1.2 研究区域概况
1.2.1 河口区范围及网河分布
1.2.1.1 河口区范围
河口是河流与受纳水体连接的河段，按其受纳水体分为入海、入湖（包括入库）和支流河口等。入海河口和其他河口的显著不同在于入海河口是一个半封闭的海岸水体，与海洋自由相通。入海河口是河流与海洋动力相互作用的地区。这里除受河流洪水、枯水和输沙作用外，还受潮汐、风浪、沿岸流和沿岸输沙等作用。这些动力要素的作用，随着河口地区位置与形态的不同而变化。河流通常挟带一定数量的泥沙，在河口区受到海水顶托，比降减小，流速降低，泥沙沿河口区不同的河段沉积，河床底质中值粒径愈向下游愈小，形成各种各样的河床形态，如边滩、心滩、水下沙洲及河口拦门沙等。
河口区的范围，其上界起自潮区界，下界到河口外水下三角洲的陡坡。国内《泥沙手册》（1992）将河口区分为近口段、河口段及口外海滨段三个河段，在多年平均年径流量和海口断面多年平均潮差的组合情况下，潮流界以上至潮区界为近口段，潮流界以下至海口断面为河口段，在海口断面以下为口外海滨段。这个定义与原苏联N.B.萨菲依洛夫（1952）的定义基本一致，与黄胜（1964）“根据径流与潮流两种力量的强弱对比，将河口区分为以径流作用为主的称为河口河流段，以潮流作用为主的称为河口潮流段，在以上两河段之间的径流与潮流两种力量相互消长的河段称为过渡段”相比，也基本一致。黄胜还提出了潮汐河口的定义有广义和狭义两种解释，前者包括入海河道下游受潮汐影响的河段，后者则仅指入海河道下游受潮流影响的河段。由此，我们认为狭义的定义即为《泥沙手册》所指的河口段及口外滨海段，或黄胜所指的过渡段和潮流段。通常所说的潮汐河口，其上界起自潮流界，下界与河口区的范围相同。
珠江主要由西江、北江、东江三大水系及直接注入珠江三角洲的10余条小河组成，分经虎门、蕉门、洪奇门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门等8个口门流入南海。全长2214km（从西江源头计），流域面积45.37万km2，其中44.21万km2在中国，1.16万km2属越南。干流西江发源于云南省曲靖市马熊山东麓，自西向东流经云南省、贵州省、广西壮族自治区、广东省，于广东省珠海市磨刀门注入南海，长2214km，平均坡降0.58‰，集水面积35.31万km2，其中1.16万km2在越南。北江发源于江西省信丰县碣大鳑山，在广东省佛山市三水区思贤窖与西江交汇，部分水体流入西江，部分经珠江三角洲多口门入海，集水面积4.67万km2，为珠江流域第二大水系，源头至思贤窖长468km，平均坡降0.26‰。东江发源于江西省寻乌县桠髻钵，于广东省东莞市石龙镇注入狮子洋，全长520km，集水面积2.70km2，平均坡降0.39‰。
珠江河口区包括西江、北江、东江、流溪河、增江和潭江等河流下游小部分近三角洲的冲积平原，珠江三角洲，伶仃洋和黄茅海两个河口湾，大约水深10m以浅的三角洲前缘，以及堆积在内陆架上水深45m以浅的现代前三角洲等几个部分。珠江河口的潮区界、潮流界随径流、潮流大小而移动，各河流的潮区界和潮流界长短不同，如表1-1所示。
表1-1 珠江河口潮区界和潮流界
1.2.1.2 珠江三角洲网河分布
珠江三角洲范围广义的指三榕峡、飞来峡和博罗以下平原，狭义的指三水和石龙以下网河区。其地理范围包括西、北江思贤滘以下的西北江三角洲和东江石龙以下东江三角洲以及入注三角洲诸河，集水面积26820km2。过三角洲后经八大口门入注南海，形成“三江汇流，八口出海”的格局。
珠江三角洲网河区具有诸江汇集，汊道相互灌注的特点，其水系为放射状汊道河系（图1-1）。西江与北江流至广东省佛山市三水区的河口镇附近，通过长约1.5km的思贤滘水道相互沟通后，进入珠江三角洲网河区。西江主流自思贤滘折向南流，经过马口、甘竹，右岸有高明河、沙坪河汇入，左岸分支甘竹溪与北江下游顺德水道相通；西江流至南华，分为东、西两大水道，东支为东海水道，西支为主流，又称西海水道，经北街、外海、神湾走磨刀门入海，百顷头以下又称磨刀门水道。西海水道的左侧先后在逢源、潮莲分汊为古镇水道、荷塘水道、北街水道，至外海复又合二为一，南流至百顷头，再次分汊为磨刀门水道、荷麻溪、石板沙水道等，分别流经鸡啼门、虎跳门出海。西海水道在江门以下称江门水道，左侧分汊出睦洲水道和虎坑水道，分别汇入磨刀门水道和虎跳门水道、泥湾水道；右侧有潭江汇入，与江门水道汇合后称为崖门水道，经崖门流出黄茅海。
