達100~120m,黄茅海兩岸也伸延達50~60m。故形成了一大片灘涂,可供圍墾。根據1986年統計,珠江三角洲河口主要縣市的灘涂面積如下:
縣市名稱 灘涂面積(市畝)
(1)深圳市、寶安縣 7460.4 (東岸)
(2)東莞市 70726.5 (東岸)
(3)番禺縣 136152.0 (蕉門、洪奇瀝一帶)
(4)中山縣 110110.5 (横門至磨刀門一帶)
(5)珠海市 236383.5 (磨刀門附近)
(6)斗門縣 114072.0 (磨刀門至虎跳門)
(7)新會縣 24856.5 (黄茅海)
全部灘涂面積達70多萬畝,加上每年都擴增,土質肥沃,是一項碩大的資源,經濟價值是很可觀的。
珠江河口每年入海總水量爲3412億m3,以三角洲人口900萬計,平均達38000m3/人/年,是十分豐富的,但季節分配極不均匀,洪半年占80%,5~7月又占其中70%左右。洪水是要防洪,流量白白流走,枯季則十分缺水,以春旱更甚。特别目前人口不斷增加,工農業發展,城鎮大量興建,在潮流綫以下的地區,淡水嚴重缺乏,加上地下水大部分都是含有氨態氧的“氨氮水”,有些則含過量的鐵離子,不能飲用。本區豐富的年逕流和年雨量水資源,經濟價值很大,如何開發利用,值得加速探討。
由於上述水沙運動特點,西部口門都有較大的攔門沙。其中洪奇瀝和横門兩口門淺灘都發展很快,西灘舢舨洲,-5m等深綫每年東伸20m,洪奇瀝每年東伸10m。横門口-2m等深綫每年東移80m,萬頃沙南移100m。金星門以下直到崖門,都出露大片灘涂,水深日淺,對航行不利,建港也易於淤積。對航道資源的開發,是一個障礙。
伶仃洋東部是下沉海岸,且泥沙淤積較少,故水深海碧,東部海島海蝕洞、海蝕崖等海蝕地貌比較齊全,與西部泥灘成片,紅樹成林,灘涂不斷向外伸展,景色迴然不同。
珠江口的潮流入八大口門後,四通八達,漲落潮互相頂托,形成20多處會潮點,會潮點處,泥沙大量沉落,水深變淺。如在主要航道對通航不利。海水乘潮上溯,與淡水形成鹽水楔,一般枯季可上溯到虎門以上,鹽水楔的滯留點上下移動,絮凝作用强烈。
珠江各口門大部分有完整的河口漲落潮流四個階段,但局部河區則不完整,漲落歷時不相同。對偷淡水灌溉措施有很大影響。
珠江河口門波浪主要受季風和臺風影響。夏季吹西南季風,冬季則吹强勁的東北風,加上地形影響,夏季波浪方向多東、東南東和南東方向,冬季則幾乎全爲東北向,東南方向的波浪頻率占42%,一般波高不大,口外海濱爲0.9~1.9m,冬季較大,最大波高可達7.3m。
在臺風的影響下,波高可達10.4m,(横欄站1976年9月),週期10秒,爲廣東沿海實測最大波高記録。波浪方向穩定,使泥沙運動受了影響,而波浪高度的大小,與浪能開發有密切關系。
從上游洪水帶來的泥沙,大多比較粗。而由潮水挾帶上溯的外海泥沙,大都較細,且沉積分佈比較均匀,每年洪枯兩季,沉積成粗細兩種層次,從上游帶來的泥沙,有大量養分,隨水入田,成爲很好的肥料,有西江麩之稱。
總的來説,珠江口水沙的特點是:(1)有豐富的流量,如能合理利用,對三角洲的淡水供應有很重要的作用。(2)每年形成大面積灘涂,增加肥沃的田地。(3)河口泥沙沉積帶,是良好水産養殖場。(4)波浪可用爲發電動力。(5)解决泥沙沉積與建港和發展航道的矛盾,是一個急切的問題。
3 合理開發河口,提高經濟效益的探討
珠江三角洲的開發,已有幾千年的歷史,從3—4千年前,新石器時代,已有原始農業和漁獵。在三角洲頂部等地發現了貝丘遺址73處。以後,由秦至清末,三角洲沉積日益增加,開發範圍也不斷擴大,但開發方式大都是單幹的舊式農業和海水養殖,直到明末到民國,海禁開放,與海外交通頻繁,資本主義影響到這裏,開始發展經濟作物,形成比較科學的圍墾方式。除水稻外,大量種植甘蔗、桑、果,並養蠶繅絲,形成了桑基魚塘的形式,絲業和榨糖工業也漸發展。幾百年來,還是大致不變的農業布局,只不過技術不斷改良和發展。
