教授级高工 江修恭 曾宪岳 庞瑞生
珠江三角洲位于广东省中南部的西江、北江、东江交汇处，具体指西江的马口、北江的三水、东江的石龙以下的网河区，面积近1万km2。该区域河网纵横交错，水流上游受洪水动力的作用，下游受南海潮汐动力的影响，还受台风暴潮的影响，水动力条件非常复杂，整个珠江三角洲水系呈现“三江交汇、网河纵横、洪潮迭加，八口分流”的特征。
珠江水量充沛，多年平均年径流量为3360亿m3，居全国第二位，仅次于长江，为黄河的7倍，其中西江径流量最大，占总径流量的80%。
珠江三角洲地势平坦，气候温和，雨量充沛，历来是我省重要的农业基地。改革开放后，由于其优越的地理位置和自然条件，经济社会迅猛发展，工业化、城市化的进程加快，已经成为全省和全国经济发展的火车头，在占全国0.1%的土地上产生了占全国8.6%的GDP，可见在全省和全国都占有举足轻重的地位。
然而多年来，三角洲地区受到咸潮的侵袭，咸潮活动越来越频繁，持续时间不断增加，上溯影响范围越来越广。咸潮上溯给三角洲地区造成巨大的经济损失和社会影响，给人民的身体健康带来威协，已经到了下决心解决的时候了。
一、近几年来咸潮活动的特点和危害
1、咸潮入侵量巨大：天文潮是由于月球绕地球运行引力的影响在入海河口区形成潮汐力量，潮汐动力巨大，以珠江口虎门和西江入海口磨刀门为例，平均每6小时进潮水量达2.5亿m3，而上游西江枯水期来水平均为1000 ～1500m3/s，6小时总量只有0.22 ～ 0.32亿m3，每年秋冬以后上游来水锐减，潮流界可上溯到三水思贤滘附近，使三角洲广大河网地区受咸潮侵害。河道所蓄大量淡水变咸而不能饮用。
2、入侵范围广：珠江三角洲地区大部分是海退冲积平原，地面坡度很缓，河口段在1/2万 ～ 1/5万之间。这样只要有2m潮差，加上潮汐动力作用，入侵上溯可达100km，加上三角洲部分河口呈喇叭口状，潮水上溯缩窄受阻，能量积聚推高潮位，再入侵到支流水域，范围扩大。以西江出口磨刀门河段为例：1992年咸潮上溯到大涌口，1995至神湾，1998年到南镇，1999年延伸到全禄水厂，2003年更上溯到中山东部大丰水厂，2003 ～2004受咸潮侵害区域内500万人的生活用水和大批工业企业生产受到影响，造成巨大经济损失。
3、咸害不断加重：由于上游用水量增加，河道常年来水量呈逐年减少趋势，枯水期尤为突出，下游水含氯度不断增加。2003 ～ 2004年枯水期咸潮活动期间，中山市东西两大主力水厂同时受到侵害，饮水中含氯标准提高到400mg/L(国标250 mg/L)，澳门提高到800 mg/L，即使这样承担珠海与澳门供水的广昌泵站连续29天不能抽水。珠海横琴岛及三灶地区出现区域性停水。2006年2月23日受强天文潮汐的影响，三角洲出现大咸潮，横门水道小隐水闸，咸潮含氯度每升高达5500 mg/L，超标21倍。磨刀门水道大涌口水闸2月17日至25日，连续9天含氯度达5130
mg/L，强咸潮持续时间之长，为近年罕见。由于全球气候变暖，海平面上升，上游用水量不断增加，向下游输水量逐年减少；而三角洲地区的用水量却不断增加，因此今后咸潮入侵范围将进一步扩大，枯水期三角洲大片河网地区的咸水浓度也必然加大，这一趋势如果没有根本性措施，将长期延续下去。咸潮入侵与淡水供应不足的矛盾，将日趋恶化。
二、当前三角洲抗咸引淡现状和解决方案
1、水厂及引水口上移：为减轻咸潮影响，很多地区都加快向上游建厂，但由于受地区限制，远距离的跨区引水带来许多困难，频临滨海口门的珠海、澳门等地区饮用水源的取水问题就更困难，即使可以协调，输水工程也相当艰巨。
2、低潮“抢淡”：利用每天两个低潮时期抢抽淡水，这一方面要随时加密水含盐量的观测，另一方面为保证可供水量，水厂要加大自身淡水储备容积等。目前咸潮危害严重的情况下，抢淡的条件已越来越困难。
