中国主要入海河流冲淡水扩展特性联合数值模拟研究

本研究建立了一个涵盖渤、黄、东和南海的数值模型,综合考虑多种动力因子,模拟研究了中国主要入海河流的冲淡水扩展机制和扩展范围.数值实验结果表明,冲淡水对外海盐度的影响有着明显的地域差异.在渤海区域,虽然淡水汇入量较小,但由于该区域为半封闭海域且水深较浅,冲淡水不易往外部海域扩展,因此使该区域盐度常年低于32psu,表现为低盐状态.同样的,黄海由于自身半封闭的地形,外加上大量长江冲淡水的汇入,也处于低盐状态,盐度常年低于33psu.东海盐度变化主要取决于长江冲淡水扩展的范围,具有显著的季节性变化.北南海区域,在琼州海峡以东,珠江冲淡水控制着外海盐度的变化.由于珠江冲淡水离岸扩散较弱,故该低盐度区常年被50 m等深线所包裹.在琼州海峡以西,红河冲淡水控制着外海盐度变化.     

冬季陆架环流对长江河口盐水入侵的影响

应用改进的三维ECOM模式,研究冬季陆架环流对长江河口盐水入侵的影响。模式计算结果较好地再现了台湾暖流、苏北沿岸流、长江入海径流和长江河口盐水入侵的基本特征。在不考虑台湾暖流情况下,沿岸向南的苏北沿岸流向南扩展,使长江口门处盐度增大,整个河口盐水入侵加剧。在不考虑苏北沿岸流情况下,台湾暖流由于北上的阻力减弱,北上加深,使长江冲淡水的扩展方向整体向北偏转,苏北沿岸和北支口盐度明显减小,北支盐水入侵和倒灌减弱,而北港、北槽和南槽盐水入侵加强。在不考虑台湾暖流和苏北沿岸流情况下,长江入海径流向北偏转,大量长江入海冲淡水向北输运,导致北支口和苏北沿岸盐度显著下降,北支盐水入侵明显减弱。入海向北冲淡水输运的增加,导致相应的向南冲淡水输运的减小,北港、北槽和南槽口门处盐度上升,北港、北槽和南槽盐水入侵加强。长江口外陆架环流对盐水入侵和口外盐度分布起着重要的作用,是一个不能忽略的动力因子。     

长江河口盐度监测布局研究

长江河口盐度监测是管理河口淡水资源与保障城市用水安全的重要基础工作之一,观测资料为水库取水调度、沿岸涉水工程的规划等提供依据.架设于河口区域的水文监测站及浮标是长江河口长时间序列盐度资料的主要来源,对研究长江河口整体上的盐度分布和输运过程、指导水库安全调度等具有重要的科学意义和应用价值.通过数值模拟结果和观测资料,分析了长江河口盐度分布的时空变化规律,并结合长江口盐度站网功能需求分析与监测要素,提出长江河口盐度监测站点布局的思路,对河口盐度监测的整体性、空间均衡性和对重点研究区域的站点架设进行科学合理的规划.     

1996 年3 月长江河口水文观测和分析

基于长江河口1996 年3 月现场水文观测资料分析，得出：北支涨潮流速明显大于落潮流速，余流指向上游，存在着严重的外海盐水入侵。在南支中上游，盐度的变化受外海盐水的入侵和北支盐水的倒灌的共同影响，盐度变化与一般河口的变化规律不同；在大潮和中潮前期，盐度主要受下游外海盐水入侵的影响，在中潮和小潮期间，盐度主要受大潮期间上游北支倒灌盐水下移的影响。在南支下游，落潮流大于涨潮流，落潮历时大于涨潮历时；盐度最大值发生在涨憩，最小值发生在落憩，盐度变化受外海盐水入侵的影响，水文状况遵循一般河口变化规律。     

