1　前　言

　　1.1 研究目标

　　广州港南沙港区选择于蕉门口外的鸡抱沙地区建设深水港。根据广州港南沙港区建港自然条件研究论证的需求，2002年6月中山大学河口海岸研究所（乙方）与委托单位广州港务局（甲方）达成的本项目研究的目标是：


　　1）南沙港址稳定性分析；

　　2）凫洲水道排水排沙对南沙港区的影响及评价；

　　3）虎门落潮动力轴东移趋势及其对南沙港区环境的影响；

　　4）伶仃水道（或伶仃涨潮冲刷槽）稳定性及近期变化对建港的影响。

　　1.2 主要调查研究内容

　　为了达到上述研究目标，进行了下列主要现场调查、测验及分析和研究工作：

　　1）为了瞭解伶仃水道动力结构，配合其他单位承担的洪季南沙区域的大面积水文泥沙同步测验调查，于2002年6月25~29日（农历5月16~17日，大潮），在伶仃水道下段分南（测点14，在内伶仃岛南侧）、北（测点13，在内伶仃岛北侧）两测点，进行了与其他单位承担的伶仃水道中、上段测点的纵向同步水文泥沙测验，测验内容包括流速、流向、含沙量和含盐度等项目。

　　2）初步分析了2002年洪季6月26~27日伶仃水道纵向6船同步水文测验资料，研究了其时纵向动力结构特征，并与过去（1989年）同一地段纵向水文资料及动力特征进行了对比；再结合本所2001年洪（8月30~31日）、枯（12月10~11日）季对伶仃水道沉积物性质与特征的调查，综合分析了伶仃水道的洪、枯季动力结构、泥沙搬运及其淤积特征，进一步论证了该深水航道可以通过疏浚维护而得到保持。

　　3）为了增进对未来港址码头前沿水流动力情况的瞭解，于2003年1月4~5日（农历2002年12月2~3日，大潮）在南沙港区码头起步工程的前沿水深-6m处，进行了水文泥沙测验调查，测验项目与洪季相同。

　　4）于2002年6月29日至7月1日，在南沙（鸡抱沙—孖沙垦区 ）周围水域采获表层沉积物样品50个，全部做了粒度分析。根据这些样品实验分析的数据，绘制了凫洲水道、蕉门南水道和鸡抱—孖沙东侧近岸水域的现代沉积物类型以及细砂、粉砂和粘土百分含量等值分布图，从中可以看出蕉门来沙特点及其搬运趋势和走向。

　　5）对比分析了近七十年内（1927~1999年）蕉门分流口从潮优型河口向河优型河口转化演变的过程及鸡抱沙—孖沙区域的发展过程，此为分析论证南沙港址的稳定性提供了较好的信息资料和依据。特别重点分析了从上世纪五十年代至今，凫洲水道从决口→散乱→归股的发展变化过程和其出口处扇形堆积体的发育特征及其对川鼻水道、伶仃水道与南沙港址冲淤发展变化的影响。

　　6）分析、研究了现代珠江河口的水系网络特征及三角洲发展模式，编绘了若干有代表性的模式图，这为指导瞭解南沙区域（凫洲水道和蕉门南水道）今后发展的方向及论证南沙地区建港的可行性，提供了依据。

　　2　动力环境架构

　　南沙港区恰好处于伶仃洋三大动力—沉积地貌体系的交汇地带或交叉点位置。所谓三大动力体系是：西北部蕉门、洪奇沥和横门等河流作用为主分流河口的径流动力体系；北部和中部的虎门潮汐通道（tidal inlet）动力体系；南部与东南部的高盐陆架水入侵控制的动力体系。相应形成了下面三种沉积地貌体系：

　　1）现代西、北江三角洲的平原（含水下浅滩）、河槽（含水下浅槽）沉积地貌体系，其主体是伶仃洋西滩。港区鸡抱沙—孖沙平原与浅滩以及凫洲水道、蕉门南水道等皆属这一动力—沉积地貌组成部分；

　　2）虎门潮汐通道沉积地貌体系，包括虎门通道口及其内外的潮流冲刷槽（如川鼻水道和矾石水道）、口内涨潮三角洲砂体（如虎门内的海心沙、鸥汀沙和西大担沙等）和口外落潮三角洲砂体（如虎门外的伶仃拦江沙、矾石浅滩、公沙和交椅沙等）；

　　3）高盐陆架水入侵控制的外伶仃洋深槽沉积地貌体系，即河口湾南部与东南部水深大于10m 的深槽地形。本港区身旁的伶仃水道的下段属此动力—沉积地貌体系。

　　上述三大动力—沉积地貌体系都各自划分了自己的主要势力范围。南沙港区恰好处于这三大动力体系及其势力范围的交汇地带。总的来讲，这一交汇地带径流动力和涨、落潮作用都不很强，因为三种动力体系交绥的相互作用起着削减水流动力的作用，这是南沙港址近岸水域动力环境的基本架构和主要特点。

