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珠江河口陸海互動論




  1 問題的提出

  近年來,筆者等在研究珠江河口演變過程及其反映的陸海相互作用時,悟出了珠江河口具有“河優型河口與潮優型河口相依并存和河道與潮道耦合共生”的規律,因而感嘆“自然界普遍存在的正負、陰陽耦合現象竟然如此真切、生動地在珠江河口及其三角洲的特徵上呈現出來,造化之妙、之美,讓人稱奇叫絶!”[1] 這引起了水利學界朋友的興趣,有的還戲稱其爲“陰陽理論”。“陰陽理論”?此前我們未曾有這樣的設想。然而這一説法激起我們進一步考慮這個問題,覺得用陸海耦合關係來理解珠江河口的特點,尚可補充做一些闡述及探索。事實上,在珠江河口,類似這樣的關係表現還很是不少,如果將它們的主要方面整理出來,真能形成一套完整的海陸互動關係説,利於更好地解釋珠江河口特點及其形成演變的規律,這確可能是較有理論意義和實際應用價值的。因此决意真個把這當回事,在此專門就珠江河口的重要陸海耦合關係表現及其意義,作一些分析、論述。

  2 珠江河口大系統的陸海耦合與平衡 

  2.1 一正兩負的珠江河口系統

  珠江河口具有五江(西江、北江、東江、流溪河和潭江)匯流,水網稠密和八口(虎門、蕉門、洪奇瀝、横門、磨刀門、鷄啼門、虎跳門和崖門)入海的特點。這是一個錯綜復雜的河口大系統。細究之,除東江三角洲自成一局之外,絶大部分珠江河口區域可視爲由一正兩負的亞系統搆成[2]:正亞系統是指呈扇狀向海凸伸的西、北江聯合三角洲及其蕉門、洪奇瀝、横門、磨刀門、鷄啼門和虎跳門等6個“河優型”分流河口,它們均由河流(或逕流)動力作用控制;兩負亞系統是指分佈於上述正亞系統兩側的、向陸凹入的虎門和崖門兩個“潮優型”分流河口及其口内闊深的潮汐水道(簡稱“潮道”),它們由潮汐動力作用控制。


  珠江河口河控與潮控綜合動力體系和結構的形成,與近5~6千年來該河口的演變規律有關。因爲珠江河口系統中大約90%的來水量和96%的來沙量,由西江和北江聯合供給,故現代珠江河口的淤積發展,主要體現在西、北江聯合三角洲的迅速向東南方向推進,而分居主體三角洲左、右兩側邊緣的流溪河和潭江,輸水輸沙很微,其淤積延伸作用較緩慢。正是由於這種淤積發展的不平衡性,導致了河控與潮控之分异及其“一正兩負”架構關係的出現。具體而言即是[1]:西、北江聯合三角洲呈扇形迅速向東南方向凸展,其上各分流水道的向海延伸是它們自己的逕流(或河流)動力作用及其携帶的泥沙在那裏沉積形成,此屬主動延伸,所成之水道屬“河道”——河成水道,“河道”之口門以河流動力占優勢,性質爲“河優型”河口;至於流溪河和潭江的分别延伸至虎門和崖門,則非它們自身逕流作用及其携帶的泥沙淤積造成,而是身旁其他河流(西江、北江或東江)入海的泥沙再經漲潮流挾帶向裏搬運和沉積使之“挾持延伸”的結果,此屬被動延伸,如此形成的水道不可能被流溪河和潭江自身的逕流來佔據而只能由外海進入的潮水來充填,故它們始終由潮汐動力作用控制,潮流上溯很遠,性質屬“潮道”——潮成水道,其分流口虎門和崖門爲“潮優型”河口。

  應予指出,上述“一正兩負”架構及其體現的河控與潮控的分异現象,在現代珠江河口形成的早期階段(圖1之A、B),並不若今日這麽明顯。隨着河控性的西、北江聯合三角洲不斷向海凸伸發展,其左、右兩側潮控性的三角港(或河口灣)向陸凹入與嵌合(圖1之C、D)的形勢愈益明確和清晰起來,這説明它們具有相依并存、耦合共生和相向發展的特點。這即意味着,如果不遭人爲作用的破壞,自然狀態下,河控性西、北江聯合三角洲的向海淤積推進,不僅不會使其兩側的潮控性河口灣和潮道消失或質變爲所謂的逕流型“伶仃河”和“黄茅河”,反而更利於兩側河口灣和潮道的潮控特性的保持及發展。

  2.2 系統穩定與平衡

  珠江河口的正與負亞系統之間是通過衆多的横向支汊進行溝通和聯繫的。如正亞系統左側即有蘆苞涌、西南涌、佛山涌、平洲水道、陳村水道、沙灣水道和鳧洲水道等横向支汊與廣州—虎門—伶仃洋負亞系統相溝通;正亞系統的右側則有江門河、睦洲河、勞勞溪—虎坑水道、荷麻溪和螺洲溪等横向支汊與新會—崖門—黄茅海負亞系統相聯絡。

