黃河河口流路同時行河方式研究

中圖分類號：TV856;TV882.1 文獻標志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2025.09.004引用格式：，，，等.黃河河口流路同時行河方式研究[J].人民黃河，2025，47（9）：24-30，42.

Research on the Simultaneous Flow Mode of the Yellow River Estuary Channels

YU Xin1，2.3，YUShoubing1，23，，FAYaoshen1，23，ENGQing1，23，WANG Wanzhan ^1，2，3 （2 （1.Yellow River Institute of Hydraulic Research， Zhengzhou 450oo3， China; 2.Key Laboratory ofLower Yellow Riverand Estuary Regulation，Ministryof Water Resources，Zhengzhou 450o03，China; 3.Yellow River Laboratory， Zhengzhou 4500o3，China）

Abstract：SincetheoperatioofXialangdiReservoi，theanualsedimentadeteringintoteYelowRiverestuaryhasdereasdto6 millontos.However，undertheelativelabundantwaterconditiosfromO18toO1，theapidilationoftheiverchaelaftersco ringandtheextensionoftheriverlengthhaveapproachedthemaximumvaluebeforetheflodseasonin996.Thedisappearanceofthe stablebranchtatlastedforOyearsfterthefodseasoninO4andtheappearanceofmultiplelargescalebrachsonbothsidefte sandspitindicatethattheQingbachaChannelhasenteredanustablestage.Inacordancewiththenaturalfeatureoftheestuarycael avulsionneartetidalzeboundaryitisecommededtompleentthesultaeousfloofteingsigouCaelandteaokouhe ChannelinthYellowRiverestuary.TheconstructionofGuxianReservoirwillmakethewaterandsedimentconditionsenteringtheestuary favorableforsimultaneousflowinthefutureperiod.Underthedesigned waterandsedimentscenario，diverting12.5bilion m³ of water for the Qingshuigou Channel canachievea slight balance betwen erosionandsedimentation.The Diaokouhe Channel diverts9bilion m³ ，and by digging and maintaining a 375 m wide main channel，it can achieve a flow rate of 2000m³/s without siltation. Simultaneous flow is conducivetoraisingcialwaressofprotetooftkoelatioalingtespatialdistrbutiofdt，singte proportionofdimenttrasporedtohpanducingtedcotrolpresueonthurentQingsigouCael.eple mentationofthesecificplanonsiderationsouldbegiventotepotentialimpactoneecologicalflowofQngshigouChanelndthc ological water volume in the nearby waters.

Key words：Yellow River estuary；channel；simultaneous flow；Qingshuigou Channel；Diaokouhe Channel

黃河河口流路同時行河指的是兩條及以上流路同時作為黃河入海通道。鑒于現行清水溝流路仍有較好的行洪輸沙潛力和備用刁口河流路的重要地位，同時行河的主體是這兩條流路。同時行河是河口流路運用方式的一種，《黃河流域綜合規劃（2012—2030 年）》明確提出“加強清水溝和刁口河流路同時行河研究”。黃河河口流路運用方式研究成果較多，主要有單一流路、小水分流[1]、高位分洪[2]、交替行洪[3]、生態補水通道[4]、水沙調控通道[5]、相機分水分沙[和多目標耦合運用[]等。除單一流路外，其他方式都涉及刁口河的運用，主要目的是減緩清水溝淤積從而延長其行河壽命，部分運用方式在一定程度上兼顧河口生態保護。同時行河具有減輕防洪壓力、優化泥沙淤積分配、充分利用海洋動力輸沙、維持良好生態等優點。然而，自然條件下河口來沙量和含沙量較高，河口具有分流必淤的特性，這也是同時行河方式遇到的實踐難題。小浪底水庫運用以來，河口河道總體出現沖刷趨勢，徑流條件具有富余的輸沙潛力。隨著古賢水庫建設，未來一定時期內進入河口的水沙條件更為有利。在此背景下，結合河口近年來演變情況并借鑒密西西比河河口同時行河情況，重新審視河口流路同時行河的可能性并充分發揮其優點，對保障河口防洪安全、維護河口生態功能和加強備用流路保護等具有重要意義，