　　3　伶仃水道底质及淤积特征

　　3.1  调查内容

　　为配合珠江口伶仃洋西槽（即伶仃水道）航道浚深至-12.5m后的后效观察研究，中山大学河口海岸研究所受广州港务局委托，于2001年夏（8月30~31日）、冬（12月10~11日）两季对伶仃水道进行了底质研究调查。调查航道，南端起自内伶仃岛以南的5号和6号航标之间的航道，然后沿伶仃水道向北，止于舢舨洲以东的川鼻水道。每季（次）在航道上采获底质样品26个，两季（次）在航道上共采获底质样品52个。上述各样点位置，同时采取底层水样，进行了含沙量分析。除此以外，为了瞭解南沙港区淤积特征，夏季还顺便在鸡抱沙东北部的近岸沿水深3~4m的地带采获底质样品9个，冬季又在龙穴岛东南的挖泥坑中及其南、北两翼浅滩共采底质样4个。这里根据野外观察资料及室内实验分析成果，对伶仃水道底质分部状态及变化，作如下汇报。

　　3.2夏季伶仃水道底质分布和淤积特征

　　3.2.1底质分布特征  

　　伶仃水道夏季底质分布以粉砂质粘土和粘土质粉砂为主，大多数底质中值粒径Φ值大于7（即>0.008mm）。但沿程分布仍有差异：调查航道的下段（样品1~7）最细，以粉砂质粘土为主，中值粒径为7.56~8.26Φ；中下段（样点8~15）样品稍为偏粗，如有的为粉砂质粘土或含砂的粉砂质粘土（样点14、11），有的则为粘土质粉砂（样点13），最粗者为粘土质砂或粘土、粉砂质砂（样点8、15），总之此地段有相对粗化现象；中上段（样点16~21）底质又趋变细，大多为粉砂质粘土，中值粒径在7.34~7.96Φ；上段（样点22~26）底质粗细变化大，如有的为粉砂质粘土（如样点23、24、26），有的则为粘土质砂或粉砂、粘土质砂（如样点22、25）。

　　3.2.2淤积特征  

　　夏季伶仃水道的淤积特征，要根据野外底质样品的现场特征观察和上述底质特征进行综合的分析和判断。现场野外观察底质分布及淤积有如下特征：

　　1）伶仃水道下段的粉砂质粘土大多为黄褐色，有的为灰黑色，有的粘土则较紧实，表层很少出现新鲜的黄色淤泥。表征这些沉积物，并不是当年洪季的即时淤积物，而是其形成时间稍老。或者说，当年夏季伶仃水道下段基本无淤积现象。

　　2）伶仃水道中下段的沉积物表层开始有新鲜和稀乱的黄色淤泥——浮泥出现，不过浮泥层很薄（1cm至几cm），薄层浮淤之下每见粉砂甚至细砂。表明此地段航道，在夏季有淤积现象发生，但淤积作用十分轻微。

　　3）伶仃水道中上段出现大量的、厚度稍大的黄色浮泥层，表征这里是夏季航道最主要的淤积地段。但淤积厚度一般不超过50cm。

　　4）伶仃水道上段因人为挖沙之故，航道有的被挖深至20~30m。因此底质粗细变化大，已不是一般的正常的分布规律。

　　3.3冬季伶仃水道底质和淤积特征

　　冬季底质采样时，出现特殊情况，即其时正值大吨位的虎门号挖泥船在伶仃水道上进行绞吸挖泥疏浚作业。伶仃水道的上段和中上段（在样点26至14之间），刚刚被挖泥疏浚，因此采样时底层水流出现特大的浑水现象，其含沙量高达0.64~1.3g/1，底质亦出现特别的粗化现象，如样点16、18的中径（MdΦ）达0.7~1.30，出现中粗砂，甚至砾石；有的则出现硬粘土（如样点19）或灰白色风化粘土（如样点21）。这些都是珠江河口三角洲地区的晚更新统的古老沉积层，现被挖泥船掘进暴露在航道上，不反映天然的或自然的冲淤作用。但采样时，伶仃水道中下段和下段未及进行疏浚。表1所列底质特征值，仍可供分析参考用。如表所示，这两段底质依然很细，大多为粉砂质粘土。现场观察它们大多呈灰黑色或较紧实（已经压实作用），仍反映它们均非当年淤积形成。中、上段个别测点表层有很薄的浮泥存在。表示夏季落淤形成的少量沉积物至冬季还有保存。

　　3.4 伶仃水道夏、冬季动力特征及其对航道淤积的影响

　　3.4.1 夏季

　　夏季伶仃水道为河水（径流）和海水（陆架水）相互作用地带，即盐淡水相互作用和混合的区域。盐淡水混合状态呈高度分层型特点。由于夏季径流动力增强并趋于在表层向海排泄，引起底部海水（盐水或陆架水）的向陆补偿上溯，因而伶仃水道地带出现较强的河口环流，表层优势流（余流）向下，而中、底层优势流（余流）向上。在此环流作用下，部分悬浮泥沙随表层向海搬运；因伶仃水道上、中段出现最大浑浊带，中底层泥沙在此地带附近聚集，并相应出现滞流点和滞沙点，底层含沙量较大，导致该地段发生较明显的淤积现象。本次调查，在夏季实测到伶仃水道中、上段底层的含沙量高达1.810kg/m3，这是底层存在最大浑浊带的证据。夏季伶仃水道实际存在着三个动力－沉积地带（或地段）：