3、调水压盐：在前年至去年咸潮侵害最为严重的时候，在党中央、国务院的关怀下，在上下游各级政府和有关部门大力协作下，流域机构珠江委发挥了职能作用，从前年1月中旬至2月上旬，实施了从上游向下游紧急调水。从广西、云南增调水库水量8.43亿m3，解决了下游的燃眉之急，然而千里调水，水量损失大，利用率低，压咸后实际珠江三角洲抢抽的淡水也只有几千万立方米，其余水都被沿程槽蓄、渗漏和大量用于稀释咸水及白白流入大海所消耗。即使这样澳门的抽水标准，还是不得已从400mg/L提高到800mg/L，所以调水压咸作为应急措施是需要的，但非长久和根本之计。
4、开源节流的其他措施：(1)在上游增建调节水库，如珠江上游红水河水电梯级开发，规划建设中的龙滩、大藤峡水利枢纽等，都有防洪、发电、供水等综合效益，对增加流域调蓄水量将起到很大的作用。(2)在全流域开展植树造林，加强水土保持工作。(3)对全流域的水资源开发利用，以满足人民的生活用水放在第一位，进行统一规划，统一管理，统一调配。(4)加强治污的力度，增加可供水量。(5)大力节约用水，建立节水型社会。这些都是解决珠江三角洲水资源供需矛盾的可行和有效的措施，必须长期坚持不懈地实施。
5、增加珠江三角洲下游淡水供应量的工程措施：由于西江的水资源占全流域水资源近八成，其中有三分之一水量由磨刀门出海水道注入大海，即使在最枯的时候时候，磨刀门的流量也有1000m3/s左右，因此一些专家学者提出“西水东调”、“西水南调”的设想。对这个方案我们还没有认真研究，但可以肯定，新开河道的工程量和投资将是巨大的，并且需要占用大量宝贵的土地，实施的难度将会很大的，而珠江出口有八大口门，三角洲地区河道纵横交错，能不能充分利用现有河道储存淡水，解决三角洲的用水问题？我们认为这是值得认真研究的大事。长期以来，已经在三角洲一些较小的支流河汊上修建了大量的水闸，这些水闸在挡潮蓄淡、稳定河势、改善通航、改善水环境等方面起到了重大的作用。能不能在主要的口门上建闸挡潮蓄淡解决三角洲地区的用水问题呢？这是本文研究的课题。
三、在主要口门建闸挡潮蓄淡，解决珠江三角洲大部分地区的淡水供给
我们分析了三角洲河口特点，并经过研究，认为可以在主要口门河口附近建造挡潮闸，在高潮入浸时关闸挡潮，在退潮和上游来水量大时，开闸排水，根据实际需要利用挡潮闸控制咸潮入侵，使出海干支流大部分河段变为少咸或无咸的淡水河段，使水质起根本性改变。建挡潮闸，除具有蓄淡供水的效益外，还有挡潮、排涝、改善航运、改善水环境等综合效益，水闸本身也是路桥结合的工程措施。
1、挡潮闸的综合效益
(1) 蓄淡：河口筑闸以后，原进潮被阻，通过水闸调控，利用河道河槽来蓄淡形成平原河渠型调节水库，以磨刀门为例，下游主干河道平均宽3000m，按增加1.8m米水深，上游回水20km计算，蓄水容积达1.1亿m3，加上原河槽及支流蓄水可达2.0亿m3以上。今年最枯流量1000m3/s，一天来水总量0.864亿m3，河涌库容可调节2 ～ 3天，这些水量可保证中山、珠海、澳门的供水需求，而且利用这些库容不增加淹没损失。
(2) 加速排水排污：感潮河段由于受潮水顶托，涨潮时排水不同程度受到影响，严重时甚至会倒灌。以磨刀门为例，1963年潮感区上溯到上界梧州，下界在迭石与莺哥咀之间，正常情况下潮流界在三榕峡，距河口灯笼山160km，相应各支流也受顶托影响。建闸挡潮后，水流由双向流变成单向流，感潮河段变为正常下泄河段，畅排历时相对延长。
(3) 稳定河势，提升防洪能力：建闸后结合河道疏浚，两岸修建堤防，并加强管理，可以稳定河势，提高泄洪能力。珠江下游防洪威胁最大的是洪潮遭遇而抬高洪水位。河口建闸以后，利用挡潮闸的科学调控，加速洪水渲泄，可以降低沿河洪潮水位，减轻洪潮的防洪压力。
(4) 改善水环境：珠江三角洲潮区河段广大的围田，建挡潮闸后，水质从咸变淡，可进行长期的引淡水洗咸，土壤从积盐到逐步脱盐，产生对农业、林业园林及渔业多方面的良性生态效应，造福社会。上游形成长条形水库，枯水期水位明显加高，可改善两岸水环境。
(5) 改善航运：建闸后增加上游河道水深，结合建设船闸、上下游疏浚，可改善航运，提高通航能力。
(6) 桥闸结合，改善两岸交通：建闸可与公路交通结合，在闸上建设公路桥梁，改善两岸交通，投资可由多个部门分摊，降低水利工程投资。
