长江口—杭州湾悬沙浓度的空间分布特征研究
长江口北港主槽河道悬沙输运空间结构特征分析
200 cm / s。 对比 5 个 站 点 流 速 时 间 变 化 特 征 图,可 以
和 M2 潮 流 的 驱 动 作 用 。 由 M2 潮 流 驱 动 的 含 沙 量 在
深较小,其涨落潮 最 大 流 速 均 显 著 小 于 其 他 站 点。 对
s
-1
) 的 部 分 统 称 为 M 2 潮 流 流 速 ( u 2 & v 2 ) ,波 动 频 率
建立波、流共同作用下的渤海湾悬沙输运模型,模拟和
海大型人类工程以 及 水 下 地 形 等 诸 多 因 素 的 影 响 下,
分析了渤海湾悬沙输运的季节性变化特性。 部分学者
。 泥沙是河口
采用的通量机制分解 法 可 将 河 口 的 水、沙 分 别 分 解 开
三角洲发育的物质来 源,泥 沙 的 输 运 与 沉 积 过 程 直 接
场采样、室内测量的方式获取。
悬沙输运结构特征,进 一 步 讨 论 各 动 力 因 子 的 贡 献 机
制,为北港的开发利用提供参考依据。
1 研究区域概况及研究方法
1. 1 研究区域概况
报》
长江是 我 国 径 流 量 最 大 的 河 流, 据 《 长 江 泥 沙 公
[12]
大通站实测径流数据,多年平均径流量达8. 93亿
各部分潮流在悬沙输运中的贡献机理,Jiang 等 [ 9] 采用
收稿日期:2019 - 12 Fra bibliotek 06基金项目:国家自然科学基金项目(41506103)
作者简介:杨忠勇,男,副教授,博士,硕士研究生导师,研究方向为水力学及河流动力学。 E - mail: ayong0710@ 163. com
通讯作者:范中亚,男,高级工程师,博士,研究方向为湖泊水动力与水环境。 E - mail: fanzhongya@ scies. org
长江口三维悬沙数值模拟研究
长江口三维悬沙数值模拟研究
长江口位于我国长江三角洲经济区，是海陆联运的重要通道，但其深水航道建设目前仍受到泥沙淤积的影响。
为了更好地开发整治长江口航道，全面系统地研究其泥沙输运规律具有十分重要的现实意义。
本文在考虑多种因素对长江口细颗粒泥沙沉降速度影响的基础上，基于FVCOM建立了理想河口与长江口水流、盐度、悬沙运动的三维模型，并对理想河口和长江口洪枯季泥沙运动和分布情况进行了模拟分析，具体内容和结论如下：1、通过总结前人有关粘性细颗粒泥沙沉降速度的研究成果，提出了考虑含沙浓度、水流紊动、盐度三因素影响的沉速公式，并将该公式加入到FVCOM三维水动力泥沙模型中。
2、利用建立的模型对理想河口水动力、盐度、悬沙进行数值模拟，并从平面和纵剖面分析了理想河口水流运动、盐度分布与运动、悬沙运动时空变化以及盐度对悬沙运动的影响。
3、利用洪季、枯季长江口实测资料对水动力、盐度、泥沙模型的模拟结果进行验证，结果表明本文建立的模型能够较好地反映长江口水动力、盐度场、悬沙场变化规律。
4、依据长江口洪枯季水动力、盐度、悬沙的数值模拟结果：长江口枯季时盐度等值线总体分布与洪季相同，但枯季较洪季盐水上溯距离更远。
枯季的悬沙浓度明显小于洪季悬沙浓度，浑浊带中心明显向上游移动。
在模型中考虑盐度和不考虑盐度对沉速影响模拟结果相比，悬沙分布总体趋势一致，表层悬沙浓度与不考虑盐度时接近，但底层悬沙浓度比不考虑盐度明显增大。
盐度对悬沙的分布和运动有着比较显著的影响，考虑盐度时的模拟结果与实际悬沙浓度分布情况更为接近。
基于 GOCI 数据的杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度空间分异规律研究
