長江口橫沙地區演化過程及保護利用思考

摘 要：長江口橫沙地區的保護和利用一直是近年來的熱門話題。本文對橫沙島、橫沙新洲的成陸過程以及淺灘的近期演化特征進行了總結和回顧，基于國家戰略和前人的利用設想，提出了橫沙地區目前面臨的災害和未來利用需要論證的制約因素。橫沙島于1958 年定界成陸，橫沙新洲（東灘）在歷史大洪水切割以及航道工程和促淤圈圍等作用下于2021 年成陸，橫沙淺灘目前“長高不長大”，處于萎縮性演化態勢。文章基于“長江大保護”國家戰略，總結了前人提出的一些利用設想，認為需要綜合研判橫沙地區的保護利用模式。目前橫沙地區主要面臨流域輸沙偏低和海平面上升帶來的淺灘侵蝕問題，建議結合固沙保灘工程利用周圍航道的疏浚土資源，未來利用也需要深入研究橫沙地區生態保護、基底穩定、航道沖淤、鹽水入侵以及極端氣候等承載力問題。

關鍵詞：長江口；橫沙地區；演化過程；保灘工程；利用思考

中圖分類號：P303.5；F301.24 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1329（2024）01-0016-05

大河三角洲是全球人口最密集、經濟最發達的地區之一[1-2]，同時兼具港口、航道、水庫等生產功能和灘涂、濕地、生物等生態價值。流域泥沙的不斷輸送為河口三角洲的土地、灘涂、濕地等資源提供了物質基礎，據統計，上海市62% 的土地是近2 000 年來長江來沙堆積而成，尤其近50 余年來，上海在河口灘涂采用圍墾促淤的造地方式， 圈圍土地面積達1.01×105 hm2 [3]。隨著氣候的劇烈變化和流域工程建設的影響，全球流域輸沙都呈現了減少的趨勢，加之河口地區海塘修筑、航道疏浚、港口開發、灘涂整治等人類活動的驅動作用，極大的擾動了河口三角洲的演化過程和保護利用[4]。

橫沙地區位于長江口攔門沙地區，由橫沙島、橫沙新洲（橫沙東灘）、橫沙淺灘組成（圖1），目前橫沙新洲已經成陸，根據上海市政府印發的《上海現代農業產業園（橫沙新洲）國土空間總體規劃（2023—2035）》，規劃中將其更名為橫沙新洲，最東側為橫沙淺灘，約300 km2，整體水深小于5 m。近年來橫沙的利用成為很多專家學者討論的熱點[5-10]。本文針對長江口橫沙地區的成陸過程和近期淺灘演變進行了回顧和綜述，在了解橫沙地區歷史演化背景前提下，結合長江大保護戰略背景和上海市發展需求和導向，提出了橫沙保護與利用的一些思考。

1 橫沙地區概況

橫沙地區北側為長江口北港，南側為長江口北槽，西側為橫沙通道，東側為東海（圖1）。橫沙地區位于河口口門，屬于河流與海洋的交界點，不僅受河流徑流、懸沙等河流要素的影響，也受到海洋潮流、潮汐、波浪、鹽度等海洋要素的制約。近年來長江流域徑流變化幅度較小，但在上游階梯式筑壩、南水北調、水土保持等工程影響下，長江流域輸沙量較上世紀五六十年代減少了70% 以上[11-12]，橫沙地區處于中等強度的潮汐河口，為不規則半日潮，潮周期約12 小時25 分，平均潮差2.66m，北港、北槽、橫沙通道內基本為往復流，而口外基本為順時針的旋轉流，平均波浪高度約0.95 m，經常性波浪方向為E 向，由于研究區位于長江口口門位置，受海洋漲潮流影響，屬于鹽水上溯區。

2 橫沙成陸過程及淺灘演化特征

資源是發展的物質基礎，而土地資源和生態環境都是城市發展的基本構成。橫沙地區的保護與發展都離不開周圍自然資源的稟賦，長江源源不斷的泥沙堆積，為橫沙地區的成陸和演化提供了豐富的物質資源，橫沙地區未來成陸需遵循自然演化規律，所以需回顧和總結橫沙過去的成陸機制和演化過程。

2.1 橫沙島的形成

橫沙地區是長江口攔門沙體系的重要組成部分，早在1842 年的海圖上，橫沙島區域僅為一個相對隆起的心灘，但是已經出露水面，1886 年開始圍墾第一個圩田，1908年基本成陸，面積約16.9 km2，由于新成陸沙體橫亙在長江口，所以取名“橫沙”。成陸后橫沙基本呈“東南坍塌，西北淤漲”的演化規律，1860—1958 年，橫沙本島向西北遷移了約10 km，1954 年大洪水塑造了北槽汊道和橫沙通道，1958 年開始修筑了環島海塘，基本穩定了橫沙島的邊界[5-6， 13]。

