长江口浑浊带近底泥沙浓度变化
长江口深水航道治理一期工程实施前后北槽最大浑浊带分布及对北槽淤积的影响
泥沙研究 2005年10月Journal of Sediment Research第5期长江口深水航道治理一期工程实施前后北槽最大浑浊带分布及对北槽淤积的影响周海1,2,张华2,阮伟2(11河海大学交通与海洋工程学院,江苏南京 210024; 21上海航道勘察设计研究院,上海 200120)摘要:以长江口深水航道治理一期工程实施前后的水文同步测验资料、浮泥观测分析资料、水下地形测量资料以及航槽回淤统计资料等为依据,首次对北槽深水航道一期工程实施前后最大浑浊带的分布规律进行系统总结和分析,研究评价了北槽最大浑浊带的分布对北槽航槽淤积和拦门沙地形发育的影响,研究成果可为北槽深水航道治理二、三期工程的顺利实施提供参考,同时澄清一些认识。
关键词:长江口深水航道治理一期工程;最大浑浊带;回淤;拦门沙中图分类号:U61716 文献标识码:A 文章编号:04682155X(2005)05200582081 引言在河口地区存在盐淡水交汇现象,盐水以异重流形式楔入水体底层,淡水则被托浮在盐水上向外海输送。
当盐淡水混合时,河流携带的泥沙因遇到含电介质的海水及颗粒间的相互碰撞而发生粒聚、沉降。
泥沙下降至盐水楔后因下层环流的作用而向楔顶方向运动并集聚。
因此在楔顶附近泥沙浓度最大,形成最大浑浊带。
早在1893年,在法国的G ironde河口首次观测到最大浑浊带[1]。
此后,Bowden、Uncles&Stenphens、Odd以及P ostma等人对最大浑浊带的分布和形成机理进行了广泛研究。
长江口的盐淡水交汇基本属于缓混合型,有利于最大浑浊带的发育。
从上世纪60年代,国内学者对长江口盐水楔异重流、盐淡水交汇中的最大浑浊带问题、细颗粒泥沙的絮凝和沉降特性、长江河口环流及悬沙输移规律、长江河口的滞流点分布以及水沙运动特性和航槽回淤规律等问题从不同角度进行了研究。
北槽是长江口入海航槽之一(图1)。
长期以来,北槽最大浑浊带的存在和上下摆动,在很大程度上影响着北槽水下拦门沙地形的演变。
长江口潮滩水动力过程、泥沙输移与冲淤变化
长江口潮滩水动力过程、泥沙输移与冲淤变化【摘要】：长江口滨岸潮滩环境在咸淡水交替、出露和淹没交替、冲淤交替等海陆交互作用的影响下，波潮流水动力作用强烈，泥沙输移和物质交换频繁。
长江每年携带巨量泥沙堆积于河口滨岸地区，形成了大片宽阔的淤泥质潮滩，每年以数十米的淤涨速率不断向海推进，为城市空间拓展提供了丰富的后备土地资源。
但随着人类对潮滩大规模围垦等经济活动的加剧，导致生物多样性减少，生态环境质量降低，产生了对该地区可持续发展的潜在威胁。
河口潮滩水沙过程及冲淤变化研究，引起了国内外学者的重视，分别从地貌、沉积、水文、生物、地球化学等不同角度进行了大量有益的探索。
但对潮滩水动力过程的实地观测十分有限，阻碍了完整潮流泥沙运动模型的建立，影响了泥沙输移规律和冲淤变化研究的进展。
本文依托国家自然科学基金重点项目“长江口滨岸潮滩复杂环境条件下物质循环研究”(批准号：40131020)，选择了长江口崇明东滩敞开型潮滩为研究对象，设置典型断面，在平静天气条件下，实测了水文要素，获得了水位、流向、流速、泥沙含量及粒径等指标4000多个实测数据，着重对长江口潮滩水动力过程、泥沙输移规律及冲淤变化进行研究。
