长江河口悬沙输移特性

长江每年携带9240亿立方米的水和4.86亿吨的泥沙分别由南槽、北槽、北港和北支等四条汊道输送入海。巨量水、沙下泄,不仅对长江河口而且对邻近陆架海域的水文、泥沙、沉积和生态环境等有重大影响,在理论上和实践上均有重要意义,多年来一直被人们所关注。     

长江河口悬沙输移特性

长江每年携带9240亿立方米的水和4.86亿吨的泥沙分别由南槽、北槽、北港和北支等四条汊道输送入海。巨量水、沙下泄,不仅对长江河口而且对邻近陆架海域的水文、泥沙、沉积和生态环境等有重大影响,在理论上和实践上均有重要意义,多年来一直被人们所关注。     

新洋港河口悬沙特征与再悬浮过程

中小型入海河口由于数量众多、分布广泛,其沉积动力学特征对于河口区的地貌环境演化等具有重要意义.新洋港河口是江苏淤泥质平原海岸上的典型中小型建闸河口,本文通过在新洋港河口进行的高精度三船同步现场观测,研究了河口的悬沙特征及沉积物对再悬浮作用的响应状况.结果表明,潮周期内悬沙浓度变化显著,涨潮及开闸放水期间悬沙浓度较大,最大平均悬沙浓度达1.45g·L-1;而在其它时间段内悬沙浓度较小,从口门至闸门悬沙浓度有逐渐增大趋势.潮周期内典型时刻悬沙垂向分布符合"L型"分布特点,表、底层悬沙浓度差异显著.在有径流下泻期间,悬沙浓度垂向变化较为均匀,水体混合作用显著.悬沙平均粒径介于5~10μm;悬沙组分以粉砂为主,平均含量在70%以上.闸下及入海口区域再悬浮作用显著,最大再悬浮通量为10-4~10-3 kg·m-2·s-1,从口门至河闸呈递减趋势;同时,悬沙出现粗化现象,砂组分含量增加.     

长江河口横沙小港泥沙浓度的观测及研究

用OBS－3浊度计在1998年2月12日至21日期间在长江河口横沙小港对悬浮泥沙浓度作了观测,同时也用ENDCO海流计测量了流速、流向、水温和盐度。观测数据表明不论潮还是小潮期间,在落潮过程中泥沙浓度的扰动比涨潮过程中更加频繁和强烈,存在着高频振荡。动力分析表明这是由潮扩散的不对称性造成的,即落潮期间垂向湍流扩散比涨得垂向切变不稳定增强。观测还指出泥沙浓度的变化与流速密切相关,存在着泥沙峰值滞后于流速峰值的现象。这是首次用先进的OBS浊度仪在长江口横沙小港观测在落潮期间泥沙浓度的高频扰动,并从动力成因上做出了解释。     

河口近岸区三维潮流及悬沙扩散的一种分步模型

在建立模型时,对三维浅海流体动力学方程进行时间分步计算,在垂直方向上引用σ坐标变换,并采用隐式有限差分格式,在水平方向上,采用迎风有限元方法进行数值离散应用本模式与相应的理论公式做了对比计算,结果表明本模型及参数选取是切实可行的。     

海州湾海域悬沙分布特征及运动规律分析

根据海州湾海域2006年1月、2009年6月和2009年8月大风期间的含沙量资料,结合1987-2005年不同时刻卫星遥感影像资料,对海州湾海域悬沙分布特征及运动规律进行分析,结果表明:①海州湾海区含沙量存在明显的季节性变化,含沙量及其影响范围均是冬季明显高于夏季;②含沙量与潮汐的关系是大潮＞中潮＞小潮,近岸含沙量有明显的涨落潮变化,远岸变化不明显;③近岸水域含沙量明显高于远岸水域,总体上呈南部含沙量大,北部含沙量低的特点;④大风期间水体紊动的作用比较强烈,含沙量较高,实测最大含沙量在1.5 kg/m3以上;⑤随着波高的增大,含沙量有逐渐增大的趋势,不过波高的变化与含沙量的变化存在一定的滞后性;⑥大多数情况下,波浪是近岸浅水区泥沙运动的主要动力,海域自身泥沙在波流作用下的反复搬运或输移对海州湾地形产生了重要影响.     