2.2 橫沙新洲演化特征及圈圍工程

在1842 年的海圖上，橫沙新洲、橫沙淺灘和九段沙共同稱為銅沙淺灘，且在新洲和淺灘之間發育有一條串溝，是北港下段和北槽的主要水沙交換通道。過去北港為長江口主要的分流汊道，1931 年、1935 年、1949 年和1954 年幾次大洪水，切割塑造了北槽汊道，將橫沙和九段沙基本分離，橫沙獨立成為新的沙體。80 年代后，以串溝為邊界，西側為橫沙新洲（東灘），東側為橫沙淺灘[6-7]。

1998 年長江口北槽深水航道工程開始實施，航道的北導堤對橫沙地區起到了堵汊（封堵了東灘汊道）、導流、擋沙的效果，導致橫沙新洲灘面開始長高長大[7]。隨后，2003 年開始了橫沙新洲（東灘）的促淤圈圍工程，2021年后完全成陸（表1）。

2.3 橫沙淺灘近期演化特征

橫沙新洲促淤圈圍工程結束后，圍墾區前緣尚保留了約300 km2 的橫沙淺灘。陳吉余等[14] 研究認為啟東、南匯沙咀歷史上控制著長江口的沙洲，在它的連線之內，成為河口沙島，至口外則因海洋潮流動力強勁而不能露灘成島。所以橫沙淺灘一直有“長大不長高” 之說。

根據0 m、-2 m、-5 m 等深線演變特征可知，近十年來橫沙淺灘主要演化特征為“高灘淤漲，低灘萎縮”，且高灘有向東側遷移的趨勢。但2017 年后高灘也開始侵蝕。從地形沖淤結果看，近期橫沙淺灘主要呈“周圍侵蝕，中間淤積”的發育態勢，橫沙淺灘基本呈“長高不長大”發展態勢，與過去工程前“長大不長高”發展態勢相反（圖2、圖3）[10]。

3 保護戰略和利用設想。

橫沙地區處于江海交匯、南北之中，是長江經濟帶和東部沿海經濟帶的交匯點，空間區位特別重要，具有獨特的自然生態資源稟賦、航道岸線資源優勢和未來戰略空間價值。在長江大保護戰略背景下，長江口的發展需要把生態保護和修復放在首位，在綠色生態的前提下發展，未來的保護和利用都需要多因素統籌思考。

3.1 長江保護戰略。

2016 年1 月，習近平總書記在重慶召開的推動長江經濟帶發展座談會上提出“共抓大保護、不搞大開發”。2018 年4 月，習近平總書記在湖北宜昌考察時指出“長江經濟帶建設要共抓大保護、不搞大開發，不是說不要大的發展，而是首先立個規矩，把長江生態修復放在首位，保護好中華民族的母親河，不能搞破壞性開發”。黨的十八大以來，習近平總書記主持召開三次座談會聚焦長江經濟帶發展，從“共抓大保護、不搞大開發”到強調以長江經濟帶發展推動經濟高質量發展，再到要全面推動長江經濟帶發展。2023 年，上海印發《上海市深入打好長江保護修復攻堅戰實施方案（2023—2025 年）》，圍繞落實習近平總書記關于推動長江經濟帶發展和考察上海重要講話及指示批示精神，提出到 2025 年，長江干流上海段水質穩定達到 II 類，水生生物完整性指數穩步提升。

基于長江大保護戰略和橫沙淺灘侵蝕現狀，包起帆等[19-20] 提出了航道疏浚土綜合利用的緊迫性，從生態環境塑造、灘涂資源保護、河口河勢穩定等方面研究，探討了橫沙淺灘生態成陸的可行性。樓飛等[26] 認為長江口不同功能定位的灘涂宜采取不同的保護措施：對生態保護區，宜通過調整周邊水沙環境，如外圍布設泥沙補償點或結合周邊工程減緩區域水動力，達到灘涂保護目的；對非生態保護區，可采取主動護灘措施，如灘面泥沙補償、保灘護灘、生態灘涂基底培育等。其中，長江大保護戰略下生態灘涂基底培育可成為人與自然需求積極融合的有效方式。