　　1）下段——大致相当于水下斜坡地段。其底部由海水（或陆架水）及上溯流控制，泥沙淤积极少或甚至为冲刷区。这一点由本次研究于夏季在该地段采获的底质特征所证明。

　　2）中下段——此地段底层亦以上溯流为主，并以滞沙点为中心，出现底部泥沙的汇聚现象。故夏季本地段有轻微的淤积作用发生。

　　3）中上段及上段——大致相当于滞沙点以上的地段，为动力最弱及陆源来沙的主要淤积地带。故夏季此地段出现较厚的黄色浮泥沉积。

　　3.4.2 冬季

　　冬季因径流动力减弱，河口盐淡水相互作用和混合的区域拉长、扩大（混合水可上溯至黄埔），伶仃水道由盐度较高（达10~30）的混合水控制，其时盐淡水混合状态接近垂直均匀型。因此，冬季伶仃水道不存在像夏季那样的环流现象，上、中段的底层泥沙随上溯向虎门口以内的上游方向搬运，而下段的底层泥沙则向海搬运，即整个伶仃水道底层泥沙发生“各奔南、北”的离散现象，此即意味着冬季伶仃水道呈冲刷状态。这一特点，对伶仃水道深水航道的稳定和保持是十分有利的。

　　3.5 小结

　　伶仃水道浚深至-12.5m后，夏季航道淤积作用仍主要发生在中、上段，淤积中心或可能略较过去有一点上移，但淤积强度从黄色浮泥层的厚度得知，仍基本上和过去（浚深前）的大致相当。这表明，夏季伶仃水道的淤积作用仍然不强，冬季还有冲刷现象发生。故认为，伶仃水道开发浚深后，仍可通过经常的疏浚维护而得以保持。

　　4　南沙港区近岸水域及河道表层底质特征

　　4.1 表层沉积物的特征及分布

　　2002年7月，在凫洲水道、蕉门南水道及鸡抱沙东侧附近海域采集50个表层沉积物样品，样品用沉降法做了粒度分析，并根据沉积物中值粒径绘制了沉积物类型图。根据中值粒径大小，本区表层沉积物可归纳为9类，其特征和分布为：

　　（1）硬粘土：分布于凫洲水道中心河床（样点11、12、13），为晚更新统的老沉积物，具“基岩”性质。

　　（2）粗中砂：中值粒径为0.90~1.49Φ之间，以中砂为主，含少量的砾和粘土，分选较好，分布于凫洲水道深槽内。

　　（3）中细砂：中值粒径为1.82~3.45Φ之间，以细砂为主，含量占26.4~39.5%，中砂次之，占9.4~24.6%，另含有部分粉砂、粘土和少量的砾，分选很差，主要分布于凫洲水道和虎门落潮流交汇处，位于鸡抱沙的东北角上。

　　（4）细砂：中值粒径为1.80~2.76Φ之间，以细砂为主，含量占74.8~95%，部分样品中含少量砾，分选很好，主要分布于蕉门附近、蕉门水道延伸段上段及凫洲水道上段。

　　（5）极细砂：中值粒径为2.22~3.42Φ之间，以细砂为主，含量占24.4~56.9%，粘土次之，占15~22.1%，再次为粉砂，含量为11.4~19.9%，分选较差。主要分布于鸡抱沙东侧，中细砂分布区以南，呈NW~SE走向。

　　（6）粘土—粉砂—极细砂：中值粒径为3.88~5.75Φ之间，以细砂为主，含量占37.6~52.2%，次为粉砂，含量占21.6~31.3%，粘土含量和粉砂接近，分选很差，主要分布于极细砂分布区东部，呈NW~SE走向，较极细砂向南延伸更远。

　　（7）极细砂—粘土—粉砂：中值粒径在5.6~7.22Φ，以粉砂为主，百分含量为34.7~44.8%，次为粘土，占28.9~35.1%；极细砂含量在20.1~34.7%之间，分选较差。主要分布在粘土-粉砂-极细砂的东西两侧。

　　（8）淤泥质粉砂：中值粒径在6.8~7.9Φ之间，以粉砂为主，百分含量占43.7~52.3%，次为粘土，占39.9~49.1%。另含有少量的细砂，分选较差，分布在西滩南段，北至鸡抱沙最南端止。

　　（9）粉砂质粘土：中值粒径在7.25~9.02Φ之间，以粘土为主，百分含量占46.1~60.1%，次为粉砂，占34.5~45%。另含有少量的细砂，分选较差，分布在西滩靠近深水航道一侧及蕉门延伸段的下段，分布最为广泛。