东海水道自南华向东经容奇至板沙尾与北江下游顺德水道汇合，分别由蕉门、洪奇门、横门流入伶仃洋。沿程主要分汊河流有凫洲水道汇入磨刀门水道，顺德支流、桂洲水道、鸡鸭水道、小榄水道等汇入横门水道、洪奇门水道和蕉门水道。
北江自思贤滘以下至三水区的西南镇，右岸分流为罗行冲，左岸分流为西南涌，与芦苞涌会于官窑，流入白坭水，至鸦岗汇入流溪河，南流至广州市区后分流为东河道 （又称前航道）和南河道 （又称后航道），至黄埔附近汇合，进入狮子洋出虎门流入伶仃洋。自广州以下习惯称为珠江 （又称珠江正干）。
图1-1 珠江三角洲网河分布图
北江干流经过西南镇、小塘至紫洞分为两股：左股为佛山水道，右股为顺德水道，在三多附近分流出潭洲水道。顺德水道主流经沙湾水道汇入狮子洋，走虎门出海。佛山水道主流汇入南河道经沥滘水道和三枝香水道汇入狮子洋，也走虎门出海。潭洲水道至登洲头左侧分出平洲水道，流经平洲镇，后与槽尾滘、三尾冲、二尾冲、陈村水道、三枝香水道等相交，至大尾角，部分水流往北走南河道流入广州市，部分水流则流入沥滘水道进入珠江正干。自思贤滘开始，北江干流经潭洲、平洲水道至广州，统称之为东平水道。
东江三角洲网河区自石龙开始，东江分为南北两大支，北支为东江主流，南支为东莞水道。两支水道之间又有中堂水道互相连接，并一再分流，形成网河，自成体系。东江主流右侧分出十字滘水道和菠萝滘水道，左侧分出倒运海水道和麻冲水道。东莞水道右侧分出中堂水道和洪屋涡水道，前者经倒运海水道与东江主流沟通，后者流回东莞水道汇合，也与倒运海水道沟通；左侧分出厚街水道，仍流回东莞水道相汇合。诸水道均汇入狮子洋经虎门流入伶仃洋。
1.2.2 黄茅海
1.2.2.1 地理地貌
珠江河口区网河密布，三江汇流，八口出海，水流泥沙运动十分复杂，在我国的大江大河中是十分独特的，也是世界上最复杂的河口之一。珠江河口由八大口门组成，东四口门为虎门、蕉门、洪奇门和横门，同注入伶仃洋河口湾；西四口门自东而西为磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门，其中磨刀门直接注入南海，鸡啼门注入三灶岛与高栏岛之间的水域，虎跳门和崖门注入黄茅海河口湾。八大口门动力特性不尽相同，泄洪纳潮不一，磨刀门、横门、洪奇门、蕉门、鸡啼门、虎跳门为河优型河口，以河流作用为主；位于东西两侧的虎门和崖门属于潮优型河口，以潮汐作用为主，其中虎门的潮汐吞吐量排在八大口门首位。
黄茅海是珠江三角洲西部的一个喇叭状河口湾，位于东经112°56′～113°15′，北纬21°52′30″～22°52′30″之间，下端接南海，连接珠海（高栏）深水港；上端分两支，一支经崖门入银洲湖深水区并上通潭江，一支经虎跳门入西江，黄茅海北口邻接江门市新会区，东岸为珠海斗门区，西岸为台山市。北起湾顶有崖门、虎跳门出口，湾顶宽1.8km，湾口有两列岛屿。内列岛为南水岛、三角山岛、大芒岛和大襟岛，将湾口分成五个口；外列岛为高栏、荷包岛和小襟岛，将湾口分成三个口门。湾顶至内列岛约30km，展至约20km宽，海域面积约403km2，再下延10km至外列岛，宽展至约30km，海区面积约540km2。海湾内还嵌有赤鼻岛、独崖山、二崖山、黄茅岛、青洲、白排、赖洲等小岛。因海湾中有黄茅岛，1987年命名黄茅海（图1-2）。20世纪后期，由于海湾虎跳门水道的束窄以及海湾北部两岸的滩涂围垦，逐步形成如今的湾顶束窄的喇叭状岸线轮廓。
1.2.2.2 气象特征
黄茅海浅水区面临南海，属季风亚热带气候，常年气候温和，雨量充沛，空气湿度大，夏季热带气旋常伴随大暴雨发生，冬季温和，气候宜人。