(7) 利用落差发电：建闸后上下游形成一定的水头差，虽然水头不大，但流量很大，建设水电站将有可观的发电效益。可促进低水头、大流量高效发电机组的研究，充分利用这一干净的可再生的能源。
(8) 造就新的旅游景观区：河口建挡潮闸后，上游形成狭长形水库，成为新的景观。如关闸后，受潮水动力及口门风力的作用，闸外潮水上涨，形成较大陡浪，而闸内蓄水，河道库面平静，便打造了如海南岛博鳌式的奇观。挡潮闸距离中山、珠海、澳门等经济发达的滨海城市很近，水闸上下游将是开拓旅游观光度假的好去处。
2、建挡潮闸存在的问题
(1) 珠江口地质条件复杂，工程软基处理技术难度大，建闸的难度和总投资比在支流、河汊上建闸将大得多，这对水利规划、设计及施工都提出了新的课题。
(2) 建闸后水流动力、流态将发生较大的变化，水文条件的变化对上、下游生态环境影响等等，都要进行充分的调查研究，试验分析，应进行必要的数模与物模的试验研究，进行大范围的全面规划与河态分析。(详见附件)
(3)影响航运。河口建闸后，对航运的影响有有利的一面，也有不利的一面。不利方面是：水闸泄洪与通航可能有一定的矛盾；通航能力和过闸时间将受船闸的限制，建闸碍航问题应进行多方案专题研究。
3、首期挡潮闸闸址选择的意见
首期闸址的选择应考虑：(1) 受咸潮入侵影响大，咸害严重的地区；(2) 建闸后河槽蓄水量大，能满足供淡要求；(3) 河汊较少或河汊上已经建闸；(4) 能产生综合效益。
在分析珠江流域整体规划和口门特征的基础上，结合近几年咸潮侵害影响情况和建挡潮闸基本要求，我们建议首先在西江出口磨刀门建挡潮闸。其原因是：
(1) 磨刀门径流量大，河槽较宽，槽蓄容量大，临近中山、珠海、澳门咸害严重的城市。
(2) 除害受益范围大：建挡潮闸后，可以长期解决中山、珠海、澳门及待开发新兴工业区横琴岛等地区共约500万人就近引用淡水，改善沿河生态环境，受益一大片。
水闸的闸址初步推荐在口门上游灯笼山附近的小岛处，该处建闸利于施工，利于解决导流和通航等问题具体闸址还要经过多方案比较论证而定（见示意图）。
4、 磨刀门挡潮闸工程造价估算：在没有相当规模已建挡潮闸情况下，采用蕉门水道出海口附近的南沙蕉东闸桥的概算资料，进行类比，蕉东闸桥工程技术条件与磨刀门类似，每米投资125.34万元计，磨刀门水闸净宽2000m，并考虑难度系数1.5和船闸，估算出总投资41.4亿元。投资较大，但从其效益来看，还是值得兴建。
5、广州市已在北江干流出海口沙湾水道上游顺德境内引水建南洲水厂，该处受咸影响与珠江三角其他地区相似，若在水厂下游某河段建闸，则可保证南洲水厂水源，并可扩大供水，解决番禺、南沙、顺德的淡水供应，水闸投资估算为14.34亿元。
四、结论
珠江三角洲地区，已经成为我国经济最发达的地区之一，有“世界工厂”之称，人口也从1980年的1259万增加到目前的5000万(包括暂住人口)，城镇供水急剧暴增。上游广西、云南等地也在加快发展，今后用水量也将大幅度增加，要求上游长期增加放水将有很大难度。而珠江三角洲地区过境客水资源非常丰富，有效和长期解决珠三角淡水供应的办法是投资建挡潮闸，充分利用现成的河槽蓄存淡水。从三角洲地区河汊上建闸的经验和当前我省经济发展水平来看，在珠江主要口门上建闸，在技术上、经济上的问题都是有能力解决的。主要问题是建闸后水文条件的变化、对上下游生态的影响，有哪些不利因素，应进行认真的调查、试验、研究。应进行包括建闸措施在内的珠三角水利规划的补充论证，争取建闸方案的实施，彻底解决三角洲地区淡水供给安全问题，创造上下游共同发展的良好局面。
参考材料：1、《人民珠江》2005年2期
2、《珠江河口区河道特征初步分析》(广东省水科所，1975年8月)
3、《西北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线》(广东省水利厅，2002年6月）
作者简介：江修恭 原广州市水利水电勘测设计研究院院长，教授级高工
曾宪岳 原广州市水利水电勘测设计研究院院长，教授级高工
庞瑞生 原珠江水利委员会勘测设计院副总工，教授级高工