得到如下结论：1．分析得到了潮滩不同部位水动力基本特征：光滩水位涨潮和落潮时间基本相等，而盐沼前缘带水位涨潮时间略短；光滩流速过程线在涨潮初和落潮末出现峰值，呈现“双峰型”特征，盐沼前缘带仅在冬、春季节呈现“双峰型”，夏、秋季节落潮峰值消失，盐沼带四季呈现单峰特征，潮沟过程线为“双峰型”；各测点流向均具回转流特征，在高水位时流向迅速改变，不存在明显的憩流。
滩面各测点的水位资料与横沙水文站同期资料具有一致性，为水文资料系列展延提供有利条件。
2．根据实测数据构建了系列潮滩水动力模型：1)水深预报模型，以横沙水文站为参证站，预报各测点的瞬时水深；2)流速模型，以最大水深为参数，分别预测测点涨潮和落潮期间的最大流速、平均流速；3)滩面测点垂岸流速模型，以瞬时水深为参数，预测瞬时流速，得到各潮次流速过程线；4)总水通量模型，以各潮次最大水深为参数，估算大潮潮次的总水通量。
不同时间尺度下长江口海域表层悬浮体浓度变化
第50卷 第5期 海 洋 与 湖 沼Vol.50, No.5 2019年9月OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICASep., 2019* 国家重点研发计划“大型水库调控下河口沉积动力过程及其生物地球化学效应”, 2016YFA060093号;国家自然科学基金项目, 41476030号, 40906025号; 泰山学者建设工程专项项目; 浙江中部海岸带综合地质调查, DD20190276号。
薛文静, 硕士研究生, E-mail: xuewenjing928@① 通信作者: 乔璐璐, 博士生导师, 教授, E-mail: qiaolulu126@ 收稿日期: 2018-11-06, 收修改稿日期: 2019-04-22不同时间尺度下长江口海域表层悬浮体浓度变化*薛文静1, 2 乔璐璐1, 2① 仲 毅1, 2 薛 程3 陈树果3 李舒豪1, 2刘 鹏1, 2 高 飞4(1. 中国海洋大学海洋地球科学学院 青岛 266100; 2. 海底科学与探测技术教育部重点实验室 青岛266100; 3. 中国海洋大学海洋信息科学与工程学院 青岛 266100; 4. 青岛海洋地质研究所 青岛 266100)摘要 长江入海泥沙是中国东部陆架海沉积物的主要来源之一。
本文基于MODIS-Aqua 卫星的遥感资料并结合实测悬浮体浓度, 建立了基于颗粒物后向散射系数的悬浮体浓度的反演方法, 获取了2002—2017年长江口海域的表层悬浮体浓度分布, 并分析其在潮周期、季节内以及年际等不同时间尺度下的变化特征。
结果表明, 在潮周期内, 长江口122.3°E 以西海域表层悬浮体浓度大潮高于小潮, 落潮大于涨潮, 高潮大于低潮; 在季节尺度内, 6—8月表层悬浮体浓度逐渐增加。
而122.3°E 以东海域, 则出现相反的情况; 长江口122.3°E 以西海域的夏季平均表层悬浮体浓度年际变化明显, 主要受长江入海水沙量年际变化的影响。
南汇近岸水域近底层泥沙运动和边滩沉积
南汇近岸水域近底层泥沙运动和边滩沉积陈沈良;谷国传;李玉中【期刊名称】《海洋学研究》【年(卷),期】2003(021)004【摘要】根据长江口南汇近岸水域17个站的水文泥沙同步观测资料,阐述了该水域近底层的流速、悬沙浓度分布和变化.经无量纲潮流动力值的计算表明,研究区存在一个包络南汇边滩先向东南继而向南延伸的舌状高能量区,与高悬沙浓度分布区相一致.通过悬沙运动和涨、落潮周期流向的分析,揭示了长江口向杭州湾底层泥沙输移主要集中在低潮位时段,输移时间约占潮周期的36%,其中以南汇边滩向杭州湾输移的时间为最长,大、小潮都在5 h以上,与其相关联,在芦潮港水域下层存在着一股东西向的高悬沙浓度的水体.