1 黃河河口區域概況

黃河河口來沙量和含沙量較高，單條流路演變具有淤積、延伸、出汊、改道的自然規律。1855年以來，河口尾閭經歷9條流路。現行清水溝流路自1976年5月開始行河，受人工干預力度增加和流域來沙減少影響，一直行河至今（見圖1）。刁口河流路是第8條行河流路，行河時間為1964年1月至1976年5月，也是《黃河流域綜合規劃（2012—2030年）》中清水溝流路達到改道標準后優先啟用的備用流路。

圖1黃河河口基本情況

清水溝流路海域平均潮差為 1.1～1.5m ，潮區界通常在清7斷面附近，風暴潮條件下可以上移至西河口附近。行河以來至1996年平均年來沙量為6.3億t，流路經歷了淤灘成槽、歸股順直、淤積延伸的演變過程。20世紀80年代末，口門附近河勢開始不穩定，每隔一兩年就要發生一次擺動。1996年5月，結合油田開采需求，實施清8改汊工程，口門方向由東南向調整至東偏北方向，新尾閭流路被稱為清8汊河，原尾閭流路被稱為1996汊河。刁口河流路自1976年停止行河后，流路長期備而不用，再加上管理范圍內土地、油氣資源豐富，各部門進行了大規模開發，開發建設用地面積比例達到 70% ；主槽嚴重淤積萎縮，最狹窄的西崔生產橋附近主槽寬度僅有 5m ；口門附近海岸蝕退12.0km ，陸地面積減少 290km^2[7] 。2010 年起，刁口河作為黃河三角洲自然保護區北部片區生態補水通道開始過水。

2019年黃河流域生態保護和高質量發展上升為重大國家戰略后，河口治理保護的重點是：合理布局黃河入海流路，保障入海河道暢通和河口防洪防凌安全；實施清水溝、刁口河生態補水，維護河口生態功能；禁止侵占刁口河等黃河備用入海流路；謀劃創建黃河口國家公園，擬在現有山東黃河三角洲國家級自然保護區的基礎上，整合周邊海域7個自然保護地。這對新形勢下河口流路運用提出更高要求。

2 黃河河口演變情況

2.1 黃河河口水沙變化

利津水文站實測資料表明，1950—2024年多年平均徑流量和來沙量分別為295億 m³ 和6.3億t（見圖2）。受人類活動影響較小的1950—1985年多年平均徑流量419億 m³ 來沙量10.5億t。1986年以后進入長期枯水少沙期，至2002年多年平均徑流量132億m³ 、來沙量3.3億t。2002年小浪底水庫調水調沙運用后，年徑流量回升至215億 m³ ，年來沙量進一步減小為1.6億t。其中，2018—2021年為相對豐水多沙期，年徑流量312億～441億 m³ ，年來沙量2.4億～3.1億t。多年平均含沙量以小浪底水庫運用為界，之前為25.2kg/m³ ，之后下降至 7.3kg/m³ ;中值粒徑無明顯變化，多年平均值為 0.022mm 。

圖2利津水文站年徑流量和來沙量變化情況 Fig.2 Changes in Annual Runoff and Sediment Transport at Lijin Hydrological Station

2.2 黃河河口沖淤變化

小浪底水庫運用至今，黃河河口利津—汊3河段總體呈沖刷趨勢，但近十余年沖淤基本平衡（見圖3）。1999年汛后至2024年汛后，利津—清7河段每年度單位河長平均沖刷 66m³/m ，清7—汊3河段每年度單位河長平均沖刷 24.6m³/m ，具有沿程沖刷特征。然而，從具體變化過程來看，2011—2024年累計沖刷量基本保持不變。2018—2021年相對豐水條件下，利津一清7河段、清7—汊3河段明顯沖刷，之后水沙相對減少則快速回淤。根據實測大斷面資料分析，2021—2024年利津—清4、清4—清7、清7—汊3河段平均淤積厚度分別為 0.63、0.81、1.16m ，具有明顯的溯源淤積特征。自前河段沖淤情況大體恢復到2011年汛后水平。

圖3小浪底水庫運用后黃河河口流路單位河長累計沖淤量變 Fig.3Changes in Cumulative Erosion and Deposition PerUnit Length of the Yellow River Estuary Channel AftertheOperationofXiaolangdiReservoir

