长江河口:长江口之变
河口海岸学家陈吉余和恽才兴认为从大通至口外海滨一段是长江河口,即长江河口区,或广义的长江河口段。长江河口还可进一步分为三段,分别是:河口区的近口段(大通—江阴)、河口区的河口段(江阴—拦门沙滩顶)和口外海淀(拦门沙---30米等深线处)。其中的河口区河口段,也就是狭义的长江河口段。另有观点认为,长江河口段的上界应划在常熟徐六泾,我们这里以第一种观点为准。
长江河口区河口段,以江阴鹅鼻嘴算起,长约270公里,这短短的200多公里,却是长江最活跃的一段,是海洋与河流交互作用非常强烈的地区,地貌过程演变迅速。几千年前长江口是河口湾(喇叭口状),但随着泥沙淤积,形成沙岛与分汊河道---实际上是淤填过程,喇叭口渐渐消失,形成了现在的三角洲地貌。
2000多年来,长江口就发生过翻天覆地的变化,而且这种变化很可能还正在发生。秦汉时期,广陵(扬州)可以观潮,镇江可以看海;隋唐以后,河口快速向东推进,三角洲不断扩张;到后来,上海脱海成陆,形成了今天我们看到的长江口地貌。
长江:曾经在扬州入海,激荡出回响千古的“广陵潮”
“广陵观潮”曾经是历代文人墨客津津乐道的地理意象。“广陵潮”在哪里?秦汉时期的广陵县、广陵郡、广陵国,皆位于今江苏扬州一带,由此,广陵潮当为长江之潮。北魏地理学家郦道元却首提异议,他在《水经注》中将“广陵之曲江”引入“浙江水”(即今钱塘江)条目下,由此引发了另一种影响深远的观点---广陵潮为钱塘江之潮。两种意见的争锋在清代以后越发热闹。
而从实据上讲,两派争论的一个关键问题在于:扬州是否曾经有大潮?历史学家傅斯年在1934年撰写《说“广陵之曲江”》一文,他认为:如果广陵潮发生于扬州,“则必两千年前,扬子江入海处与今日形状大异,镇江以下皆在海中,然后可也”。这种假设在傅斯年看来无异于天方夜谭。
然而自然界的神奇超越了人类的想象,现代地质学和水文学已经证实,在距今6000年前的冰后期,由于气候转暖、海平面上升,海侵达到了最大限度,长江在今扬州、镇江一带入海,当地的地貌形态和沉积物特征至今仍有海侵的痕迹。彼时的长江口并非如今的三角洲河口类型,而属于溺谷河口,口外是一个漏斗形状的大海湾,河口南北分别为杭州湾中的王盘山和今江苏如东掘港,其间距离长达180公里(如今长江河口南北角仅间距90公里)。
河口海岸学家陈吉余先生在《海塘》一书中认为,长江河口在扬州以上束峡成江,海潮上溯至此;加之长江扬州段古有沙洲,造成江形扭曲,加大潮差,枚乘笔下的广陵潮借此形成。
沉沙造陆,天工还是人力?