据新会、斗门气象站资料统计，多年平均气温在22℃以上，7月最热，平均气温在28℃以上，最高可达35℃以上；1月最冷，多年平均在13～14℃之间，最低气温在0℃以上。多年平均日照时数新会站为1640.5h，年际变化在1507～1888h之间，斗门站为1904.9h，年际变化在1763～2252h之间，年内日照时数以7月最长，3月最短。多年平均霜日不会多于2.2天，多发生在1月。
图1-2 黄茅海浅海区环境概况图
据新会、黄冲、斗门、大坑、南坑（在台山都斛镇）、三灶的降水量资料统计，各站年平均降水量在1900～2600mm之间，最大年降水量则发生在1977年的大坑站，达4555mm，最小年降雨量则发生在1977年的黄冲站，只有905.8mm。各站降水量年际变化较大，最大年与最小年的比值，一般为2.26～3.13；年内分配极不均匀，4—9月占年总量的80%以上，而且还主要集中在5—8月降水，因此，5—8月易涝，冬春易旱。三灶站实测最大24h暴雨量为1982年的613.8mm，多年平均24h暴雨量为238.2mm，多年平均蒸发量为1099.5mm，夏秋蒸发量较大，春冬蒸发量较小。多年平均相对湿度为82%。
雾多出现在冷暖气团交错的季节，一般发生在冬春季，以1—3月最多，5—11月一般无雾。最多年份为18天，最少年份为5天，年平均为8.9天。
本地区相对湿度较大，年平均相对湿度为81.6%；3—6月相对湿度在84%以上，冬季相对较小；月最小相对湿度为11%，出现在1月。
广东省是雷暴日数多的省份，一般3—10月均有雷暴出现，最早的初雷可在2月中间，最晚的终雷迟至11月中旬。黄茅海区域的雷暴日数年均为71.6天。
每年的7—9月为热带气旋盛行期，根据新中国成立以来40年资料统计，对黄茅海区域有影响的热带气旋平均每年出现4.2次，在黄茅海区域登陆的平均每年1.5次，1964年登陆5次，为历年之最。台风破坏力极大，黄茅海区域以8309号（1983年9月9日）、8908号（1989年7月18日）和9316号（1993年9月17日）三次台风最为强烈，使水利工程受到严重破坏，人民生命财产受到惨重的损失。
1.2.2.3 水道概况
黄茅海为喇叭状河口湾（图1-3），湾顶有崖门水道和虎跳门水道汇入。崖门上游为潭江，发源于阳江市的围岭山，流域面积5268km2，干流长248km，平均坡降为0.45‰，其入海河段称为“银洲湖”，亦称为崖门水道，银洲湖河段还接纳了由西江分流的江门水道和虎坑水道的流量，与西江主干分出的虎跳门水道汇合注入黄茅海。
崖门水道从口门至三江口，长约25km，平均河宽1500m，最宽（包括江心洲）为2150m，最窄处在崖门炮台附近，约700m，平均水深6～8m，最大水深可达10m以上；虎跳门水道长20.2km，河宽约为300～500m，平均水深约5m，最大水深可达10m，下游口门附近逐渐变宽变浅。
黄茅海自崖门水道和虎跳门水道交汇处起，至白排岛以东为汇流水道深槽，尔后为东、西两槽，东槽经三角山西的峡口，出荷包岛与高栏岛峡口入南海，长为11.8km；西槽经大杧岛—大襟岛峡口入南海，长为14.2km。深槽和西槽以西为西滩，是最大的浅滩，水深小于2m，赤鼻岛西北广阔浅滩已被围垦，下段浅滩依岸缘分布。深槽和东槽以东为东滩，上段基本上已被围垦，下段为大海环浅滩，水深小于2m。东槽与西槽之间的浅滩，即大杧岛西北部的浅滩，称为中滩，呈西北走向，水深在2.5m左右，宽度2500～3500m不等，最浅水深为2.4m。
1.2.2.4 规划治理概况
1.规划治理背景
黄茅海位于珠江三角洲的西侧，是崖门、虎跳门水道入海的漏斗形河口湾浅海区。从崖门、虎跳门进入黄茅海的年径流量为398亿m3，占珠江入海总径流量的12.2%，悬移质年输沙总量为872万t，占珠江入海总输沙量的12.3%。由于黄茅海毗邻西江的鸡啼门、磨刀门出海口，因此从出海口输出的泥沙，有一部分将随西南向的沿岸流从湾口外进入黄茅海。浅海区年平均淤积量约1062万m3，海区的泥沙淤积提供了丰富的滩涂资源，1978年-2m以浅的滩涂面积为59.5km2，至1988年滩涂面积增加到139.5km2。但淤积影响海湾的潮汐吞吐，引起潮型的变化，对崖门口内的银洲湖水道和虎跳门水道带来不利影响。