基于GOCI数据的杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度空间分异规律研究刘波，程乾，曾焕建，杨润华【摘要】摘要：静止轨道卫星数据具有时间分辨率高的特点，对高动态的河口水质环境监测具有极大的科学价值.本研究使用GOCI数据，杭州湾水域样点实测数据，建立基于GOCI数据的反演悬浮泥沙浓度的经验模型，并对2013年8月9日杭州湾跨海大桥两侧水域进行了悬浮泥沙浓度反演.通过对杭州湾跨海大桥两侧钱塘江上下游悬浮泥沙浓度进行差异性对比研究，结果表明，杭州湾大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现一定的梯度特征，表现为大桥上游浓度高，下游浓度相对较低.不同时间段研究区悬浮泥沙浓度为南北两侧变化不同，跨海大桥上游一侧悬浮泥沙浓度变化强度明显高于下游.【期刊名称】杭州师范大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6【关键词】悬浮泥沙；GOCI数据；杭州湾跨海大桥0 引言二类水体，主要分布在水陆交接和沿海地区，这一地区受地形地貌，水动力环境等影响，容易产生海洋沉积，而且水体集中于受人类活动影响较大的河口及近岸地区，是水色遥感研究中的重点和难点[1].杭州湾地形特殊，是一个海水与河口水交汇剧烈的水域，潮水具有潮大、流急、含沙量高等特点，港口航道、滩涂及水产资源丰富，而高浓度含沙水体对港口建设及运营河口水生态等影响巨大[2].杭州湾大桥是一座横跨杭州湾海域的跨海大桥,它北起浙江嘉兴海盐郑家埭，南至宁波慈溪水路湾，全长36 km，是世界上最长的跨海大桥.杭州湾跨海大桥工程量浩大，一共有墩身1428个[3].然而大桥无论是在工程建设，还是建成后肯定都会对其周边生态环境带来影响，文章主要研究大桥两侧悬浮泥沙浓度分布的差异性.针对杭州湾水域悬浮泥沙分布情况研究，国内外许多学者已经做过大量研究工作，尽管大量研究已经提出众多遥感模型，如沈芳等基于MERIS数据结合半经验辐射传输模型理论建立的长江口水域悬浮泥沙模型[4]，何贤强等在大量实测数据支持下基于GOCI数据建立的经验反演模型[5]，但由于河口大气环境特殊，悬浮泥沙浓度较高以及变化频率较高等特点，至今尚无统一针对河口高悬浮泥沙浓度精度较高的遥感模型[6].杭州湾水域泥沙主要来自长江口，但由于其地形特点外加潮汐影响，每日潮水现象剧烈，带起沉积的泥沙，使悬浮泥沙变化及分布很复杂[7].GOCI是韩国2009年发射的地球静止气象卫星COMS上的水色传感器，可获取从可见光到近红外共8个波段的遥感物理量，时间分辨率可达1 h，每天10景的拍摄任务，其中8 景成像时间在白天，2景在夜晚( 红外)，并实时监测以韩国为中心( 36°N,130°E)包括我国在内的约2500 km×2500 km的区域[8].通过建立基于GOCI传感器的杭州湾水域悬浮泥沙浓度等水质参数实时监测反演，能够快速了解杭州湾水域状况.本文利用杭州湾水域实测数据，模拟GOCI数据特点，建立了多波段组合悬浮泥沙浓度经验反演模型[9]；同时收集了2013年8月9日3景GOCI影像数据，利用所建模型进行了悬浮泥沙浓度反演，研究了3个时刻杭州湾跨海大桥两侧悬浮泥沙浓度分布情况.1 数据和方法1.1 研究区概况本次研究区位于杭州湾地区(如图1)，经纬度为：30°14′～30°35′，120°56′～121°17′.受喇叭形海湾以及潮汐影响，非正规半日潮.潮水的频繁运动引起水中泥沙运动，致使杭州湾水域一直都比较浑浊，含沙量大[7].本次研究主要围绕杭州湾跨海大桥进行，因此实测样点也是围绕大桥两侧布置.1.2 遥感数据本文主要遥感数据来源为2013年8月9日10:16，11:16, 12:16，3个时刻GOCI数据.1.3 实测数据水体光谱的测量采用的是水面之上测量法[10].悬浮泥沙质量浓度的测量采用质量法[11].在测量水体光谱的同时，每个样点采取水样，本次实验中悬浮泥沙浓度范围为93.5～1108mg/L.通过对各样点悬浮泥沙浓度统计，可以看出，悬浮泥沙浓度最大值为13号点1108mg/L，最小值为26号点93.5mg/L，均值为391.6mg/L.