如果这种情形维持至今,那么长江也许会和今天的钱塘江一样,只能以三角湾的河口形态存在,无法形成三角洲。然而,天工之外还有人力。
长江入海泥沙主要来自于长江上游,洞庭湖、鄱阳湖水系和汉江。宋代以后,长江流域已经取代黄河流域,成为中国的经济重心。长江流域的开发,一方面加剧了长江及其支流的水土流失;另一方面,为了保护已开垦的农田,先民们开始沿江修筑堤防,特别是自东晋荆州刺史桓温令陈遵修筑金堤(公元345年),防止长江洪水冲毁荆州城,并由此发展为向上游下游方向不断构筑的沿江防洪大堤后,长江中下游的主要功能,由原来的营造两岸泛滥平原,改为往河口方向输水输沙。
科学家对扬州附近古长江口的沉积物进行分析,估算出距今2000年前长江年输沙量为2.4亿吨。而经过长江流域两千年的农业开发浪潮后,长江口的泥沙量在1950年-1960年达到峰值,最高年输沙量为6.78亿吨(1964年)。
人类活动改变了长江的河流形态,扭转了长江口泥沙淤积与海潮侵蚀的对比关系。河口拦门沙不断扩张、河口位置快速向海推进。至隋唐以后(公元6世纪—9世纪),广陵观潮的盛况终于不复见记载,中国境内的观潮演变为钱塘江的专利。而在长江河口处,一片崭新的陆地渐渐形成。
上海,长江三角洲最前缘的城市,通过微地貌和沉积物的分析,学者们已经对它的成陆过程及其年代取得了比较一致的看法,认为今天上海所辖的大部分地区是在最近两千年的时间里脱海成陆的。成陆的主要因素即长江携带的大量泥沙,由于江口地势开阔平坦,水流速度减缓,落潮时泥沙沉积;另一方面,海水涨潮时又将流入大海的部分泥沙“反哺”回陆地。因此,从根基而言,上海这座城市是由长江泥沙堆积而成。
水库来了,长江口泥沙量呈断崖式下跌,三角洲会消失吗?
长江口的泥沙量在1950-1960年达到峰值以后,呈现出逐年下降的整体趋势。进入21世纪后,长江入海泥沙大幅减少,三峡水库蓄水后的2003至2018年,长江入海年均输沙量大幅减少至1.34亿吨,较1981年至2002年均值减幅达64%。其中的原因主要是,20世纪80年代中后期开始长江上游地区和洞庭湖、鄱阳湖水系实施了水土保持治理工程,以及长江上中游地区干、支流修建了200多座大中型水库。
水库蓄水造成泥沙在库区下沉,减少了水库以下长江干流中的泥沙。其中影响最大的三个水库,一是60-70年代在长江最重要的输沙支流---汉江上游修建的丹江口水库,二是80年代修筑的葛洲坝水利枢纽,三是21世纪建成的三峡工程。然而福祸相依,清水下泄给长江中下游河道带来新的生态隐患,业已产生的危害包括引发长江崩岸,加速通江湖泊---如鄱阳湖、洞庭湖的萎缩等,而另一场看不见的危机正在长江入海口暗流涌动。
电影《上海堡垒》打造了一个令人瞠目结舌的上海陆沉场景,陆沉是否会在现实中发生?这种担心看似杞人忧天,却也不无合乎自然规律之处---数千年前一片汪洋的长江三角洲,既然是长江泥沙淤积与海潮侵蚀相互博弈的新生产物,那么当泥沙逐渐减少,博弈的天平发生倾斜,在未来一个长时段中,陆地遭受海侵重回水底,似乎也没什么奇怪。
然而现实是,2003年三峡库区蓄水以后,虽然长江口泥沙量锐减,但迄今为上,上海以及长江口岛屿并未发生明显侵蚀。对此,专家解释说,河口三角洲分为水上三角洲和水下三角洲两个部分,目前长江口南岸滩涂虽然仍处于淤涨状态,但淤积来源已经发生显著变化,此前主要来自于长江携带至江口的泥沙,而目前的淤积来源是海潮对水下三角洲的侵蚀。水下三角洲的消耗积累到一定程度,终会打破水上三角洲现存的淤涨---侵蚀平衡,海岸线的后退将不可避免。
上海浦东机场的选址问题即泥沙锐减背景下的一个典型案例,上世纪90年代初,上海市开始筹划修建浦东机场,原址定在濒临长江的海堤之内,即今川南奉公路西侧。这一方案的优点是地质形态稳定,代价是占用耕地较多。陈吉余先生先后两次献言,建议将机场选址在海堤之外的潮滩上,采用“围海造陆、预留滩涂”的方式建设机场,这一建议最终被上海市政府采纳。时隔二十年,陈吉余先生的预设前提---海滩会继续淤涨,从毋庸置疑开始逐渐动摇。
在泥沙量锐减的背景下,即便有人工促淤技术的干预,造陆的难度和成本也将进一步加大,维持现有陆地的岸防工程将会面临新的挑战,这一切,需要新一代的河口海岸学者们进行量化研究,并作出客观评估。