据盐度、潮流、悬沙浓度等要素,并结合絮凝沉降分析得出,南汇边滩的沉积强度是潮滩>潮下带>深水区;并发现边滩舌尖前缘水域的泥沙沉积时间与水体出现向东偏南或向西流的时间一致,这可视为近年来南汇水下沙嘴向东偏南伸展的原因之一.【总页数】11页(P15-25)【作者】陈沈良;谷国传;李玉中【作者单位】华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062;华东师范大学,河口海岸国家重点实验室,上海,200062【正文语种】中文【中图分类】P737.14【相关文献】1.广东雷州电厂近岸沉积特征及泥沙运动 [J], 闫新兴;齐树平;刘国亭2.杭州湾口南汇咀近岸水域水沙特征与通量 [J], 陈沈良3.长江口南汇咀近岸水域泥沙输移途径 [J], 陈吉余;陈沈良;丁平兴;杨世伦4.南汇边滩的沉积特征和沉积物输运趋势 [J], 戴志军;陈吉余;程和琴;李九发5.长江口南汇近岸水域悬沙沉降速度估算 [J], 陈沈良;谷国传;张国安因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
长江口北支近期水流泥沙输移及含盐度的变化特性
综合整治开发规划》 （*((" 年 # 月国务院批准） 确定 的北支近期整治方案— — —中缩窄方案逐步实施。
" 径流变化特征
"+! 分流比变化 目前洪季涨 !’,’ 年以来北支分流比逐渐减小， 潮在 !(- 左右， 洪季落潮在 ,- 左右； 枯季涨潮在 枯季落潮在 #- 左右 （图 *） 。分流比变化 .- 左右， 主要有以下特点： 枯季涨、 落潮分流比逐年减 ! 洪、 小； 落潮 "涨潮分流比大于落潮分流比； # 枯季涨、
纪以后， 长江主流改道南支， 进入北支的径流逐渐减 少， 导致河道中沙洲大面积淤涨， 河宽逐渐缩窄， 北 支也逐渐演变为支汊。 目前， 北支是长江出海的一级汊道， 西起崇明岛 头， 东至连兴港， 流经上海市崇明县、 江苏省海门市、 启东市， 全长约 "# $%。河道平面形态弯曲， 弯顶在 大洪河至大新河之间， 目前弯曲系数 !&!’ 左右。弯 顶上下河道均较顺直， 河道最窄处已由原先的青龙 港附近下移至目前的庙港上游 "(( % 处， 河宽约 !&)
显示， 近年来上游径流进入北支的比例减小， 潮汐的 作用相应增强， 北支逐渐演变为涨潮流占优势的支
［)］ 。北支涨潮流出现比南支早， 且涨潮流明显强 汊 ［+］ 于南支， 北支的会潮点在青龙港附近 。随着北支 下段尤其是崇明北缘的围垦， 喇叭口逐渐收缩， 近期
涨潮量有减小之势 （表 - 三条港断面） 。近期北支潮 量变化有以下列特点：
H 河道概况
作者简介： 李伯昌 （%9:@ —） ， 男， 江苏泰州人， 高级工程师， 主要从事长江口涉水工程的防洪影响评价及水资源分析论证工作。 )ABC=4： D<E4=FDG %!: 5 D3B
长江河口悬沙浓度变化特征分析
长江河口悬沙浓度变化特征分析
左书华;李九发;万新宁;沈焕庭;付桂
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】2006()3
【摘要】2003年2、7月在长江口进行了枯、洪季大规模综合水文观测,本文以此次观测资料为基础,采用数理统计、水文学等方法以江阴-南通-徐六泾-南支-南港-南槽(北槽)的格局对长江河口悬沙浓度的时空变化特征进行了分析研究。