目前,珠江三角洲成爲經濟開發區後,加工工業和外資工業興起,城鎮星羅棋佈,許多小鎮已成爲工業産值很高的基地。整個三角洲都要從新考慮經濟布局和開發。目前寸金尺土、廠房賓館要大大興建,交通網絡要逐步形成,供應城鎮工業區、港澳和特區的農副産品要加快種植和飼養,港口要興建,航道要從新選擇和形成新的網絡,能源要成倍增加,旅遊點不斷興起等等。這些都和土地和水有極密切關系,就是説,直接或間接與水沙運動規律息息相關。因而,應結合水沙條件,來考慮三角洲的開發。
3.1 特區及開發區城市建港和航道的整治
由於伶仃洋泥沙隨潮流及餘流偏西輸送,故從蕉門開始沿西岸直到黄茅海,都不斷沉積,水深日漸减少,故沿岸難於找尋一個比較理想的深水港。而這個岸段是三角洲産品主要匯集輸出地,需建立許多港口,目前已建成和興建的就有珠海、九州港、中山港、斗門、白藤、番禺、新會等10多處。因此,必需瞭解其水沙運動規律,選擇相對優良的港灣,吸收國内外多沙港口的建造技術,因地制宜地建造,不要貪求過大噸位。東岸雖泥沙較少,但也要充分勘察,才好建造。
航道和港口是相互配合的。目前三角洲航道最主要的是廣州通往香港的航綫。其次是各種小城鎮通香港的航綫,還有各城鎮間的航綫和與珠江中游城鎮通航的航綫。穗港航綫現沿伶仃洋西槽航行,由黄埔到桂山島如要3.5萬噸船舶可乘潮進入,則必須浚深大虎、泥洲頭和榕樹頭三段河段,西槽沉積快,每年浚深工程最大,東槽比較穩定,開發東槽爲穗港航綫,則比較有利。
主要航道所經過的大口門都有比較大的攔門沙,洪奇瀝口和横門口的攔門沙伸展很快,使南、番、順、中山等縣市的出海航道受了不利影響,應當綜合整治,一方面做好中上游水保工作,减少來沙量,另一方面加大進潮量,使冲深河床,保证航道的穩定。三角洲中的幾條主要水道,如陳村水道、東平水道等,是内部城鎮間交通及於西北江中游聯繫的主要幹綫,現淤積極快,有些淺段在低潮時水深不及1米,如何强干弱支,統籌規劃,加以整治,保证三角洲水道的航運,值得重視。
3.2 供水問題與水質污染
供水主要是供給港、澳、珠海、深圳等大中城市及潮流界以下地區用水問題。這些地區淡水缺乏,地下水不能飲用。目前港、深用水主要靠東江下游引水供應。東江枯季流量一般爲130m3/秒,最枯流量爲23.1m3/秒,而港深1990年要求供水70m3/秒以上,這樣,東莞市及東江下游農業用水,城鎮工業及生活用水如何解决,一連串自然生態,經濟建設,社會影響的矛盾必然突出。澳門在磨刀門口取水,應考慮枯季鹽分的影響。廣州也面臨供水不足的前奏,在西北江水道潮流界以上流量,即使枯季也是充沛的,年流量和年雨量更豐富,如何提高調水和引水技術,用多種方法供水(蓄、提、引),必能逐步解决三角洲近口區的供水問題。
由於三角洲工農業發展,工業三廢和農業污水大量排放入河道,加上上游泄入的污費,使河水嚴重污染,據最近調查:(1)許多河區已出現石油、砷、銅、鉻、汞、細菌污染,河水不能食用,在香港至磨刀門海底已發現石油污泥帶。珠海、深圳和沿河口城鎮污水隨漲落潮環流逥盪整個伶仃洋。(2)漁業和牡蠣(蚝)减産,漁場外移,並多次出現赤潮,且逐年增加。(3)由於不合理大聯圍,使圍内河涌污水逥盪,污染加重,天敵青蛙等大量死亡,缺少蝦、蜆,使養鴨减少,蟲害因之而增加。故應嚴格執行環境保護法,使河口生態得以好轉。
3.3 灘涂合理開發利用