  横向支汊的溝通作用,對加强正與負亞系統之間的聯繫,以使整個河口大系統趨於動態穩定、平衡與和諧,具有重要的意義。如洪季時陽盛陰衰,西、北江聯合三角洲上的洪水位很高(達2~10m),而其左、右兩側的廣州—虎門—伶仃洋和新會—崖門—黄茅海兩個潮汐盆地的洪潮水位却較低(一般只在-1~2m之間),兩者間横比降大,西、北江聯合三角洲上的水位等值綫呈扇形向海和向兩側潮控盆地凸展(圖3A),説明横向汊道對迅速降低西、北江的洪水位並保证兩江洪水的安全分泄,發揮着巨大的作用;而枯季時陰盛陽衰,西、北江三角洲河控區水落河枯,其兩側潮控區却水漲潮高出現高能區,河口潮差等值綫由兩側潮控盆地向西、北江三角洲區域凹入(圖3B),説明横向支汊溝通吸引兩側潮控亞系統的潮能向裏擴侵,這對加大枯季時虎門和崖門的納潮量,從而增强這兩個潮優型分流河口的潮汐優勢效應,具有重要的作用及影響。 

  3 河優型分流河口的陸海耦合與平衡

  
從局部或小尺度來看,珠江河口的每一單個“河優型”分流口,也同樣存在陸海耦合關係及其河控與潮控共生搆造體系。這在動力—沉積地貌特徵方面有清楚的表現。

  3.1 沉積動力作用與沉積特徵

  我們通過珠江河口其中特别是河優型磨刀門分流河口沉積動力過程及其陸海相互作用的研究[4、5],逐漸對河口泥沙運動規律及其對三角洲沉積建造的影響,得出瞭如下認識和概念。

  1)河優型分流河口的中心區爲下泄流優勢並具噴射湍流擴散特點,其主要功能是向外輸水輸沙。包括推移質(主要爲細砂和粗粉砂)和懸移質(主要爲細粉砂和粘土)在内的河口輸沙,在下泄噴射流的作用下,從陸向海搬運並隨之發生由粗到細的分异沉降過程,由此形成了河控型三角洲前緣的朵狀或指狀砂體及前三角洲的粉砂質粘土與粘土沉積,這種沉積作用以洪季(在一年中)、大潮(在一月中)和落潮(在一天中)時意義爲大,屬河控沉積動力體系。

  
2)但中心噴射流的側翼空檔區,屬補償流作用範圍,爲上溯流優勢。由於河口細粒懸移質泥沙存在向陸回返的沉積現象,即隨中心區下泄流外輸並沉積在三角洲前緣斜坡及前三角洲上的細粒懸移質泥沙,經波浪或潮流作用起動再懸浮後,可由上溯流(或漲潮流,或補償流)挾帶,發生從海向陸的再搬運,並最終在分流河口的側翼(一側或兩側)區域沉積下來,由此形成了河口側翼區域即分流間海灣的潮控淤泥或粘土沉積,這促進了三角洲平原的成長與覆蓋,這種回返沉積作用以枯季(在一年中)、小潮(在一月中)和漲潮(在一天中)時表現顯著,屬潮控沉積動力體系。

  因此,河優型分流河口的中心區和側翼區分屬於河控和潮控兩種不同的沉積動力環境。前者泥沙(包括粗、細各種泥沙)搬運的趨勢是向海,後者泥沙(只有細粒懸移質泥沙)搬運的趨勢是向陸。這就揭示出三角洲沉積“陸海交互相”性質的内涵,並可闡析其陸海耦合搆造形成的動力機理。

  3.2 地貌特徵

  每一單個河優型分流河口,既然同時存在河控與潮控兩種沉積動力體系,相應就必然同時出現河控與潮控兩種地貌狀態,這就是“河道”與“潮道”的相向耦合與共生。

“河道”即該分流河口的主幹出海水道,由河流動力(或下泄流)控制,河流(逕流)動力冲刷形成的深槽或地形,向陸一側敞開,
向海一側在攔門沙頂位置趨於封閉或出現分汊現象;而相鄰伴生之“潮道”(它們較之虎門和崖門口的獅子洋和銀洲湖等“潮道”要次一級),如磨刀門西側的白龍河、洪奇瀝與横門匯合出海水道西側的金星門水道等,則由潮汐動力(或上溯流)控制,潮流動力冲刷形成的深槽地形向海一側敞開,向陸一側閉合併出現輻散狀分汊現象。