分析结果表明:(1)徐六泾节点至江阴潮流界河段主要受径流影响,悬沙浓度比较稳定,而在徐六泾以下多级分汊区段,由于各汊道的分流比等因素的不同,悬沙浓度的分布也存在着差异;(2)悬沙浓度受径流、潮流作用影响具有明显的季节变化,潮周期变化;(3)涨、落潮悬沙浓度大小与流速大小密切相关,但存在着一定的滞后性;(4)单宽输沙量在时空上存在着复杂的变化;(5)在长江口南北槽拦门沙最大浑浊带中,泥沙的再悬浮过程比其他河段复杂多变,同时也存在着一定的规律性、周期性。
【总页数】8页(P68-75)
【关键词】长江口;悬沙浓度;时空变化;泥沙再悬浮
【作者】左书华;李九发;万新宁;沈焕庭;付桂
【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TV142
【相关文献】
1.椒江河口悬沙浓度时空变化特征分析 [J], 徐海;武小勇;张沈阳;王璟
2.风暴过程中潮滩悬沙浓度和悬沙输运的r变化及其动力机制r——以长江三角洲南汇潮滩为例 [J], 苗丽敏;杨世伦;朱琴;史本伟;李鹏;吴创收
3.长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓度分布与扩散过程 [J], 吴加学;张叔英;任来法
4.MERIS卫星数据定量反演长江河口的悬沙浓度 [J], 刘小丽;沈芳;朱伟健;刘曦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
长江口近期来沙量变化及其对河势的影响分析
长江口近期来沙量变化及其对河势的影响分析李保;付桂;杜亚南【摘要】长江来水来沙变化影响因素众多,除自然因素外,人类活动对河流水沙运动影响越来越显著.作为长江流域的终端,长江口地区既受自然因素影响,同时也显著地受到流域人类活动的影响.采用Mann-Kendall法分析大通站近几十年的泥沙监测资料,结果表明:近几十年来,大通站的年均输沙量一直呈下降趋势,2003年大通站的年均输沙量出现显著下降.长江口来沙量减少主要是由于流域来沙量的显著减少,与水库工程拦沙、长江上游水土保持工程、人工采沙及中游河道泥沙淤积等因素有关.长江口来沙量减少对南支及口外三角洲影响相对明显,均表现为冲刷特征,对此长江口综合治理相关部门应当充分给予重视.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】6页(P129-134)【关键词】长江口;大通;输沙量;河势变化【作者】李保;付桂;杜亚南【作者单位】长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136;交通运输部长江口航道管理局,上海 200003;长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136【正文语种】中文【中图分类】TV148长江河口是江海相互作用的复杂综合体，径流和潮流相互消长非常明显，呈多级分汊格局。
多年来除了自然因素的影响外，人类活动也以多种方式影响着河口的环境。
1988年，鉴于长江上游水土流失的严重性及三峡工程建设的需要，国务院批准将长江上游列为国家水土保持重点防治区，并于1989年开始分期实施以小流域为单元的水土流失综合防治工程。
新中国成立60年来，国家在长江流域建成的各类水利工程数量远远超过之前2 000多年的总和，基本形成全流域水资源的综合利用体系，这其中包括三峡工程等一大批综合利用水利枢纽。
长江上游梯级电站开发、水土保持与南水北调工程的的逐步建设，各关键河段的河势控制工程、沿江引水工程等，均会对来水来沙的时空分布产生影响。