银洲湖水道承泄潭江和西江支流的径流，自崖门口至三沙口全长25km，平均宽度为1.5km，平均水深达7m左右。来自黄茅海的潮汐对银洲湖作用显著，年平均涨潮量达636亿m3，多年平均山潮比为0.31，年平均潮差为1.23m，是潮流型河口。为此，崖门宣泄的径流虽小但由于潮汐的作用，使银洲湖保持宽深的水道，成为附近48万亩耕地排水的理想承泄区，也有利于发展航运。虎跳门涨落潮量较小，但受黄茅海潮汐作用，使水道的水深保持2.5～3.5m，成为沟通西江和粤西海区的重要航道。由此可见，维护黄茅海潮汐通道，对于充分发挥银洲湖和虎跳门水道的排水和通航作用具有重要意义。
图1-3 黄茅海地理位置图
黄茅海浅海区的淤积结果也导致形成三槽四滩（深槽包括主槽、西沟槽和峡间深槽；浅滩包括西边滩、东边滩（含大海环）、栏门浅滩和岛间浅滩），加之近年来两岸无计划盲目围填造陆，使水流条件恶化，再不进行规划治理，将影响泄洪、纳潮、排涝以及出海水道的发展。
鉴于上述存在的问题，1990年珠江水利委员会提出要求制订《黄茅海规划任务书》，但由于当时规划所需的水文资料和地质资料不足，物理模型试验条件尚未具备，难以满足该地区综合规划的要求，仅以数学模型计算为手段，于1992年6月提出了《黄茅海及鸡啼门治导轮廓线规划报告》。黄茅海治理规划从1993年开始，1996年提出《黄茅海及鸡啼门治理规划报告》。上述轮廓线规划与治理规划报告对河口治理与管理及地区社会经济发展起到了积极的促进作用，但由于20世纪90年代以来，人类活动加剧，河口区的水情与地形条件发生了变化，加之限于历史条件、资料积累情况，有关规划工作分口门、分区域进行，而未能进行统一的、系统性的河口综合治理规划。为此，珠江委于2003年以来，采用1999—2000年测绘的珠江三角洲主要水道的和珠江河口水下地形资料，以及涵盖珠江三角形主要水道的1999年7月和2001年2月同步水文测验资料，利用珠江三角洲和口门外浅海区的一维、二维联解数学模型和整体物理模型以及遥感技术应用等多种技术手段，对规划方案进行总体复核计算和试验研究。
2.综合治理规划方案
根据存在的主要问题，黄茅海治理规划的主要任务为以下几方面：①研究黄茅海浅海区洪潮规律和冲淤规律，因势利导制定东、西两岸合理的规划治导线，确定出海水道的路线及方向，提高河口的泄洪输沙能力；②整治拦门沙，改善海区水流状态，确定深槽走向，减少航道淤积，提高通航能力，促进航运事业发展；③在不影响河口泄洪纳潮的前提下，合理开发利用浅海区两岸滩涂资源，为发展港口码头、交通运输、工业、农业、副业、水产养殖业提供土地后备资源；④防潮拒咸，利用河口延伸的有利条件，改善新老垦区生产和生活用水问题，改善和提高水环境质量。
黄茅海浅海区治导线规划方案，是在原规划轮廓治导线的基础上进行深一步的规划工作。黄茅海是以潮汐动力维持的浅海区，治导线规划方案应维护或尽量减少对潮汐动力的影响，维持黄茅海潮汐通道，按“顺其自然，因势利导”的原则布置，采用喇叭形的河口格局，形成河口潮差自湾口向湾颈逐步增加的河势，以利于保持河口湾和银洲湖的稳定；而浅海区的自然淤高和两岸的围垦成陆，将会对潮波产生阻力，造成潮波变形、潮差减小，潮汐动力减弱，采用喇叭形河口将能形成潮波积聚的边界条件，有利于抵消阻力影响，使水流动力分布比较均匀，利于保持河口和航道的稳定。
黄茅海治导线是黄茅海水域行洪、纳潮的外缘控制线，其总体控制方案是控制黄茅海东西两侧岸滩过度向河口区扩展，维持黄茅海喇叭形河口形态，以形成潮波积聚的边界条件，利于潮汐吞吐，增加单宽潮流动力，维持黄茅海主槽的稳定。根据《珠江河口综合治理规划》，已批复的规划黄茅海西治导线从崖门出口西侧起，沿旧石堤尾往南，经白排以西750m，再往南经黄茅岛与角嘴山相接，然后以大弧线拐向西南与蛇鼻嘴相接，长37.3km。东治导线从虎跳门出口东侧开始，至三虎码头，再沿-2.0m等深线与南水岛抛石堤头相连，长28.1km；再从十八螺嘴抛石堤头延伸到高栏岛西侧，长8.1km（图1-4）。
图1-4 黄茅海治导线示意图