长江河口北支新村沙围垦工程对盐水入侵的影响

长江河口北支新村沙围垦和南水道封堵工程于2012年实施,人为改变了北支河势.本文采用长期应用、改进和验证的长江河口三维盐水入侵数值模式,考虑1月和2月平均径流量和风况,计算和分析北支新村沙围垦工程对北支盐水倒灌以及南支青草沙水库、陈行水库和东风西沙水库取水的影响.在北支新村沙下游,围垦工程导致盐水入侵加强,盐度上升0.05~0.10;在新村沙上游,盐水入侵减弱,盐度下降0.05~1.0.工程导致在大潮后中潮、小潮、小潮后中潮、大潮期间北支上段断面平均倒灌盐通量分别下降百分比分别为7.52%、16.48%、10.17%、6.94%.北支倒灌的减弱,导致南支盐度低于0.45的淡水面积增大.大潮后中潮、小潮、小潮后中潮、大潮期间表层平均盐度在东风西沙水库取水口分别下降了4.52%、10.23%、9.15%、5.81%,连续不宜取水时间由10.1 d减少到9.3 d;陈行水库取水口分别下降了10.59%、13.11%、32.89%、13.95%,连续不宣取水时间由5 d减少到4.4 d;青草沙水库取水口分别下降了10.50%、8.19%、9.17%、11.99%,连续不宜取水时间由6.2 d减少到5.1 d.北支新村沙围垦工程缩窄了过水断面,减弱了北支倒灌,有利于南支水源地淡水资源的利用.     

论长江河口治理

长江是一条黄金水道,水量宏富,水深优良,自徐六泾以下,三级分汊,四口入海,通海航道目前使用南港北槽。长江口有一个巨大的拦门沙系,滩槽相间。就天然水深而言,航槽浅段或航道拦门沙的滩顶为6米左右;加上3米左右潮差,万吨轮可以进出。通航条件,较之世界一般河口拦门沙来说是比较优良的,但对当前第三代集装箱和5万吨船只所需水深而言,就不能适应了。同时,长江河口拦门沙,滩顶水深虽然较好,但它的前缘为水下三角洲     

九龙江河口颗粒磷的分布特征

研究了厦门西港,九龙江口春季悬浮颗粒磷和表层沉积物中磷的分布特征,悬浮颗粒磷或表层沉积物中磷的含量都随盐度增大而增大,有机和弱结合磷占总磷的比例也相应增大,颗粒磷和颗粒碳,弱结合态铁、硅含量之间存在正相关关系,表明颗粒物质及Fe、Si参与的絮凝,吸附和自生等物理化学过程,对九龙江口颗粒磷的地球化学行为起重要作用。此外,污水排泄等人为输入,水动力条件,有机质含量和颗粒物类型等都在一定程度上控制着水体中颗粒磷的地球化学行为。     

潮滩减少对杭州湾悬沙特征的影响

1974至2020年间,杭州湾沿岸潮滩累计减少面积将达1 290 km2,占杭州湾水域面积的25.8%.基于FVCOM水动力数值模型,耦合水沙密度,引入悬浮泥沙对底边界层的影响,并考虑细颗粒泥沙絮凝过程,建立河口三维细颗粒泥沙数值模型,提高了高悬沙浓度河口悬沙数值模拟的准确性.实测及卫星反演数据验证结果显示,该模型能较好地模拟杭州湾水沙运动.基于所建模型,采用不同时期的杭州湾潮滩数据,研究潮滩面积减小对悬沙浓度、悬沙通量及冲淤分布的影响机理.结果显示:潮滩减少过程中湾内流速及底床切应力发生变化,进而影响湾内悬沙浓度.杭州湾潮滩减少导致乍浦以西水域流速降低,月均悬沙浓度最大减幅高达30%.乍浦以东水域流速增大,月均悬沙浓度升高约15%.潮滩减少主要通过影响潮泵效应,进而改变湾内悬沙输运特征,平流输沙项在潮滩减少过程中对杭州湾悬沙特征的影响较小.1974至2003年间,杭州湾潮滩面积减少约787 km2,澉浦断面潮泵效应增强,陆向悬沙净通量增大,金山、芦潮港断面陆向悬沙净通量减小,杭州湾淤积量减少.2003至2020年间潮滩面积减少约503 km2,金山、芦潮港断面潮泵效应增强,陆向悬沙净通量增加,而澉浦断面由于潮泵效应减弱导致悬沙净通量减小.杭州湾内湾淤积量不断增大,外湾冲刷量逐渐增大.研究结果可为河口海岸规划和环境管理提供科学依据.     

厦门湾悬沙分布特征与动力分析

利用2011年1月厦门湾3个观测站声学多普勒流速剖面仪(ADCP)回波强度数据与现场水样采集反演出了悬沙浓度,并估算了单宽输沙量.经统计分析表明,厦门湾冬季1月份整体悬沙浓度较小,西海域悬沙浓度大于东海域,近水面悬沙浓度小,由表层到底层逐渐递增;而在时序分布上,悬沙浓度变化与潮流密切相关,呈现出往复运移的趋势,并且大潮期间的悬沙浓度大于小潮期间的悬沙浓度.此外,厦门湾内单宽输沙量一般在半潮面时最大,而在湾外,单宽输沙量在接近平潮或停潮时达到最大,冬季净输沙量整体较小.     