2.3 黃河河口河勢變化

2004年、2007年清8汊河出現兩次自然出汊，口門由東北方向調整至東偏北方向、北偏東方向[8［見圖4（a）]，2013年汛后至2023年汛后河口攔門沙區域形成新、老汊河“大水取直、小水坐灣、分汊入海”的穩定分汊態勢[9[見圖4（b）]，分汊點位于汊3斷面下游 9.2km 處。然而，2024年汛前東股漢河開始萎縮，汛后則基本消失。2021年秋汛時，汊3斷面下游0.7km 處右岸自然沖決出現新汊溝，被稱為墾東 29# 汊溝，之后呈沖刷擴展趨勢［見圖5（a）]。該出汊點較前面所述分汊點上提 8.5km 。另外，現行沙嘴兩側出現多條較大規模汊溝[見圖5（b）]。

（a）兩次自然出汊（2004年5月影像）

圖4黃河河口流路變化

圖5黃河河口流路河勢

Fig.5River Regime of the Yellow River Estuary

從河長變化來看，清8汊河自1996年開始行河，盡管河口來沙量減少，但河長仍呈增加趨勢（見圖6）。1996 年汛前西河口以下河長達到歷史最大值 65km ，人工出汊走清8汊河后河長縮短 17km ，至2024年西河口以下河長達到 64.1km ，累計延伸 16.1km ，已接近1996年汛前最大值。1996年之前清水溝河長平均延伸速率為 1.4km/a 。若不計改汊當年延伸，清8汊河延伸速率為 0.6km/a 。

圖6清8汊河行河以來西河口以下河長變化 Fig.6Changes in River Length from the Xihekou StationSincetheQingbacha ChannelFlow

3 流路同時行河情形分析

3.1 密西西比河河口同時行河情況

密西西比河河口具有多沙弱潮特性，演變情況與黃河河口有類似之處（見圖7）。塔伯特蘭丁站年來沙量1950年前后為3.7億～5億 t，1970-1985 年為1.4億 1，1985-2012 年為1.0億t;年徑流量未顯著變化，約為5670億 m³ 。沿海地區屬于弱潮區，平均潮差約為 0.32m 。歷史上河流多次決口或擺動，在墨西哥灣北部塑造了一個大型的三角洲體系，每個三角洲形成周期為 1000～2000a^[10-11] 。15 世紀以后，紅河下游被襲奪成為密西西比河的一條汊河，襲奪點以下被稱為阿查法拉亞河。

（a）密西西比河河口特征點位置

圖7密西西比河河口和黃河河口情況 Fig.7Situation at the Mouth of the Mississippi RiverandtheYellowRiver

密西西比河河口襲奪分漢點位于潮區界附近。襲奪點下游河段長約 500km ，河床低于海平面，受潮汐、風暴潮等海平面變化的影響，枯水期海平面的回水效應可上延至分汊點（RKO）上游約 650km 處[12]。大型河流工程修建之前，密西西比河-阿查法拉亞河水系輸送至沿海地區的年均泥沙量約為4億t，RK500以下河段主要呈現淤積趨勢[13]。河道淤積坐灣引起特恩布爾彎道向西遷移，是襲奪連接紅河的主要原因。

密西西比河修建的老河控制樞紐、干流大堤、護岸工程和河道疏浚等穩定了同時行河格局。阿查法拉亞河全長約為 225km ，密西西比河襲奪點下游河段長約為 500km ，后者總是朝著襲奪前者的方向發展。為穩定河勢，修建了老河控制樞紐，控制阿查法拉亞河下泄的水量不超過密西西比河與紅河總徑流量的 30%^[14] O干流大堤和護岸工程減少河道擺動，防止河岸侵蝕，增強河道穩定性。

河道整治工程修建后，河口河道上段（RK650—RK250）寬度比下段（RK250—RK50）寬約 30% ，越近口門河道越窄深[12]。1963—2013 年，老河控制樞紐（RK500）下游的干流河段通常淤積。新奧爾良一帝國鎮（RK121—RK47）河段呈沖刷或動態平衡狀態。因此，維持窄深河槽有利于減少感潮河段淤積，保持河勢穩定。