九龙江口大、中型浮游动物的种类组成和分布

本文分析了1979—1981年九龙江口的样品,初步鉴定154种浮游动物。大多数为暖水性河口和沿岸种类,呈现本河口亚热带低盐水域类型。本河口浮游动物的生物量、总个体数及种数以夏季最高、秋季次之、冬季最低。其种数随盐度上升而提高,而在A、B、C三站中,生物量及总个体数有随盐度的上升而下降的趋势。据它们的分布及来源大体上可分为淡水、河口、沿岸和外海四个生态类群。此水域浮游动物的季节分布主要受温度和海流影响,而平面主要受盐度和潮流影响。火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)和中华异水蚤(Acartiella sinensis)可作为本可口的指标种。     

南水北调工程对长江口盐水入侵和淡水资源的影响

南水北调工程为跨流域调水工程,其对于长江口淡水资源变迁的影响是当今研究热点之一.本文应用三维数学模型,研究南水北调东线和中线工程短期和远期调水方案对长江河口盐水入侵和淡水资源的影响.结果表明,在2月中下旬一个大小潮周期中,东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库取水口盐度大于0.45的不宜取水时间分别为7.74、3.08和2.72 d.同时,在东线和中线工程短期调水1 000 m3/s情况下,长江河口盐水入侵加剧,尤其在北港、北槽和南槽拦门沙区域及其北支上段盐度上升最为明显,出现了量值超过0.5的大面积区域,南支淡水区域减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增长了1.43、2.14和2.13 d.在东线和中线工程远期调水1 600 m3/s情况下,整个河口盐度的上升更为明显,在北港、北槽和南槽拦门沙出现了盐度超过1的大范围区域,小范围区域盐度超过了1.5,南水淡水范围进一步减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增加了1.49、3.08和3.08 d.     

2006年夏季长江口及其邻近水域浮游动物的群落结构

利用2006年6月在长江口及邻近海域进行的大面调查所采集的浮游动物样品,结合环境参数,对长江河口及邻近海域浮游动物种类组成及群落结构进行了多元分析,研究了浮游动物群落结构及其影响因子.结果表明,长江口及邻近海域浮游动物种类比较丰富,浮游动物种类数为322个(含27种浮游幼虫),浮游甲壳动物的种类数量占到总种数的1/2以上,桡足类是其主要类群,中华哲水蚤是整个调查水域最重要的优势种.据各站位浮游动物种类组成和丰度,用聚类分析法可将该水域的浮游动物分为5个群落.相关性分析表明,影响长江口及邻近海域浮游动物群落结构的主要环境因子为盐度.     

2016年夏季长江口邻近海域海洋参数的数据分析

于2016年7月19—24日,在长江口邻近海域5个连续站获取了温度、盐度、营养盐浓度、化学需氧量、叶绿素a浓度和总悬浮颗粒物浓度等18个海洋参数数据,通过综合运用K值聚类、斯皮尔曼相关性分析及主成分分析法等,划分了夏季在122.7°E附近的水团分布情况,并进一步探究了各海洋参数间的相关性及其驱动力.结果表明:夏季长江口调查海域可划分为3个水团,初步判断为长江冲淡水、陆架混合水以及两者相互混合而成的水团;海洋参数主要受物质垂向输送、浮游植物生产和悬浮颗粒物3个因素控制.     

长江口及闽浙海域浮游植物动力学模型研究

基于一个三维、高分辨率、水动力泥沙生态数值模式,综合考虑多种物理及生态因子,模拟研究了长江口及闽浙海域甲藻和硅藻两种浮游植物生物量的时空分布规律.数值实验的结果表明,该海域藻类生长主要集中在春末、夏季及秋初,硅藻有春季和夏季两次水华,而甲藻仅在春季发生一次水华.该海域浮游植物的高值区主要集中在30-50 m等深线附近.该处是外海高温、低浊度水体与近岸低温、高浊度、高营养盐长江冲淡水的交汇区域,满足浮游植物生长所需要的外部物理环境和内部营养盐需求.本文进一步探讨了径流、陆架环流等关键物理过程对浮游植物生长的影响.     