　　4.2 各级配泥沙分布特点

　　表层沉积物类型的所谓“表层沉积物”是一种泥沙组成的综合概念，即“表层沉积物”实由各种级配（或各种粒径）的泥沙组成。将“表层沉积物”中的各种不同粒径的泥沙，例如粗中砂、细砂、粉砂和粘土等，按其百分含量值，分别点绘在图上，制作成图9、10、11和12，可以看出，鸡抱沙—孖沙四周水域各种级配（或不同粒级）泥沙的空间分布特征如下：

　　1）最粗的泥沙——中粗砂，呈零星分布特点。其中，以蕉门口偏北岸的河床中心地带，有较大量的分布，其百分含量可高达53；其次是凫洲水道出口处，除19和23点两测点百分含量超过50外，大部分测点百分含量在10~30；此外港区试挖坑（施工区）水域的沉积物中，亦发现有一定的中粗砂成分出现。

　　2细砂物质，自蕉门口以下经凫洲水道和蕉门南水道向下，成连续分布特点，但它们主要分布在研究区的北半部水域，南半部水域（即孖沙两侧水域）几乎无细砂分布。所谓主要分布在北半部水域，是指鸡抱沙的东北近岸水域和蕉门南水道的上段，其中蕉门南水道的上段细砂含量最高，达85~98%，即分选性最好。

　　（3）粉砂和粘土的分布有相似之处，它们都是主要分布在南半部水域，即蕉门南水道的下段和孖沙东侧沿岸地带。

　　4.3 泥沙搬运—沉积趋势和走向

　　1）中粗砂属推移质性质，它们呈零星分布特点，说明研究区无大量的、成片的中粗砂推移运动现象。分离状态的三处中粗砂分布区（或点）在成因上无直接的相关联系，其中试挖坑前水域出现的一定含量的中粗砂，可能是人为活动（如人工抛沙）所致。

　　2）细砂属床沙质性质。流速小时，沉积于河床上；但流速加大时，可在河底作推移或跃移运动，流速再大时，甚至可悬浮。在河口地区，它可被视为是一种“底沙”。图10细砂分布图可以看出，港区细砂沉积物来源于蕉门口，并被水流携带向河口下游搬运。其中，经凫洲水道输出的细砂物质进入伶仃洋水域后，基本上都在鸡抱沙东北侧近岸的回流区沉积下来，成为该处浅滩沉积物的主要成分，而这种泥沙（细砂）的搬运—沉积作用对孖沙东侧沿岸带基本上无影响。至于凫洲水道本身何以河床中很少细砂分布，可能与该水道水动力作用特强，细砂物质无法落淤停聚有关。

　　3）蕉门南水道上段（北段）和下段（南段）沉积物性质迥然不同。前者几乎为很纯的底沙——细砂沉积物，而后者皆为粉砂和粘土等悬移质沉积物，说明以蕉门南水道南、北两段的沉积动力环境是很不相同的。上述沉积差异反映出，蕉门南水道的上段（北段）水动力环境稍强，且底层流以下泄流占优势；而下段（南段）的水动力环境较弱，其底层流应以上溯流为主。

　　4）鸡抱沙—孖沙东侧沿岸，沉积物亦出现上段（北段）粗、下段（南段）细的特点，同样表明试挖坑处大致居于动力环境的转换位置，即试挖坑以北的沿岸带主要为下泄流优势，因此这里明显受凫洲水道下泄的粗粒泥沙（细砂）淤积的影响；而试挖坑以南的沿岸带以上溯流占优势（指底层，2002年冬季的15号测点的实测水流资料证明此点），这里主要受蕉门南水道输出的细粒悬移质泥沙淤积的影响。