3.2 黃河河口流路演變態勢

黃河河口具有典型的多沙弱潮特性。通常感潮河段長度只有 15～30km 。在強勁且持續時間長的北風或東北風作用下，河口產生較大風暴潮增水，比一般高潮位高出 2～3m ，影響距離在 50km 以上，達到西河口附近。歷史時期河口年來沙量高達12億t，沙嘴快速延伸，河道自上而下由順直向彎曲過渡，同時伴隨邊灘心灘發育。在不能滿足泄洪排沙的情況下，水流選擇彎道處漫流決口，出汊奪流

分析神仙溝、刁口河和清8改汊前的清水溝演變情況，當西河口以下河長接近 60km 時，水面比降相應減小到 1.0%oo0 左右，口門開始不穩定，發生出汊擺動[9]。1996年清8人工出汊后河長縮短 17km ，再加上小浪底水庫運用后來沙量顯著減少，清水溝流路行河年限明顯增加。但河口來水年均含沙量仍有7.3kg/m³ ，遠高于世界上其他主要大河河口含沙量，至2024年河長延伸 16.1km ，西河口以下已經接近歷史最大河長 65km 。

總體來看，目前清8漢河已進入不穩定階段：一是，2004年、2007年出現兩次自然出汊，2013年和2021年又出現分漢，且2021年分汊點較2013年分汊點上提 8.5km 。二是，從河道沖淤來看，雖然清8汊河行河以來水沙條件較有利，但是從2011年汛后利津—清7、清7—汊3河段整體沖刷不明顯，尤其是受潮汐影響較顯著的清7一汊3河段。三是，從河勢變化來看，2024年汛后行河10a的東股淤死，沙嘴兩側出現9條較大規模汊溝，2021年秋汛時形成的墾東29#汊溝則呈沖刷擴展趨勢。這說明清8汊河潮流段淤積加劇，灘唇難以約束水流，入海通道已經不暢通。

3.3 黃河河口同時行河分析

為延長清水溝流路行河壽命，根據黃河河口流路演變規律，有必要在潮區界附近進行主動分汊、同時行河，即在西河口附近啟用刁口河流路。從出汊與河海動力交互機制上看，河口具有在潮區界附近出漢并形成同時行河的自然條件。密西西比河干流在RK500附近襲奪紅河，主要是由感潮河段淤積引起彎道遷移造成的，性質上屬于單流路行河數年后的大規模出汊。自然時期黃河河口潮區界至口門河道淤積嚴重，形成上段陡、多彎道和下段緩、多直道的臺階狀縱剖面，平均10a在潮區界附近發生一次出汊改道。由于目前清8汊河已進入不穩定階段，因此啟用在潮區界即西河口附近的刁口河流路符合流路自然演變規律

3.3.1 未來水沙條件

黃河河口未來一定時期內水沙條件有利于同時行河。根據新一輪的黃河河口綜合治理規劃修編成果，在黃河龍門、華縣、河津、淞頭四站來沙3億t和1.5億t情景下，通過中游水庫攔沙和調水調沙運用、中下游沖積性河道的沖淤調整及引水引沙后，利津站年來沙量分別為1.5億～2.3億t、1.0億～1.3億t。另外，古賢水庫能夠進一步優化黃河干流水沙關系，使得進入黃河下游及河口的水沙條件更為有利。古賢、小浪底水利樞紐聯合運用后，可確保流量 3500～4000m³/s 的洪水至少持續4～5d，利津站大流量過程歷時將由每年 10～20d 增加至豐水年、平水年、枯水年的29、27、26d 。

3.3.2 沖淤情況分析

采用利津一汊3實測大斷面資料、利津站徑流量和來沙量資料，分析2004—2021年汛期（5—10月）和非汛期（11月—次年4月）河道沖淤量與水沙條件的關系（見圖8）。汛期徑流量和來沙量占全年比例分別為 76% 和 95% 。非汛期來沙量均小于0.2億t，大部分時期淤積；汛期來沙量大多在0.5億t以上，大部分時期沖刷。沖淤量與來沙系數關系不明顯，與徑流量有較好的對應關系。無論汛期或非汛期，當徑流量大于85億 m³ 時，均發生沖刷，