杭州湾是著名的强潮型河口,在强烈的潮流作用下, 湾内沉积物受强劲复杂的动力作用影响重新起动悬浮,水中悬浮固体浓度很高[12].水体中悬浮物浓度平均值为705mg/L, 最大可达1950mg/L[13],根据1996年10月杭州湾水域实测资料得知，海区内平均含沙量为1340mg/L,其中:大、中、小潮分别为2000mg/L、1720mg/L和470mg/L，大、中潮远大于小潮，大潮含沙量是中潮含沙量的1.2倍，是小潮含沙量的4.3倍;海区内涨潮含沙量为1480mg/L,落潮含沙量为1320mg /L，涨潮含沙量大于落潮，其比值为1.12[14],本文观测结果与前人研究基本一致.1.4 研究方法及工作流程研究方法和流程见图2.2 模拟GOCI数据的悬浮泥沙浓度遥感反演模型建立2.1 波段反射率与悬浮泥沙浓度相关分析利用水面测量法所获取的研究区域的反射率曲线(图 3)与实测的各样点悬浮泥沙浓度，可以看出随着悬浮泥沙浓度的增加，各波段的反射率都普遍增大，且增幅最大的位置与波峰位置基本吻合，另外，反射率波谱具有双峰特征，即悬浮泥沙水体的反射率有两个峰值，分别在710nm和810nm附近，与前人研究基本一致[15-16].在350～500nm 之间,含沙水体反射率相对较低;在560～720nm之间有一个反射峰, 当泥沙浓度较小时, 其峰值主要在560～610nm之间, 且峰值反射率较低, 当泥沙浓度增大时, 其峰移在690～720nm之间,且峰值反射率较高.此外, 在790～820nm之间, 还有一个反射峰.从40组有效实验数据中选取28组来建立模型.2.2 模型建立及验证本次研究通过将实测样点光谱数据与悬浮泥沙浓度数据分为两组，一组建模，一组验证，建模组30组数据，验证组10组数据.利用地面实测高光谱数据模拟GOCI各波段数据，分析各样点各波段数据与样点实测悬浮泥沙浓度关系，发现GOCI数据的7波段与8波段与悬浮泥沙浓度相关性较好，单波段线性拟合，R2都在0.7以上.为了相应地提高反演精度，考虑对各波段进行组合，分析其与悬浮泥沙相关性，最后发现波段5与波段7组合效果较好.而何等建立的模型波段选择为第7波段与第3波段[5].图4即为B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度线性拟合结果.将验证组B7/(B4+B5)数据带入反演模型中，计算出预测值，与实测值对比，得到标准误差为66.94mg/L，平均相对误差为28.67%，基本能满足此次反演研究.图5即为验证组预测值与真实值在对数坐标系中比较，可以看出实测值与预测值较好的分布于1:1线两侧.综上，在误差允许范围内，对于GOCI影像数据，则此次研究使用模型即为B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度之间模型：(1)其中SSC为悬浮泥沙浓度，B7为GOCI数据第7波段反射率，B4为GOCI数据第4波段反射率,B5为GOCI数据第5波段反射率.3 基于GOCI影像数据的杭州湾水域悬浮泥沙浓度反演在GOCI数据自带处理软件GDPS支持下对GOCI数据1级数据产品进行数据检查，并将其转化为ENVI软件能够识别的数据格式.在ENVI软件中对所选3景GOCI数据进行辐射校正、大气校正.GOCI数据的大气校正有多种方法，如何贤强等提出的基于UV-AC模型改进的大气校正模型[5]，田小娟等提出的基于MODIS数据的人工神经网络大气校正方法等[17].本次研究数据有限，其中辐射定标主要参照GDPS软件参数设置进行，大气校正利用ENVI软件FLAASH进行校正.大气校正结果在ARCGIS软件中利用当地基准的TM影像数据进行地理配准并进行研究区裁剪.在ENVI软件中利用矢量数据对研究区进行水域信息提取，最后利用BAND MATH模块运用式(1)进行悬浮泥沙浓度反演.