3.2 利用設想方案

陳吉余[15] 在2011 年提出，在北槽和橫沙東側建設人工島，將人工島—橫沙島—長興島—九段沙連起來，形成長江口亞三角洲體系，發展海洋經濟。包起帆等[16-18]提出了橫沙利用設想：首先，目前上海港已經超負荷運營，且集裝箱碼頭的競爭力正在下降，2017 年出現了港口擁堵現象；其次，船舶大型化對港口及航道的深水化提出了新要求；再次，上海缺乏優質深水港資源；最后，國際國內港口競爭激烈。在借鑒國際經驗基礎上，以現代物流、河口海岸、生態環境、經濟管理和數理統計等多學科的視角，利用疏浚土在橫沙淺灘建設深水大港。

深水區人工島：長江口內建設人工島的方案最早是陳吉余和劉濟舟在2005 年共同提出[21]，在2011 年1 月上海召開的“院士咨詢會”上，陳吉余院士提出要依托北槽深水航道的疏浚，在東側深水區建設海上人工島，通過修筑導堤，就可以把人工島建成同時擁有超深水航道與超深水泊位的超深水大港，使之成為繼洋山港之后的又一個深水樞紐港，并在港口后方建設上海海洋城[14-15， 22]。

淺灘區挖入式港池：陳吉余等[22] 認為近期可以通過依托橫沙新洲成陸，在橫沙新洲東端布置挖入式港池方案，面向東海，連通長江航道，實現流域內河運輸與海洋運輸的零轉運，且挖入式港池可以很好地避免橫沙臨海盛行的風浪。中交第三航務工程勘察設計院與華東師范大學于2012 年10 月完成了《上海國際航運中心——橫沙淺灘挖入式港池規劃方案研究報告》，認為采用大型挖入式港區方案有諸多優勢：例如，淺灘圈圍成本低，施工方便；港池掩護條件好，泊穩條件容易滿足；港池及入海航道可以規避長江河口攔門沙與最大渾濁帶影響，港區及航道的回淤量較小，且所在區域是海床穩定的深水區；潮流為旋轉流，有利于泥沙的擴散，整體條件較好[23-24]。包起帆和邵榮順也提出了橫沙淺灘挖入式港池和上海海洋新城的構想圖 [16-17]。

4 問題與思考

4.1 現狀問題及保護建議

（1）環境變化

流域來沙偏低：根據本文2.3 節分析可知，近期橫沙淺灘主要呈“周圍侵蝕，中間淤積”的發育態勢，并形成了“長高不長大”的變化趨勢。由于上游階梯型大壩建設、南水北調工程、流域水土保持等工程驅動作用，流域輸沙持續偏低，長江口目前已出現“豐水少沙”現象，流域來沙減少直接導致了河口河床侵蝕。據研究，長江口在2007—2019 年間，整體年均侵蝕約5.59cm，其中橫沙淺灘年均侵蝕約3.18 cm[25]；其次，目前橫沙淺灘南側靠近北槽深水航道北大堤區域已發育有一條超過5 m 深的串溝，近年來串溝不斷加深，且近期橫沙淺灘-5 m 等深線包絡面積已持續減少，橫沙淺灘持續侵蝕將導致灘涂消失，進而影響到西側的橫沙新洲和南側深水航道大堤的安全，所以亟需研究如何保護灘涂資源不減少。

海平面上升：全球氣候變化引起的海平面上升等現象將對河口地區有重要影響，首先海平面上升直接增加了河口附近的水動力，進而加劇了河槽、灘涂、濕地的侵蝕效應。

（2）近期工程與建議

目前上海市已啟動《關于橫沙淺灘固沙保灘穩定河勢（橫沙大道外延）工程》的先行段設計和施工，工程任務包括：通過實施橫沙大道外延工程，以減弱北槽與橫沙淺灘間的水沙交換，減弱灘面漫灘流；通過實施淺灘北緣護底工程，以適當控制串溝進口發展，遏制淺灘北緣沖刷南退的趨勢，適當削弱灘面大環流，為后續橫沙淺灘固沙保灘穩定河勢（橫沙大道外延）總體工程奠定基礎。

其次，橫沙淺灘兩側為北槽深水航道和北港航道，北槽深水航道每年約有6000 萬m3 的疏浚土，盡管長江口內規劃了4 處疏浚土傾倒區[16]，但疏浚土的傾倒不僅造成了一定的資源浪費，對河口環境也有一定的影響。所以，需要詳細研究北槽深水航道疏浚土的利用問題。建議研究疏浚土資源的用途，利用工程措施將其堆積在橫沙淺灘侵蝕區，減緩灘涂濕地的侵蝕。