  4 “潮灌潮排”農田水利模式及其反映的陸海耦合關係與調節

  
珠江三角洲沙田區勞動人民利用珠江河口的陸海架構關係創造了獨具特色的“潮灌潮排”農田水利體系與模式。圖6是蕉門口(南沙)
内的番順聯圍區域的水系、水渠分佈的形勢。該圖看出,北江幹流在該區域一分爲二,向東爲沙灣水道,向東南爲李家沙水道(後與西江的分支河道——容桂水道匯流爲洪奇瀝水道),它們皆是逕流優勢,屬“河道”性質,爲河控環境,而其間之蕉門水道的水系形態却全然不同:不僅主水道——蕉門水道呈小喇叭狀從海向陸由粗變細;而且還向裏呈輻散狀分汊;田畝與水渠的排列方向井然有序地略呈同心圓弧狀分佈。這些都是潮控分流間海灣(盆地)水系分佈和淤積發展的標誌性特點。可見番順聯圍的潮控與河控架構關係十分顯著。類似這種架構關係的單元,在珠江河口的沙田區還着實不少。所謂“潮灌潮排”,就是利用河控和潮控體系潮汐水流運動的規律及其造成的水位差,引入河流淡水對農田進行自動灌溉和排水(或排澇)的水利行爲,其主要運作方式是,漲潮開始時,
河控體系之“河道”(如圖6之沙灣水道和李家沙—洪奇瀝水道)中的淡水逕流受潮汐頂托影響水位壅高,於是圍内出現天然、優良的淡水供給條件,此時只須把水渠與“河道”堤圍連接處的梪口(“梪”,是珠江三角洲地區對河堤上小涵閘的專稱)打開,江水便可自動注入圍内水渠用於灌溉,但冬、春枯水時節,大約到漲潮中、後期要及時關梪以防緊跟其後可能有鹹潮侵入。這種先開梪引淡水灌溉,隨後又關梪拒鹹潮於閘門外的水利操作行爲,群衆稱之爲“偷淡”,這只有充分掌握當地潮汐水流及鹹潮運動的特點與規律才有可能做得到。而在落潮時,潮控盆地的水系首先退潮,且潮水退得較干(因其潮差相對較河控水系的略大),先前由梪口進入的灌溉用水在流遍灌區後,這時自動向潮控盆地的“潮道”(如圖6之蕉門水道)集中,而後隨落潮流外排。這是天人合一或人與自然和諧統一的典範,亦是珠江河口陸海耦合搆造效應的生動表現之一。  

  5 結 語

  1)珠江河口大系統主要由一正兩負的亞系統搆成。正亞系統指呈扇形向海凸伸的西、北江聯合三角洲及其6個“河優型”分流河口;兩負亞系統指分佈於上述正亞系統兩側的、向陸凹入的虎門和崖門2個“潮優型”分流河口及其口内闊深的潮汐水道。正、負亞系統各自分别由河流(逕流)動力和潮汐動力控制,它們相向發展而形成並具相依并存和耦合共生的特點。

  2)正、負亞系統之間,通過横向支汊進行溝通和聯繫。横向支汊的存在有雙重的重要作用和意義:洪季時有助於降低西、北江的洪水位,利於兩江洪水的安全分泄;枯季時吸引潮控盆地的潮流向河控區域擴侵,利於加大潮控盆地的納潮量,增强虎門和崖門兩個潮優型分流河口的潮汐優勢效應。

  3)每一單個河優型分流河口也同樣存在河控和潮控耦合共生的動力—沉積地貌體系。其動力機理是:河口射流中心區爲下泄流優勢,流域下泄泥沙(包括推移質和懸移質)從陸向海分异搬運和沉積;而射流中心區的側翼空檔區爲上溯流優勢(屬補償流作用範圍),潮流或波浪動力起動海底沉積物再懸浮的細粒泥沙隨之從海向陸搬運主要在這裏沉積。

  4)珠江三角洲沙田區勞動人民創造的“潮灌潮排”農田水利體系與模式,是天人合一和珠江河口陸海耦合搆造效應的生動表現之一。

  5)珠江河口治理要符合客觀規律並做到人與自然和諧相處,就必須尊重、保護珠江河口系統大、小尺度的陸海耦合架構關係及其有機聯繫,其中對横向支汊的保護利用尤顯關鍵和重要。而如果提出口號搞“分治”(把系統割裂分而治之),弱化、消滅或堵塞横向支汊水道,過於强調“水沙中間調”,就會使陸海耦合關係及平衡進一步受到破壞,隨之河控和潮控亞系統的功能都要衰减,這只會産生更多的灾害,於區域可持續發展不利。

  

  參考文獻:

  [1] 李春初,雷亞平,何爲等,2002.珠江河口演變規律及治理利用問題. 泥沙研究, (3):44~51.

  [2] 李春初,何爲,王世俊,2003. 珠江河口系統及其保護利用問題. 載:中國江河河口研究及治理、開發問題研討會文集. 北京:中國水利水電出版社, 183~190.

  [3] 何洪鉅,1984.珠江三角洲河口區的潮汐特性. 載:珠江口海岸和海涂資源綜合調查研究文集(二). 廣東:廣東科技出版社, 63~74.

  [4] 李春初,1983.珠江口磨刀門的河口動力與沉積.熱帶地理, (1):27~34.

  [5] Li Chunchu, Lei Yaping, Hewei, et al., 2001.Land—Ocean Interaction in Modern Delta Formation and Development: A Case Study of the Pearl River Delta,China. Science in China (Series B), 44 (supp.): 63~71.


  原載:李春初等,2004.中國南方河口過程與演變規律,第五章第三節.北京:科學出版社,137~144.合作者:何爲,王世俊。
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