基于以下條件設計同時行河的水沙情景（見表1）：1）小浪底水庫運用后年平均徑流量215億 m³ 和來沙量1.6億t；2）清水溝和刁口河分水比與分沙比相同，汛期非汛期水沙比例采用多年平均值；3）優先滿足清水溝流路不淤積，汛期水量大于85億 m³ ;4）刁口河流路沖淤特性與清水溝類似。清水溝汛期徑流量和來沙量分別為95億 m³ 和0.88億t，根據河道沖淤量與水沙關系（見圖8），預測沖刷量為500萬 ～1 000 萬m³ ，非汛期游積量為300萬 ～600 萬 m³ ，總體來看略有沖刷或基本沖淤平衡。刁口河非汛期徑流量和來沙量分別為22億 m³ 和0.03億t，淤積100 萬 ～500 萬 m³ ：汛期分別為68億 m³ 和0.64億t，發生淤積，參考汛期淤積最嚴重的2015年，淤積量達到1250萬 m³ 。古賢水庫修建后，前述四站來沙1.5億t情景下進人河口的沙量將減少0.2億 ～0.5 億t，刁口河來沙相應減少，淤積將明顯減少或沖淤基本平衡。

表1 清水溝和刁口河同時行河水沙情景

Qingshuigou and Diaokou Channels Simultaneous Flowing

3.3.3 窄深河槽設計

在上述設計水沙情景下，參考密西西比河越近口門河道越窄深的經驗，啟用刁口河應設計窄深河槽，提高水流挾沙能力以減少刁口河流路淤積。以黃河下游利津水文站2021年以來的水動力條件為基礎（見圖9），采用2000年以來多年平均懸沙粒徑 0.02mm 和床沙粒徑 0.1mm 為計算條件，利用能夠滿足高含沙和一般含沙水流挾沙力的計算公式（見表2），計算不同流量過程的平衡河寬。從近些年小浪底水庫調度運用實際情況來看，山東河段流量通常不大于 5000m³/s ，近期刁口河分流最大流量可控制在 2000m³/s ，主槽寬度為 375m 。該寬度接近利津斷面寬度。

3.3.4 同時行河的利弊

同時行河有利于提高社會公眾對刁口河流路保護的意識。刁口河停止行河后長期備而不用，社會公眾對流路的保護意識逐漸淡化，河道管理范圍內進行了大規模的建設開發，嚴重影響流路的保護和啟用。2010年刁口河作為生態補水通道，最大過水能力受渠首羅家屋子閘限制，不超過 30m³/s 。同時行河后，刁口河可在一定程度上恢復行洪輸沙功能，能夠有效落實《中華人民共和國黃河保護法》第三十六條“禁止侵占刁口河等黃河備用入海流路”。

表2輸沙計算所采用的公式

Tab.2Formula Used for Sediment Transport Calculation

注 ?f_m 為渾水阻力系數； κ 為渾水卡門常數； z₀ 為底摩阻高度； h為水深 σ;μ 為含沙水流動力黏性系數： ;μ₀ 為清水動力黏性系數;k 為黏性系數； S_v 為體積比含沙量; S_vm 為極限體積比含沙量; ω₀為清水條件下泥沙顆粒沉速； D₅₀ 為懸沙中值粒徑； γ_m 為渾水容重； γ_s 為泥沙顆粒容重； U 為斷面平均流速； g 為重力加速度； R為水力半徑，一般取水深。

同時行河能夠減緩現行清水溝流路淤積延伸和備用刁口河流路附近海岸蝕退，使得河口來沙在空間上得到合理配置。行河沙嘴延伸速率與來沙量密切相關。1980—1995年多年平均來沙量5.8億t，延伸速率為 1.4km/a 。1996—2024年多年平均來沙量減少至1.6億t，延伸速率為 0.6km/a 。清水溝來沙被刁口河分流后，延伸速率將進一步降低，有利于流路穩定。刁口河附近海岸自1976年停止行河后持續蝕退 12km ，2007—2015年多年平均擴散沙量為0.5億 t^[15] ，同時行河后刁口河年均來沙量0.67億t，能夠遏制海岸蝕退，有利于維持濱海濕地面積穩定，減緩海水入侵范圍和程度，支撐服務黃河口國家公園建設。

同時行河后利用海洋動力輸往深海沙量會增加。刁口河流路自1976年停止行河后海岸持續蝕退，現狀口門附近海岸基本與兩側平順相接。另外，雖然黃河河口是典型弱潮河口，但是刁口河海域靠近無潮點，潮流動力更強，在沿岸往復流作用下，與現狀清8汊河相比，更多泥沙會被輸往深海。