长江渝宜河段深槽分布特征及成因

长江重庆－宜昌河段深槽分布密集、形态各异，既不同于一般河谷的深槽跌水，也有别于平原区河床的边潍、深槽的孪生形成；该段河道远离海洋，不受海平面变动的影响，更不同于下游河段的深槽成因，根据1：12000长江重庆－宜晶段航道图，1：200000三峡库区地质构造图及1：500000库区地形图量算统计、拟合、分析，本段河床深槽相对分布位置基本上可归为6种类型：峡谷段深槽、河宽缩窄段深槽、支流入口处深槽、弯道凹岸深槽、弯道凸岸深槽及串珠状河段原槽潭，其成因是在特定地质构造、岩性组成的背景基础上，主要由水动力波动、束流、环流、泡水作用所致。     

长江河口及其水下三角洲的沉积特征和沉积环境

近两千年来,长江河口河道束狭淤浅,南岸边滩伸展,河槽成形,河道加深,形成现代河口的形态。长江河口的沉积物分布是和河口地形及水下三角洲的发育密切相关的。本文研究了沉积特征以及它与沉积环境、地貌和水文特征之间的关系。大量材料分析表明,沉积物的粒度大小和水动力条件相适应,分选系数、偏态和中值粒径之间有相关性。长江河口可分为四个沉积区:河口段上段沉积区;河口分汊河段沉积区;河口拦门沙沉积区;水下三角洲沉积区。     

长江河口及其水下三角洲的沉积特征和沉积环境

近两千年来,长江河口河道束狭淤浅,南岸边滩伸展,河槽成形,河道加深,形成现代河口的形态。长江河口的沉积物分布是和河口地形及水下三角洲的发育密切相关的。本文研究了沉积特征以及它与沉积环境、地貌和水文特征之间的关系。大量材料分析表明,沉积物的粒度大小和水动力条件相适应,分选系数、偏态和中值粒径之间有相关性。长江河口可分为四个沉积区:河口段上段沉积区;河口分汉河段沉积区;河口拦门沙沉积区;水下三角洲沉积区。     

长江河口盐水入侵特征水文年的划分

基于50年多来长江大通站月平均入海流量数据，制订了研究长江河口盐水入侵的特征水年的划分标准；并采用Matlab数值计算高级语言中的曲线拟合函数，改进了传统适线法的频率累积曲线的绘制方法，简化了特征水年划分的步骤，提高了划分的精度．探索了计算机高级语言函数功能在水计算中的一些应用。     

福建主要河口海域及其入海河流氮素的浓度特征及变化趋势

调查了2011-2016年福建省7条入海河流河口断面总氮、硝酸盐氮、氨氮和河口海域无机氮,结果表明:①从水质看,大体呈现河口断面水质差,河口海域水质亦差的规律。龙江在7个河口断面中水质最差,河口海域水质却最好。②从浓度看,河口断面总氮浓度差别较大,霍童溪、交溪和闽江河口不超过Ⅲ类,其余均远超Ⅴ类标准;但河口海域无机氮浓度差别不大,仅龙江河口海域在2013年为Ⅱ类,2016年为Ⅲ类,其余均为Ⅳ类或劣Ⅳ类。③从氮素浓度变化趋势看,河口海域无机氮与河口断面总氮大体相同。因此可通过入海总氮的变化情况推测受纳河口海域无机氮的变化趋势。     

长江河口水位极值分析

本文根据长江河口的吴淞及其支流黄浦公园两个验潮站1912/1915～1985年年最高高潮位序列资料,应用 Weibull 分布方法计算了极值水位的重现期。长江口年最高高潮位近70多年来显示有明显的上升趋势,特别是近30多年来有加速上升的趋势,并且与平均海平面的变化趋势具有相同的量级。通过对 Weibull 分布进行简单地调整,从而来处理有线性趋势分量的年最高高潮位。这样使得在计算极值水位重现期时能够考虑到线性趋势分量。同时,再将这种方法外推,考虑到未来100年海平面上升0.5、1.0和2.0米三种方案,对长江口今后水位极值重现期重新进行了分析计算。结果表明,用上述方法计算得到的不同重现期的极值明显大于在不考虑线性趋势情况下所得到的极值,而且极值重现期明显缩短,千年一遇将成为百年一遇.     

长江河口水位极值分析

本文根据长江河口的吴淞及其支流黄浦公园两个验潮站1912/1915～1985年年最高高潮位序列资料,应用Weibull分布方法计算了极值水位的重现期.长江口年最高高潮位近70多年来显示有明显的上升趋势,特别是近30多年来有加速上升的趋势,并且与平均海平面的变化趋势具有相同的量级.通过对Weibull分布进行简单地调整,从而来处理有线性趋势分量的年最高高潮位.这样使得在计算极值水位重现期时能够考虑到线性趋势分量.同时,再将这种方法外推,考虑到未来100年海平面上升0.5、1.0和2.0米三种方案,对长江口今后水位极值重现期重新进行了分析计算.结果表明,用上述方法计算得到的不同重现期的极值明显大于在不考虑线性趋势情况下所得到的极值,而且极值重现期明显缩短,千年一遇将成为百年一遇.