由于三景数据时间都集中在阳光条件较好的时段，因此不考虑反演模型因影像时向差异对反演结果产生的差异，最终反演结果如图6所示.从图6给出的2013年8月9日从10：16到12:16的杭州湾研究区域悬浮泥沙浓度分布结果可以看出：受地形、潮流运动、滩涂分布等原因影响，研究区内悬浮泥沙浓度主要呈南高北低的分布特征，三个时段南侧悬浮泥沙浓度都维持在高浓度水平，从三个时段反演结果可以看出，研究区内北侧悬浮泥沙浓度变化频率相对较大，从10:16到12:16浓度逐渐增大，而南侧相对较小；杭州湾大桥两侧悬沙浓度呈现明显的梯度特征，表现为大桥上游浓度高，下游浓度相对较低，与实测数据基本一致.而且随着时刻变化这种梯度特征也在变化；图6中d为3个时段研究区内悬浮泥沙浓度平均值，最大平均浓度为2466.42mg/L，最小平均浓度为45.47mg/L.同时也可看出，受地形影响，潮水在慈溪西山段形成回流，悬浮泥沙在南侧慈溪庵东段浓度明显较高[7].北侧嘉兴乍浦段有部分高值区，结合实地实验与考察，研究区北部区域港口较多，港口建设及运营等原因可能对江水泥沙产生相应的阻隔作用.4 结论和讨论本次研究主要围绕基于实测数据模拟卫星参数进行的模型构建，GOCI影像数据处理与杭州湾跨海大桥两侧水域悬浮泥沙浓度分布及差异性的研究展开.最后结果可以总结为以下几点.1)同一天的多时相GOCI数据悬浮泥沙浓度反演能够较好的反映杭州湾水域高频率的变化特点.通过模型建立与验证研究，发现模拟GOCI数据的B7/(B4+B5)波段组合与悬浮泥沙浓度相关性较好，经验模型+234.6可以较好完成杭州湾水域泥沙浓度分布反演.通过对反演结果研究，可以看出杭州湾水域悬浮泥沙浓度分布主要是南侧比较高.2)从2013年8月9日3景GOCI数据反演的杭州湾大桥两侧悬浮泥沙浓度分布结果可以明显看出，大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现一定的梯度特征，表现为大桥上游浓度高，下游浓度相对较低.3)如果要明确跨海大桥对研究区内水域悬浮泥沙浓度分布具体影响，还需要更多数据支持和实验研究.如跨海大桥建成前后对比，潮汐与桥墩作用对大桥两侧悬浮泥沙浓度影响等等.参考文献:[1] 刘大召,付东洋,沈春燕,等.河口及近岸二类水体悬浮泥沙遥感研究进展[J].海洋环境科学,2010,29(4):611-616.[2] 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长江口及杭州湾泥沙输运研究
长江口及杭州湾泥沙输运研究【摘要】：本文就国内外泥沙数值模拟研究的历史和现状，特别是长江口及杭州湾海域的泥沙研究进行回顾，在前人工作的基础上针对长江口及杭州湾的实际工程需求和科学问题提出了三个有待深入研究的颗题：深水航道工程风暴回淤研究、深水航道治理二期工程后航道在W23段过度淤积问题以及长江口、杭州湾这两大河口作为统一系统的泥沙数值模拟研究。
主要工作简述如下：1、论文首先改进和优化了华东师范大学河口海岸国家重点实验室的长江口南港冲淤预测模型系统。
通过建立底床泥沙起动分层模型，使底沙输运计算更加合理，同时为方便模型的使用将台风场、波浪场、流场、盐度场、全沙场等各子模型进行集成和嵌套。
利用改进后的模型系统对近五年影响长江口主要台风引起北槽航道冲淤变化逐个进行后报检验与分析，进一步率定了模型中的有关参数，深化了对长江口北槽航道风暴冲淤的认识，大大提高了长江口北槽航道风暴冲淤的预测精度。
通过这一工作得到以下结论：台风过程均能不同程度地引起航道内淤积；航道自然回淤量(不受风暴和工程等影响)呈现大小潮规律的变化；航道总淤积量除受台风过程影响外，还受大小潮汛、滩地泥沙供给、水深地形、整治工程以及疏浚抛泥等多种因子影响，为各因素共同作用的结果。
2、利用长江口南港冲淤预测模型系统从工程前后流场、泥沙场和滩槽地形变化三方面对深水航道二期整治工程后航道在W23段过度淤积问题展开初步成因分析。