长江口北槽近底高质量浓度泥沙形成关键机制分析
长江口北槽近底高质量浓度泥沙形成关键机制分析柯科腾;葛建忠;丁平兴【摘要】通过对长江口北槽水文泥沙观测数据的分析,并结合前人的研究成果,定性地确定了制约沉降及紊动抑制作用在长江口近底高质量浓度悬浮泥沙的形成中有重要的作用;通过一个基于FVCOM的一维垂向泥沙模型定量地确定了制约沉降对水体含沙量浓度的增加作用,但紊动抑制显著地改变了泥沙浓度的垂向结构,增强了近底层的水体层化,从而形成了较为明显的近底高质量浓度泥沙悬浮;与实测数据的对比结果显示,制约沉降与紊动抑制作用的联合作用对近底高质量浓度悬浮泥沙模拟结果有显著的改善作用,模型能够较好地模拟大潮期间的长江口近底高质量浓度泥沙垂向剖面过程.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】10页(P560-569)【关键词】制约沉降;紊动抑制;近底高质量浓度泥沙;数值模拟;长江口北槽【作者】柯科腾;葛建忠;丁平兴【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062【正文语种】中文【中图分类】P736在河口最大浑浊带地区,黏性悬浮泥沙可以达到很高的质量浓度(变化范围为每年0.1至几十g),甚至会在底部形成浮泥[1],在Thames[2],Gironde[3]以及Severn[4]等河口都曾观测到了这一现象。
在长江口进行的多次现场调查中,于北槽、南槽等区域都曾观测到超过10 g/L的近底高质量浓度悬浮泥沙[5-8]。
近底高质量浓度悬浮泥沙的形成涉及到较为复杂的物理背景和泥沙动力过程,是河口泥沙运动力学研究的难点。
而极高的近底泥沙含量也被认为是航道高回淤形成的物质基础[9],因此,关于近底高质量浓度泥沙研究在科学和应用上都具有重要意义。
制约沉降与紊动抑制作用是黏性细颗粒泥沙在近底聚集、形成高质量浓度的重要物理过程[10]。
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基金项目
华东师范大学
作者简介
从事河口海岸水动力及泥沙运动研究
通讯作者
长江口浑浊带近底泥沙浓度变化何青刘红
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室
上海上海河口海岸科学研究中心上海
摘要基于近底边界层四角架系统观测的水沙过程完整资料对近底悬浮泥沙浓度的变化及其动力响应关系
起动和沉降作用及床面泥沙的供应率对近底层悬浮泥沙浓度和动力响应变化的四个过程进行了详细的
关键词泥沙近底边界层长江口
中图分类号
前言
等四次风暴期间沙质床面近底水流和泥沙过程进行了分析发现悬浮泥沙浓度峰值出现在低流速阶段并
等
根据
等并应用于美国弗吉尼亚的
等用这种定常侵蚀率模型研究了
等
河口的悬浮泥沙浓度的涨落
他们的观测数据表明悬浮泥沙浓度和流速大小存在很强的正相关关系即在涨落河口的他们的观测数据为近底离床面
和观测等仪器研究了美国南卡罗来纳州泻湖
对泥沙浓度和动力的响应研究中他们发现最大的悬浮
但是由于影响悬浮泥沙浓度的因素很
三级分汊四口入海
时也是最大浑浊带活动区域
野外观测及数据处理
观测站点及仪器布置
月
观测站点平均水深为表层
沉积物实验室分析得到的中值粒径为
砂含量分别为悬浮水样和表层沉积物的粒径分析结果表明它们的粘土含量比
然而表层沉积物粉砂含量有所减
图观测站位示意图
图
底边界层观测系统及仪器布置示意图
测
的
垂向水流变化过程的
探头高度距离床面
离床面的高度分别为