潮汐分汊河口盐水入侵类型探讨—以长江口为例

长江河口具有分汊、心滩、串沟和江心沙岛等地貌形态，系典型的潮汐分汊河口。咸潮入侵形式有外海直接入侵、倒灌、漫滩归槽和浅滩通道水体交换等四种类型，形成其特有的盐度时空变化规律，导致南支主槽存在一个氯离子含量比其上下游均要高的高氯度带，以及大潮期盐度低，小潮或寻常潮期间盐度反而高等特殊现象。     

长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究

长江口航道淤积的主要成因是河流从上游带来的大量粘性细颗粒泥沙，在河口盐、淡水交汇处遇强电解质海水，产生絮凝形成絮团而加速沉降形成的。用长江口粘性泥沙在不同盐度的人工海水中做了大量的试验，研究结果表明，影响絮凝的主要因素为含盐度、颗粒大小、含沙量、泥沙矿物成分、有机质含量等、这些因素和絮团形成的大小有密切关系。     

长江河口北支建闸对减轻盐水入侵的数值模拟

枯季长江河口盐水入侵的最大特色是北支盐水倒灌,它是南支东风西沙、太仓和陈行水库盐水的唯一来源,也是青草沙水库盐水的主要来源.考虑潮汐和气候态1月和2月的径流量与风况,采用已严格验证过的长江河口盐水入侵三维数值模式,模拟和分析北支上段建闸前后盐水入侵的变化.模拟结果表明:在北支上段建闸后,整个南支全为淡水,北支盐水倒灌南支的现象消失,北支上段盐度明显下降;在东风西沙、太仓和陈行水库取水口盐度接近0;在青草沙水库取水口盐度大幅下降,几乎所有时间盐度都低于0.45,全为淡水.数值试验中,闸门的运行方式采用两种方案:全天落潮流期间开闸、夜里涨潮流期间关闸、白天涨潮流期间开闸,以及全天落潮流期间开闸、夜里和白天涨潮流期间关闸.两者的试验结果中南支盐度变化几乎一致,原因在于前者的运行方式已经使得北支上段盐水入侵大幅减弱,出现盐度接近0.45的淡水区域;即使白天涨潮流期间开闸,其间进入南支的也是淡水,并且增加了南支向海的总余流.从数值模拟的结果和闸门运行的成本考虑,推荐前者的北支建闸运行方案.北支建闸极大地提高了上海东风西沙、陈行和青草沙水库取水时间,同样极大地提高了江苏太仓水库的取水时间,保障了两地的供水安全.     

长江口及邻近海域夏季温盐分布特征数值分析

基于EFDC模式建立长江口及邻近海域三维温盐模型,计算中加入径流、风、潮流和太阳辐射,与2005年7月观测资料进行对比验证表明：该文建立的长江口及邻近海域温盐模型可以较好地模拟该海域夏季温盐分布特征变化.由计算结果分析得到,长江口外夏季等温线呈南北走向,近岸高、口外低,长江口夏季水温分布沿着淡水舌方向由口门外逐渐减小;夏季长江冲淡水特征显著,表层低盐水可越过123° E,在长江口外形成向东淡水舌;长江口外冲淡水作用强烈区域的温盐跃层强度最大,其温跃层强度可达0.3 ℃/m,盐跃层强度可达2/m;长江口外温盐跃层位置重合或接近.     

长江口南支河段枯季盐度变异与北支咸水倒灌

根据2004年2月在长江口进行的大范围、多站点水文观测，揭示了长江口南支河段枯季盐度时空分布的变异: 大潮期纵向盐度出现次高盐奇点及内高外低的逆盐分布；南支近北支上口部分区段出现高潮低盐、低潮高盐的反相位差；南支河段的下段出现大中潮低盐、小中潮高盐的倒挂，从而使崇头、石洞口、高桥三站的盐度关系呈现“两头高、中间低”形态和“两头低、中间高”形态的交替.这些变异是北支倒灌进入南支的咸水影响所致.从“咸水体”在南支的输运动态角度，阐述了上述盐度变异的机理.     

