天沙河發源地至天鄉匯流點為上游,天鄉匯流點至桐井為中游,桐井以下為下游。
天沙河的整治實際上從1912年就已開始,是由當時在北京政府所設立的督辦廣東治河事宜處譚學衡督辦(棠下天鄉里村人,曾任清海軍部副大臣)主持的。
據了解,在當時的整治中,譚學衡利用杜阮河在白沙公園側的出水口比原天沙河東炮台處的出水口水位低的有利排水條件,開挖由舊社至白沙段新河,以改善棠下、江門一帶的農田排水。至此,天沙河就包括棠下、杜阮水系,並在里村到鳳溪處相貫通,暴雨洪水可通過東炮台和白沙兩個出水口注入江門河。
天沙河的第二次整治在1915年。當時,廣東的東、西、北三江洪水同時暴漲,出現歷史罕見的特大洪水,沿天沙河兩岸的堤圍均告崩潰,出現嚴重水災。大水過後,譚學衡回到新會處理善後,決定在天沙河上出水口的耙沖處興建水閘,並於1917年請治河處的瑞典籍工程師柯維廉幫助設計施工,建成三孔共淨寬14.9米石砌的耙沖水閘,使西江洪水高漲時不能從江門河倒灌入天沙河,以降低內河水位,減輕天沙河兩岸堤圍抗禦西江洪水的壓力。
從1915年至1978年,天沙河又經歷了5次比較大的整治工程,期間包括1952年將原來白沙公園側的出水口堵塞,改挖長1.8公里的新河,由江咀村處流入江門河;1978年5月,歷時3年的江新聯圍北街水船閘樞紐工程建成並投入運行。該閘控制西江洪水進入江門河,這就確保江門市區、新會會城不受洪水淹浸,也使得天沙河堤圍更加安全。
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