　　5　沉积地貌体系特征及演变

　　收集不同历史时期蕉门、虎门口外的水下地形图资料，可以查看、对比建港区域一带水下地貌的特点及其演变趋势及过程。

　　5.1 蕉门口外三角洲平原的滩—槽沉积地貌体系特征及演变

　　伶仃洋西北部蕉门和横门的来水量分别是565亿m3、209亿m3、365亿m3。三口门均是下泄总量大于上溯流总量，山潮比分别为1.74、2.6和2.75，即均大于1，为河流（径流）作用为主的河口。在此径流作用及其泥沙输出影响下，于伶仃洋西北部三口门外，形成了规模巨大的水下三角洲平原的滩—槽沉积地貌体系。这一沉积地貌体系有河槽、冲决扇、水下自然堤、潮滩（水深小于2m）、涨潮沟等地貌单元组成。南沙港址鸡抱沙地区都能发现和划分出这些地貌单元。对比图13、14、15和16这些水下地形图看出，1927年时，鸡抱沙地区是一条界于蕉门和虎门之间的、自西北向东南延伸的长长的水下沙脊，那时鸡抱沙北端未有东—西走向的凫洲水道存在。但图13反映出，1955年时鸡抱沙北端已被冲断，出现了凫洲水道，该水道末端有大量的“指状”砂体分布，表征它们属决口扇（砂体）沉积性质。蕉门口外凫洲水道的形成出现与近百多年来洪奇沥口淤积萎缩和洪奇沥水道的径流大量经由上横沥和下横沥向东横向分流入蕉门后使蕉门的泄流量加大有关。可推测凫洲水道大约在20世纪40年代由洪水冲决形成，从1955年到1984年再到1999年，凫洲水道经历了由冲决→散乱→归股，即由发展到稳定的变化过程。蕉门泄水量为565亿m3（约占西北三口门泄水量的一半），悬移质输沙量为1289亿t,今凫洲水道泄水量约占蕉门泄水量的72%，则可大致推算出，凫洲水道的泄水量约为407万m3, 悬移质输沙量为924万t，当然这不包括推移质泥沙。

　　南沙港址北部水域，主要受蕉门凫洲水道下泄泥沙过境输移或淤积的影响。1955~1999年间凫洲水道末端（东端）的泥沙淤积体不断向东（偏南）推进发展，使虎门口外的川鼻水道受压并变窄变深。根据川鼻水道多条横断面地形对比资料算出，鸡抱沙东北部近岸0m以深水域自1955~1999年的44年间共淤积泥沙624万m3，平均每年淤积泥沙14万m3。凫洲水道自西向东汇入伶仃洋，与呈NW—SE走向的虎门外的落潮动力轴呈钝角相交汇。落急时凫洲水道下泄的径流先在川鼻水道西侧向东南流，然后转南，最后折向西南，呈弧形流路汇入伶仃水道。这样一来，鸡抱沙东北岸段便成为凸岸淤积区，凸岸淤积区发育水下浅滩。水下浅滩区受回流（由凫洲水道外泄落潮流动力轴的流速与凸岸浅滩区落潮流速存在巨大的反差而造成）和横向环流（由于落潮流动力轴成弧形流路，故具弯道水流特性：表流流向指向凹岸，底层流向指向凸岸）的双重作用，有利于落急时凫洲水道外泄的泥沙，其中特别是底沙易于向凸岸搬运造成淤积。图10和11反映这里确实存在底沙输移现象，但底沙沉积作用主要限于鸡抱沙东北岸段，鸡抱沙中部和南部岸段细砂淤积物很少。参考过去广州港新沙港址浅滩研究的经验，受回流和横向环流作用的浅滩区沉积物，总体来讲砂和泥各参一半，依据前述计算的鸡抱沙东北近岸浅滩区（自1955~1999年的年平均淤积量14.2万m3）,可估算出凫洲水道下泄的较粗粒的泥沙（细砂）对这里淤积影响的数量为每年7.1万m3,或者说底沙影响的数量级在每年10万m3以下。

　　5.2 虎门潮汐通道沉积地貌体系特征及演变

　　虎门的涨潮量达2288万m3，占整个珠江河口涨潮总量的60.8%，其山潮比为0.264，表现为以潮汐作用为主。加之虎门两侧的山丘夹持，口门窄，口内外分别为水域较开阔的狮子洋和伶仃洋，故虎门具有潮汐通道（tidal inlet）特性。虎门口外形成出现“落潮滩—槽沉积地貌体系”。这种沉积地貌体系主要由川鼻水道—矾石水道的落潮冲刷槽及其周围的潮成沙脊（浅滩）构成，后者如伶仃拦江沙（界于川鼻水道—矾石水道和伶仃水道之间）、交椅沙和矾石浅滩等。

　　虎门口外的“落潮滩—槽沉积地貌体系”的核心是自西北向东南延伸的川鼻水道—矾石水道的潮流冲刷槽，其水深7~20m，它主要由落潮喷射流侵蚀造成。因虎门口外的落急潮流具射流性质，射流首先表现为垂向喷射（在川鼻水道），后转为横向（侧向）喷射，因此冲刷深槽随之由西北向东南由深变浅。近半个世纪来，凫洲水道的落潮水量汇入虎门潮汐通道体系后，使川鼻水道的落潮量加大和动力轴东移，相应川鼻水道的深槽地形断面亦趋于向窄深方向发展且深泓位置东迁。此沉积地貌体系的外围由潮成沙脊或浅滩构成，它们是落急潮流侵蚀上述川鼻—矾石冲刷深槽晚更新统沉积物产生的泥沙，搬迁至深槽周边地区沉积而形成。因此这些沙脊或浅滩的物质以砂为主，属古沉积物性质，14C测定其年龄在据今2430±95~6030±150年不等，也就是说，这些物质非现代珠江流域输沙造成。这一地区的大量挖沙船，挖的主要就是这种砂。

　　值得一提地是，虎门外的落潮动力—沉积地貌体系，与南沙港址旁的伶仃水道没有直接的关系和联系，即伶仃水道深槽地形的形成，与虎门潮汐通道的落潮动力及其潮流的侵蚀作用基本无关。