4.2 綠色發展建議

橫沙淺灘未來的保護和利用是一個需要長期監測和詳細論證的課題。河口地區外部連接河流、海洋、陸地、空氣等區域，內部灘、槽、島交匯，兼有航道、大橋、水庫、堤壩等工程的影響，是一個相互牽制的系統區域。橫沙地區上游為青草沙水庫，北側為崇明東灘鳥類國家級自然保護區、長江口中華鱘濕地自然保護區、北港航道，南側為北槽深水航道、九段沙國家級自然保護區，是長江口多重功能的疊加區。所以，橫沙地區的保護和利用非常敏感，牽一發而動全身，橫沙的未來利用建議考慮以下問題。

生態保護：攔門沙是長江口重大灘涂的集聚區，也是長江口生物多樣性最豐富的區域之一。橫沙淺灘位于攔門沙中間，在“長江大保護”國家戰略的推動下，需要充分論證對周圍生態系統的影響。主要考慮四個問題：（1）橫沙地區的開發建設是否對周圍崇明東灘鳥類國家級自然保護區、長江口中華鱘濕地自然保護區、九段沙國家級自然保護區的生物多樣性有負面影響；（2） 淺灘開發是否改變了周圍的水動力條件，加劇周圍灘涂濕地的侵蝕；（3） 河口動力沉積環境變化下，是否對改變或者阻礙中華鱘原來的洄游路線；（4） 橫沙淺灘作為港口開發，占據了部分鳥類遷徙補給區，需要論證是否需保留一定范圍的鳥類遷徙補給區。

基底穩定：橫沙開發，無論人工島或者挖入式港池，都將增加橫沙地區的人口和產業的密集度。長江口是典型的淤泥質河口，且根據初步勘探，深部地質層中疑似發育有斷裂帶，港口規劃建設前，需要論證涉及基底穩定性的兩個問題：一是淤泥質河口是否可以建設穩定的港口；二是深部地質的斷裂帶有沒有活動性[27]。

航道沖淤：北槽和北港都是長江口的主航道之一，兩大航道緊貼橫沙淺灘，可以作為橫沙建港的主要物流航道，但橫沙開發也會改變周圍的河勢變化。盡可能減小對航道的影響，首先要保證航道兩側岸線的穩定和安全，也要防止航道內發生劇烈沖淤而阻礙航道的運營。

鹽水入侵：長江口北港上段建設有青草沙水庫，供應上海約三分之二人口的淡水，近年來鹽水入侵一直影響著水庫的安全運營。橫沙開發改變了海洋潮流的動力條件，需要提前論證淺灘開發利用是否會加劇鹽水入侵。

極端氣候：根據上海市海洋局《海洋狀況報告》統計，上海每年約有2～3 次臺風襲擊。橫沙淺灘位于長江口最東側，易受強烈的海洋動力影響，橫沙開發利用需要論證其是否可以抵抗臺風、風暴潮等極端海浪的正面沖擊。

5 結論

（1）長江口橫沙地區由橫沙島、橫沙新洲（橫沙新洲）、橫沙淺灘組成。橫沙島從1842 年河口心灘不斷演化而來，1958 年固定島嶼邊界后成陸；橫沙新洲是過去銅沙淺灘的一部分，在大洪水切割作用下不斷分離演變，并在北槽深水航道工程和東灘促淤圈圍工程作用下，于2021 年成陸。橫沙淺灘受海洋動力影響，過去為“長大不長高”演化趨勢，近期受流域來沙減少影響，已轉化為“長高不長大”的演化趨勢，目前整體面積處于萎縮性演化。

（2）筆者基于長江大保護國家戰略思考，總結了長江口港口運營、船舶大型化、疏浚土利用、深水岸線、灘涂保護等自然社會條件，并借鑒了前人的一些利用設想方案，認為橫沙未來的保護和利用需要多因素統籌思考。

（3）橫沙地區目前面臨流域輸沙偏低和海平面上升誘發的灘涂萎縮問題，建議在橫沙淺灘固沙保灘工程基礎上，利用北槽和北港航道的疏浚土資源，保護橫沙淺灘不再持續侵蝕。

（4）河口是一個相互牽制的系統，橫沙地區位于河口水庫、航道、灘涂、濕地等多重功能的疊加區，未來利用也需深入研究橫沙周圍的生態保護、基底穩定性、航道沖淤、鹽水入侵以及極端氣候等承載力問題。

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基金項目：上海市地質之星人才計劃項目（dzxh202206）