和以
的采样间隔均为
的采样间隔为分
观测系统的东北面
的安全进行监测
观测内容主要包括
测量
整点采集垂向六点悬浮水样
利用
实时连续测量
数据处理
浊度率定
由于底边界层观测系统上面没有自动采水系统
的浊度探头进行观测得到的
进行现场水样率定见图
值为
间的相对误差为这表明在假定现场悬浮水样的率定曲线是可信的前提
尤其是悬浮水体的粒径
正因为表层沉积物的颗分粒径
分粒径
图
为了更好地反映正常的悬浮水体浊度变化过这里采用的筛选方法是通过的标准偏差值来进设定一个临界标准偏差值下文所用来分析和讨论的浓度值都是
已经通过该方法处理后的
流速数据前处理及其分析
图
图是经过处理后的垂向平均流速和近底观测系统上的压力探头观测得图中流速负值为
同时把每一个
涨潮和落潮过程分为加速阶
段
垂向平均流速分析结果表明落
潮流速峰值变化范
围
平均为
流历时变化范围在
范围在
小时
涨潮加速时间变化范围在
小时
涨潮减速时间变化范围在
小时
近底悬浮泥沙浓度变化及其动力响应
近底悬浮泥沙浓度变化图是观测得到的近底悬浮泥沙浓度变化过程可以看出近底悬浮泥沙浓度过程的一个特征是多
在一个潮周期内
近底悬即不会呈现悬浮泥沙浓度峰值滞后于流
等不同的是它们在最小流速时刻观测到的却是悬
为
为
为
类似存在背景浓度的现象也在河口总体上而言但是在水体近底层部分背景浓度垂向上分层不
近底悬浮泥沙浓度的动力响应
底层悬浮泥沙浓度变化过程图
图一个潮周期内的近底悬浮泥沙浓度和垂线平均流速关系
落潮流速为正
近底层悬浮泥沙浓度和动力的响应关系相当复
从图
度的迅速升高
为了更好地分析近
和图中提取一个潮周期的流速和悬浮泥沙浓度数
结合图
图
见图
第一阶
出现近
这个过程发
一般会在涨潮或落潮急流阶段之前
通常在一次涨潮或落潮的过
该过程
可见图
急流阶
段之后涨潮或落潮流速开始减小
这个
过程发生在涨落潮减速阶段的前半
不像第一类正响应过程那样
随着流速的增大而悬浮泥沙浓度增
图
在前一
阶段悬浮泥沙浓度升高到峰值之后
底层悬浮泥沙浓度减小的谷值一般发生在憩流阶段中最低流速阶段但也有时会持续到下
我们
过程近底悬浮泥沙浓度持续降低的阶段之后
急流阶段之后
但也有一部分过程为第二类负响应关系
再如上面提到的第二类正
悬浮泥沙浓度减小的谷值有时候会出现在该减速阶段结果讨论
在涨潮或落潮的各个时间
从悬浮泥沙浓度的扩散方
悬浮泥沙浓度的变化还受到水体的紊动扩散作用
悬浮泥沙浓度的升高
床面泥沙的侵蚀率对近底层悬浮泥前面讨论的近底层悬浮泥沙浓度和动力的响应关系主要是这几个方面综合作用的
在美国
悬浮泥沙浓度发生降低情况他们利用的是一种海底环形水槽进行现场观测认为这
一现象是由于再悬浮率的降低和观测仪器泥沙的泄漏引起的
从而出现了悬浮泥沙浓度随涨落潮流速的增大而
紊动作用增强向上的紊动扩散作用
所以尽管在
通常在一次涨潮或落潮的过程中仅会出现一次该过程
产生这种现象的主要原因还是可以归结到向上的紊动扩散量和床面可供侵蚀的泥沙量的相侵蚀并起动悬浮到近底层水体的量值要大于近底层水体向中上层的扩散量
中上层水体向近底层水体沉
降的泥沙量并且达到但是近底悬浮泥沙浓度却
随着流速的继续减小床面的起动量进一步减小中上层水体中的悬浮
泥沙量在经过前一个阶段的沉降之后其沉降量
结论
系所以对该系统
在一个潮周期内一般会出现四次明显的悬浮泥
谷值分别出
但是在水体近底层部分背景浓
第一类正响应过程悬浮
悬浮泥沙浓度随流速的增大而减小第二类负响应过程
参考文献
沈焕庭潘定安北京
薛元忠何青王元叶泥沙研究
刘红何青泥沙研究。