　　5.3伶仃水道涨潮沉积地貌体系特征及其演变

　　伶仃水道与川鼻水道—矾石水道的动力条件和地形特征是截然不同的。后者主要由下泄流（或落潮流）控制，属落潮冲刷槽性质，因此深槽自陆向海由深变浅，槽形向陆一端呈开放状态，向海一端趋于封闭。伶仃水道则反之：主要由上溯流（或涨潮流）控制，此深槽愈向海，宽度愈大，水深愈深，即槽形向海敞开，而向陆却深槽逐渐变窄变浅并最后趋于消失。研究表明，伶仃水道的这种特征与海洋陆架水团的入侵有很大的关系。特别是夏季（洪季）上游方向来水来沙较丰时，伶仃水道下段的中、底层存在明显的陆架水团（盐度大于30）爬坡作用。这一入侵首先使入侵控制区中、底层水域的上溯流（或涨潮流）加强，上游方向通过表层下泄流挟带搬运的悬浮泥沙，来到此后，一旦沉降进入中、底层可由上溯流搬运发生回返，故陆架水控制区淤积少，愈向海淤积愈少水深愈大。而夏季伶仃水道中、上段特别是上段却为盐淡水混合区（盐度0.5~30），利于悬浮泥沙在此沉降落淤，使深槽淤浅。所幸伶仃水道有两个有利条件：一是水体含沙量不大，淤积量有限；二是冬季（枯季）伶仃水道上，中、底层动力及其泥沙搬运呈离散、外扩状态（图7b），夏季（洪季）落淤的泥沙，部分或全部又被冲刷带走。洪季伶仃水道上段因泥沙淤积出现浮泥层，浮泥层带长2~4km,最大厚度55cm，中段和南段却无浮泥层；而枯季整个伶仃水道无浮泥存在。但是，由于伶仃洋西北部的径流动力体系不断增强，相应使南部的陆架水入侵动力体系在逐渐向海退缩，近一百多年来，伶仃水道的深槽地形，发生瞭如下明显的变化：一是整个深槽向海退缩，如1889年时其水深10m的深槽顶端位置曾伸至内伶仃岛以北20km处，1971年时水深10m深槽顶端位置却已后退到内伶仃岛以南8.8km处，在82年的时间内，该深槽的顶端位置后退了28.8km,平均每年后退351m;二是深槽变窄变浅了；三是深槽深泓位置东移。

　　不过，20世纪70年代以来伶仃水道的开发及其不断的人工疏浚作用，使上述伶仃水道深槽的萎缩形势放慢。近年来该深水航道的进一步浚深，有助于使其南段甚至中段的陆架水入侵和涨潮优势流作用加强，此进一步使伶仃水道的淤积作用减缓。伶仃水道总的来讲水体含沙量小，航道浚深后淤积量不大，可以通过疏浚来维持，这已为大量的研究成果及实际使用结果所证实。

　　6　主要研究认识与看法

　　6.1 伶仃深水航道的存在是南沙地区可建深水港的前提条件

　　6.1.1 伶仃水道属涨潮槽性质，其深水航道可以通过疏浚来维持  

　　伶仃水道的深槽属涨潮槽性质，已在作者承担的“八·五”科技攻关研究成果中，进行了充分的论证。该深槽在自然状态下，呈淤缩状态并有位置缓慢东移的趋势，但近几十年来由于凫洲水道的扩张发展，伶仃洋西北部三口门约1/3的水量和沙量向东流失以及伶仃水道2万吨级深水航道的开发维护，目前该深槽已趋于稳定状态中，这一点亦已在“八·五”科技攻关研究成果中进行了论述。为了进一步开发伶仃水道，1999年11月开始的伶仃水道3.5万吨级深水航道第一期扩建工程，至2000年10月已将航道底宽拓至160m,浚深至-11.5m。最近南京水利科学研究院等单位进行的回淤初步分析表明，该航槽浚深至-11.5m后的年回淤量仅在220万m3左右。可见伶仃深水航道的淤积问题并不突出，它可轻易地通过疏浚来维持。虽然如此，我们还是应进一步关注伶仃深水航道的淤积及稳定性问题。因为只有伶仃深水航道存在，才有可能考虑在南沙地区建深水大港；若伶仃深水航道本身难以维持和保护，也就无南沙地区建深水港可言！

　　6.1.2 伶仃水道的淤积主要受西北三口门的三条汊道输水输沙的影响  

　　自然状态下，伶仃水道的回淤及淤缩演变，主要受伶仃洋西北三口门的三条分汊水道输水输沙的影响。其中以蕉门南水道的影响最大；横门东汊与洪奇沥汇合后的下泄水流向东决口形成的支汊扩散流的影响次之；凫洲水道的影响最小。或可这样说：西北三口门来水来沙的影响，目前以蕉门南支的影响最大，但其来沙成分主要为悬移质粉砂和粘土物质；未来值得特别关注的是，洪奇沥向东决口汊道的扩大及其以推移质泥沙为主的决口扇堆积体的向东淤积扩展，将对伶仃水道的淤积及稳定性产生愈来愈大的影响；而凫洲水道的扩大，实际上对伶仃水道的保持是有利的。