同時行河有利于應對海平面上升和三角洲沉降帶來的自然災害風險。全球海平面從20世紀開始持續升高，預測到2050年全球平均海平面將上升 0.2～0.3 m ，到2100年將上升 0.4～1.5m 。近年來的監測數據表明，黃河三角洲附近海平面上升速率為 3～4mm/a 略高于全球平均海平面上升速率，部分地區地面沉降速率為 20～30mm/a ，局部地區甚至高達 40mm/a 。黃河三角洲地勢低平，三角洲沉降和海平面上升進一步加劇了流域洪水、局地暴雨、天文大潮和風暴潮災害的風險。

同時行河能夠減輕現行清水溝流路的防洪壓力，為黃河口國家公園提供可靠的安全保障。近些年來極端暴雨洪水事件不斷出現，若2021年鄭州“ 7?20^′′ 暴雨降雨帶向西偏移至黃河下游三門峽一花園口區間，河口將出現大洪水過程。現行清水溝流路河道灘地呈現約 6‰ 的橫向倒比降，加劇了大洪水時的防洪壓力；黃河口國家公園清水溝片區在清4控導工程以下無整治工程，規劃的科研平臺和大量基礎設施要求洪水盡量不漫灘[7]。同時行河后，刁口河流路能夠起到分洪作用，緩解大洪水時現行流路防洪壓力。

同時行河可能會對清水溝流路生態流量和近海生態水量造成影響。黃河河口生態系統獨具特色，維持河口生態功能需要一定的入海淡水[16]。根據《水利部關于印發第一批重點河湖生態流量保障目標的函》（水資管函[2020]43號），利津斷面生態基流為50m³/s 。《黃河河口綜合治理規劃》提出11月—次年4月最小生態流量為 75m³/s ;5—6月最小生態流量為150m³/s ，近海生態水量為22億 m³ 。非汛期利津站流量偏小，刁口河分流后有可能影響清水溝流路生態流量和近海生態水量。具體調度方案需要根據河口來水情況進行優化。

同時行河需要在刁口河配套實施相應的整治工程和措施。渠首羅家屋子閘需要進行擴建，滿足分水分沙要求。現有兩岸堤防受自然風化影響破損嚴重，近期需要按流量為 2000m³/s 進行加固。根據河勢變化特征，需要布設控導工程。此外，河道管理范圍內現有的公路、橋梁和管道等設施需要進行拆除改建

4結論和建議

小浪底水庫運用以來，黃河河口年均來沙量顯著減少至1.6億t。利津—汊3河道總體呈沖刷趨勢，但2011—2024年累計沖刷量基本保持不變。2024年汛后歷時10a的穩定分汊消失，且在分汊點以上 8.5km 處新汊河沖刷擴展，沙嘴兩側出現多條較大規模汊溝；目前清水溝河長已接近歷史最大河長 65km 。這些情況表明清8漢河已進入不穩定階段。

黃河河口潮區界在大風暴潮增水條件下可達到西河口附近，這也是自然時期流路改道出汊點。根據目前流路演變態勢并借鑒密西西比河河口演變情況，在潮區界即西河口附近啟用刁口河形成同時行河，符合流路自然演變特征。古賢水庫修建使得未來一定時期內進入河口的水沙條件有利于同時行河。設計水沙情景下，清水溝每年徑流量為125億 m³ 能夠實現略有沖刷或沖淤平衡；刁口河每年分流90億 m³ ，通過開挖并維持 375m 寬主槽，能夠實現 2 000m³/s 流量條件下不淤積。

同時行河有利于刁口河流路保護，合理配置來沙空間分布，利用海洋動力輸沙往深海，應對海平面上升和三角洲沉降帶來的自然災害風險，減輕現行清水溝流路的防洪壓力，但可能會對清水溝流路生態流量和近海生態水量造成影響。建議加強黃河河口感潮河段徑流和海洋動力及泥沙運動原型觀測，充分利用河口物理模型模擬河勢變化和流路海岸沖淤演變的優勢，結合河口數學模型開展河口同時行河關鍵技術研究，分析分汊點以上干流河道和以下流路沖淤演變特征，優化同時行河的水沙條件并保障清水溝流路生態流量和近海生態水量。

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【責任編輯 許立新】