70多萬畝未圍墾灘涂,加上每年增加的面積,是珠江三角洲最寶貴財富之一。但圍墾應考慮航道與排洪,不與之産生過大矛盾,並應合理用地,目前由於工、農、旅遊都在發展,相互争地,特别是土地有償轉讓,使工業、賓館、商業、旅遊用地有較優先取得土地的經濟條件。從長遠及整個三角洲河口開發利用考慮,應當由有關單位制定三角洲土地利用規劃,制定工、農、旅遊用地及農業用地的比例及空間部署,在適合長遠發展和近期開發最優化的前提下,提出綜合利用方案。農業要打破以往的水稻、甘蔗、蠶桑、魚塘的舊體系,與土地價值不相稱的作物,應當移植到洲外去。工業基地、商業網點等興建,應當盡量不佔用肥沃的土地。用地應全盤規劃,使三角洲的灘涂能發回最優的經濟效益和社會效應。圍墾的標準也要改變,應當從綜合的、新興的漁、農、水産養殖出發,使能適應開發區的最佳的生産收益和最好的生態效益,開發適應遵循水沙運動的規律,而投資又較節約。
3.4 海島開發與利用
珠江口海島共350多個,星羅棋佈,排列成行。大致分爲二種不同的自然類型:(1)東岸深水岩岸島嶼。(2)西岸灘涂淺水灘岸島嶼。珠江口島嶼面積大的有30多個,如三竈(63.4km2),横琴(47 km2)等,這些大島大部分在西岸,有人居住,已發展農、漁兩業,有較大的鄉鎮。中等面積的有70多個,爲3~10 km2,也大部分有人居住,成爲漁業或軍事基地。小的面積在1—2 km2以下,最小的只有0.0005 km2,這些小島多在伶仃洋口及東部海區。
開發海島應從經濟開發區的角度去考慮,要全面規劃。目前海島開發應注意下列問題:(1)淡水供應問題,大部分島嶼淡水不足,但雨量充沛,應研究建設特殊形式的蓄水工程。(2)能源緊缺。除近岸大島嶼可由大陸電網供電外,有條件島嶼,可自性發展千瓦級波浪、潮汐發電站,這海區有一定波力資源,大萬山已試驗裝機容量爲8千瓦的波浪電站,如成功,可推廣。小型潮電站也應試辦。(3)建立起島嶼之間、島嶼和大陸之間的航道網絡,形成大小航綫。成一完整系統。(4)行政制度應改革。將海島劃爲一個獨立的行政區,以利管理與開發。
3.5 旅遊點的建設
三角洲沿海風景秀麗多樣,氣候宜人,是很好的旅遊區。(1)建立有較高文化、科學知識的體系的旅遊點;(2)結合東西岸海島的不同景色,建成風貌特异的風景點;(3)結合我國國情,應有文明、禮貌、熱情和社會主義道德的準則。不必拘泥學習外國旅遊點的風格。
4 幾點建議
(1)開發珠江三角洲,首先是全面綜合研究問題。應當先考慮開發時生態平衡不受到破壞,然後考慮最佳經濟效益。目前,各部門各自規劃,互不協商,使開發過程中發生矛盾。例如,横門、番禺的圍墾計劃與廣州通向港澳的主航道發生矛盾,與排洪規劃也發生矛盾。工業發展,排入河道中的污水與漁業、養殖與洪水發生矛盾等等。建議設置一個有權利有影響的“珠江三角洲開發機構”,集中各方面專家,進行綜合開發和整治。
(2)整治珠江三角洲水沙,應從宏觀着眼,微觀着手。宏觀指結合上游水土保持極大水利工程的興建,如連串大水庫,大水利樞紐,大水閘來考慮,並與外海的波浪、潮汐、海流情况聯繫起來,考慮這些因素改變對本區水沙的影響。微觀指本區内,圍墾、聯圍、航道開發,大的堵海工程的設施所引起的變化(以往白藤堵海是一個經驗)。兩者缺一不可。
(3)對經濟開發也要從宏觀、微觀兩方面去規劃,宏觀指瞭解海外經濟和國内經濟發展的趨勢和意向。微觀是考慮本區經濟結構和部署,和可能承擔經濟開發的最大可能的各種自然及社會條件,並從歷史上研究珠江三角洲開發利用的歷史過程,瞭解各個時期的政治、社會、自然條件,生産技術水平等的,相互制約所造成的經濟發展後果,從中吸取有用的東西,不要脱離歷史孤立的去研究目前的經濟發展内容,這樣是不够全面的。並應估計到10~20年的發展趨勢。
(4)根據目前80年代的經濟發展要求,綜合慎重考慮土地人口承載力,土地合理利用最優方案,城鎮布局、工農業結構等,使適應開發區的發展速度和路綫。
(原載:中山大學學報,自然科學版,1979。)