　　6.1.3 伶仃水道的动力结构与环境泥沙条件总的来说对深水航道的保持有利

　　这主要是由于：①伶仃水道的中、上段虽受西北三口门径流及其来沙的影响，但水体含沙量不大，汛期该地段形成的最大浑浊带的底层平均含沙量亦仅在0.6kg/m3左右，故航道中的淤积作用较为有限；②洪季伶仃水道的分层现象明显，环流较强，其下段受高盐陆架水入侵控制（2002年6月26~27日测得底层盐度大部分时间大于30，最大达31.01），泥沙淤积极少甚至为冲刷区，航槽浚深超过-11.5m后，有利于高盐陆架水的向陆进侵，中底层上溯流增强，航道淤积段缩小和相对集中；③枯季伶仃水道基本由盐度高达10~30的混合水控制，盐淡水混合接近垂直均匀状态，密度环流不复存在，上、中段底层泥沙随上溯流向虎门口内方向搬运，而下段的底层泥沙则向海搬运，整个伶仃水道的底层泥沙发生各奔南、北的离散现象，这对深水航道的维持十分有利。伶仃航道底质分布和淤积特征调查表明，该水道的实际淤积状态并未对航道的开发利用造成明显或重要的不利影响。

　　6.2 南沙港区稳定性良好

　　港区的稳定性能，决定于该地区是否会发生骤淤或骤冲事件，特别是某种突发性的大冲大淤事变。大冲大淤者，谓之为不稳定；不冲不淤或微冲微淤者，为稳定或基本稳定。

　　综观蕉门河口区近百年的演变，它经历瞭如下发展阶段：①百余年前，蕉门口为北江分汊河道——榄核涌的分流口，属小喇叭状“潮优型”河口性质，其时河口动力主要由潮汐动力控制；②但近百年内由于上横沥、下横沥的不断冲深扩大，洪季西江径流经上、下横沥汇入蕉门，蕉门河口随之逐渐转变为具“河优型”河口性质，这一质的变化的时间约发生在上世纪40年代，其标志是凫洲决口水道的形成及其冲决扇堆积体的向东扩展； ③在以后的半个多世纪的时间内，凫洲水道经历了从决口→散乱→归股的由不稳定到稳定的变化过程，成为蕉门口外的主干泄洪道，而蕉门南水道却逐渐萎缩演变成蕉门口外的支汊泄洪道；④上世纪80年代和90年代分别对鸡抱沙和孖沙地区的大规模围垦，奠定了今日南沙地区淤涨成陆的形势。

　　值得着重指出的是，蕉门南水道的萎缩，对减弱伶仃水道的淤积作用是有利的；该水道中段曾有一条向东分汊的短汊道——龙穴南水道，上世纪八十年代后期被堵塞，这对保证南沙港区的稳定起了重要的作用。反之，如果人为地扩大蕉门南水道，加大该水道的径流和泄洪量，不仅于伶仃水道的维护不利，而且还易向东决口产生新的分汊水道，危及未来南沙港区的安全和稳定性。

　　6.3 凫洲水道的存在和扩大，总的来说对南沙地区建港利大于弊

　　6.3.1 有利之处  

　　1）最大的好处是减少了伶仃洋西北三口门约1/3的悬移质沙量（约903万t）直接注入伶仃水道，此有助于伶仃深水航道的保持，因而有利于在南沙地区建深水港。洪季凫洲水道下泄的水量和沙量，大部分加入虎门潮汐通道体系，落潮时经川鼻水道随虎门下泄流向偏东（SE）方向排泄，一般只在落潮后期（大潮期间）约3个小时左右的时间，较明显有凫洲水道下泄的浑水进入伶仃水道。

　　
2）近百年来，凫洲水道东口推移质泥沙浅滩堆积体的向ESE方向的推进，使川鼻水道的峡口最窄断面处的位置跟随下移了4~5km,同时峡口断面宽度减小了300~400m,而深度却加大了13m,即断面形态更趋于窄深。这意味着虎门潮汐通道的“通道”（inlet）效应较前增强，且其动力中心位置下移，此有利于包括伶仃水道上段在内的伶仃洋顶端区域落潮动力的加强并普遍产生冲刷现象（特别是在枯季大潮落潮时）。