长江河口表层沉积物输移特征分析

基于聚类分析和Gao-Colliins粒径趋势分析模型对长江口948个表层沉积物样品的特征及输移进行研究,结果表明:长江口表层沉积物的变化可划分为3类:第一类沉积物以粉砂为主,主要分布在长江口外东南方向10~40 m等深线以浅区。第二类沉积物主要以粉砂质砂、砂质粉砂为主,主要分布在长江口苏北沿岸以东海域20~40 m等深线之间。第三类沉积物以细砂、中细砂为主,分布区域主要在苏北沿岸地区。长江口外沉积物整体的输移趋势大致可分为沿岸向南和朝口外偏东北两个方向。长江北支出口附近沉积物有向河口内输移的趋势,北支口外20~40 m等深线之间有来自苏北沿岸、外海陆架的来沙在此汇聚后转向东北方向输移。南、北港口外受径流、沿岸流的影响大部分沿岸向南输移,另一部分向外海陆架输移,并在10 m等深线处部分泥沙输移趋势逆时针偏向东北,在研究区域东北角存在有陆架向河口的输移趋势。     

珠江口伶仃水道浮游生物及底栖动物群落特征分析

对珠江口伶仃水道进行浮游藻类、浮游动物、底栖动物群落特征诸方面的调查,得出珠江口伶仃水道共有93种浮游藻类、30种浮游动物、27种底栖动物出现.藻类总数量分布最高为105个/L级别,浮游动物最高数量为606个/m3,底栖动物栖息密度最高为110个/m2.绝对优势种有硅藻门的中肋骨条藻(Skeletonemacostatum);桡足类的中华异水蚤(Acartilasinensis);软体动物类的红肉河蓝蛤(Potamocorbularubromuslula)等等.珠江口伶仃水道盐度较低,浮游藻类群落结构主要以淡水性群落为主,而在盐度较高样点,以咸水性藻类占优势.浮游动物、底栖动物为沿岸性水系种群及咸、淡水交汇水系的低盐群落.多样性指数为浮游藻类＞浮游动物.     

极端干旱水文年(2006)中长江河口的盐水入侵

观测资料表明,由于在2006年夏季中长江流域发生了特大干旱,形成的特低径流量导致长江河口盐水倒灌比常年提前了3个月.北支倒灌盐水在南北支分汊口南支水域,底层盐度大于表层盐度,垂向分层明显,而在南支中上段其他水域,因强烈潮混合作用盐度垂向分布均匀.受北支盐水倒灌和盐量的累积作用,在南北支分汊口崇头盐度最大值出现时间比青龙港潮位最高时间滞后约3d,倒灌的高盐水团进入南支后受径流作用影响到下游陈行水库的时间约为2d.     

长江河口盐水入侵影响因子分析

本文根据大量实测资料,研究了径流,潮汐,地形等几个重要因子对长江口盐水入侵的影响,并对长江口盐度变化的一些特殊现象作了初步解释,还探讨了北支盐水倒灌的基本规律及其对南支盐度变化的重要意义。     

长江铜陵段老洲水域鱼类资源的初步调查研究

对长江铜陵段老洲水域中的鱼类资源进行了初步调查和研究,结果表明:目前该水域中鱼类共计36种,隶属于8目15科和30属;这些鱼类可分为淡水、洄游和河口3个生态类群,其中以淡水类群为优势类群.自上世纪中后期以来,长江铜陵段老洲水域中的鱼类组成及资源发生都发生了明显的变动,主要特点为鱼类的目数和种数减少、珍稀鱼类的濒危甚至灭绝、渔获物的低龄化和小型化.本文从不科学捕捞、环境污染、栖息地丧失和生物入侵四个方面总结了造成该水域中鱼类组成及资源变动的主要原因,并为长江渔业资源的可持续开发和利用提供了建议性措施.     

长江河口及其邻近海域的自然环境

本文概述了长江河口演变过程和水下三角洲酌形成机理,河口地区潮汐作用、波浪作用和近岸流系的性质以及长江口外淡水扩散及其对邻近海域的影响等问题。本文还讨论了长江河口环流类型和特征、最大浑浊带分布及其变化、潮滩和水下三角洲的发育以及河口地区生物与环境的关系等。根据上述多方面环境因子的分析并进行汇总,作者对长江河口及其邻近海域的自然环境特征作出了评价。