　　6.3.2 不利之处  

　　凫洲水道出口处推移质泥沙堆积体的形成和发展，使鸡抱沙东北近岸发育凸岸性质的水下浅滩。落潮时这里产生两种特殊的水流动力结构：回流和横向环流。这种动力环境与条件，利于凫洲水道下泄的底沙（推移质）向此凸岸集中，并沿鸡抱沙东北侧近岸向下搬运。底质采样证明，以细砂为主的此种底沙搬运可影响达及现南沙港址以北的沿岸带。不过，我们这次调查发现，凫洲水道并不存在大量的或源源不断的推移向下的底沙输运现象，该水道中部有大片晚更新统花白硬粘土裸露河床，说明瞭这一点。故这一不利影响的程度较为有限。我们依据凫洲水道出口浅滩发展的体积变化推算出近几十年间推移质来沙量平均为每年7万m3。此应主要是决口作用发生后，当地原浅滩泥沙重新调整分布的结果，实际真正来自流域的推移质泥沙量应较此量值要小。

　　6.4 码头前沿回淤泥沙的来源

　　未来南沙港起步工程码头前缘回淤的泥沙，主要是粉砂质粘土。这些物质属悬移质泥沙。它们主要应是蕉门南水道输出的悬浮泥沙，包括洪季直接输出的泥沙和枯季浅滩经风浪或潮流作用后再悬浮的泥沙，在此落淤造成，并主要发生在涨潮阶段。

　　6.5  南沙区域的水陆环境架构和未来发展走向

　　珠江河口演变规律与发展模式研究发现：该河口系统具有独特的阴阳关系和良好的自动调整性能，因而能长期保持其平衡、稳定与和谐。珠江河口的开发利用，必须深入认识到这一点。

　　珠江河口有两个层次的阴阳关系表现。一是从大尺度来看，存在一正两负（或一阳两阴）的耦合关系：正（阳）者指呈扇形向海凸伸的西、北江联合三角洲及其上的6个“河优型”分流河口，两负（阴）则指上述正（阳）亚系统两侧向陆凹入的虎门和崖门2个“潮优型”分流河口及其口内阔深的潮汐水道（简称“潮道”）。正（阳）、负（阴）亚系统各自由河流（径流）动力和潮汐动力控制。汛期正（阳）亚系统上的洪水位高达2~10m；而其两侧的负（阴）亚系统的洪潮水位一般在-1~2m，两者间存在较大的横比降。于是连接两者之间的横向支汊水道由然而生，如正（阳）亚系统左侧的横向支汊水道有芦苞涌、西南涌、佛山涌、平洲水道、陈村水道、沙湾水道和凫洲水道等，正（阳）系统右侧的横向支汊有江门河、睦洲河、虎坑、荷麻溪和螺洲溪等，它们对联系正（阳）、负（阴）亚系统及降低西、北江洪水位并保持整个河口系统的稳定、平衡与和谐发挥着重要的作用。另外还有一种小尺度的正负或阴阳关系表现，即每一单个的“河优型”分流河口，也同时出现该分流河口范围内的河控性与潮控性两种动力地貌体系，最显着的标志是在这里也有“河道”与“潮道”相向发育和耦合共生的模式出现（参见本书第8篇论文《珠江河口陆海互动论》的图5）。以上规律使我们认识到：

　　1）凫洲水道的形成，是大尺度正（阳）、负（阴）亚系统间的较大横比降而造成，它之由径流控制并不断冲刷扩大，是有其道理的。

　　2）蕉门南水道介于洪奇沥和凫洲水道两条主要由河流（径流）动力控制的正（阳）性水道之间，为了保持阴阳关系并求得平衡，其上段必定萎缩（径流作用减弱），而下段将趋于向潮控性“潮道”方向发展。

　　所以，现在凫洲水道和蕉门南水道的一主一支形式的形成是符合自然发展规律的，它们的关系不可逆转。实际上，要强迫颠倒它们的关系，想让蕉门南水道变成干流，对南沙地区建港并无好处。

　　7　结论与建议

　　1）由于伶仃深水航道的存在并可通过疏浚来维持，在滨临这条深水航道的鸡抱沙—孖沙区域建设深水港（南沙港区），只要能够采取措施，稳定或减少港池、航道的回淤量，应是可取和可行的。

　　2）南沙建港区域，由于靠近蕉门南水道和凫洲水道，受径流输沙影响明显，该区东侧近岸主要在潮流作用下发育淤积性潮滩，未来在此建港若采用顺岸开敞式方案，预估会发生一定或明显的回淤作用。未来港池和码头的设计方案，应尽可能考虑有利于改善回淤条件（例如采用挖入式方案布设码头）。

　　3）凫洲水道的存在并成为蕉门的泄洪主干道，对南沙地区建港利大于弊。相反，若人为地削弱凫洲水道的径流动力并加强蕉门南水道及其输沙作用，对伶仃深水航道的保持及南沙港区的稳定却是有弊而无一利，而且这样做不符合自然发展规律。

　　4）为了保护湿地及其生态环境，蕉门南水道的下段要维持相当的河宽，幷且两侧堤前要留有一定的潮滩湿地不被围垦。孖沙东侧建港岸段，最好堤前也要备留一定宽度的潮滩湿地不被占用。

　　本成果完成于2003年，这次刊印时内容有所裁减.合作者：田向平,雷亚平,王世俊。