通过实测数据资料的整理分析和数值模拟，发现二期工程后，由于北槽下段的整治建筑物工程已经完成，所以航道上段至下段水面比降减小，使得航道上中段之间即W23的流速减弱，流向与航槽夹角变大；从工程前后的泥沙场变化总的趋势来讲，由于双导堤对两边浅滩起拦沙作用，泥沙来源得到控制，因此悬沙浓度呈减小趋势；但二期工程后含沙量相对高值区出现在航道中上段即W23段，同时利用通量分析方法计算悬沙的输运能力，发现二期后航道中部悬沙输运能力跟以前相比减弱，即悬沙向下游输移的少，有在本区段增加淤积的趋势；底沙的模拟结果也显示二期后航道中上段的淤积为最强。
长江口外海域瞬时悬沙质量浓度垂向分布剖面的初探
长江口外海域瞬时悬沙质量浓度垂向分布剖面的初探伊小飞【摘要】以2006年8月在长江口外海域海试的悬浮泥沙数据资料为基础，采用相关分析和非线性回归分析方法，通过在经典泥沙剖面模型中引入潮流等过程的影响，改进了泥沙剖面模型的预测效果，将仅受水深一个因素控制的泥沙剖面模型拓展为与不同地点水文物理过程相关联的实用模型，并在整个研究区域验证了模型的有效性。
%Based on the observation data of suspended sediment concentration (SSC), collected in the areas adjacent to the estuary of the Changjiang River in August, 2006, the correlation analysis and nonlinear regression were adopted. This paper introduced the tidal current to the classical vertical distribution model of SSC, which improved its predictive effect. This model could be practical, adding the hydrological process at different sites instead of only depth factor. At the same time, it had a better fitting effect in the whole areas.【期刊名称】《广东海洋大学学报》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P83-88)【关键词】悬浮泥沙;泥沙剖面;非线性回归分析;潮流【作者】伊小飞【作者单位】广东海洋大学海洋与气象学院，陆架及深远海气候、资源和环境广东省高等学校重点实验室，广东湛江 524088【正文语种】中文【中图分类】TP274大面积的混浊水域是我国近海突出而典型的海洋现象，对其规律的认识不论在科学上或实际中都有重要的研究价值。
杭州湾口悬沙浓度变化与模拟
杭州湾口悬沙浓度变化与模拟摘要本文对杭州湾口15个测站的大、中、小潮悬沙浓度的变化规律进行了分析，得出大－小潮周期流速变化和水位变化是该海区各站悬沙浓度变化的主要影响因素。
通过分析研究，建立了单点测站悬沙浓度变化与水位和大－小潮最大流速的关系模型，用该模型的计算结果与实测资料进行比较，拟合程度较好，对于整个大－小潮周期悬沙浓度的连续变化可采用该模型进行估算。
关键词悬沙浓度模型杭州湾口1 前言在淤泥质河口、海岸地区，粘性细颗粒悬移质泥沙浓度是港口、航道及有关海岸工程一个普遍关心的问题。
由于海岸地区物理过程复杂，悬沙浓度(含沙量)表现为一个随机性很强的变量，不同的水动力环境，悬沙浓度出现不同的变化特征。
一般来讲，近岸海区悬沙浓度的变化受制于潮周期、大－小潮周期和邻近河口的洪枯季等不同时间尺度的变化，以及潮流、波浪、底部剪切力、泥沙来源、海底地形等诸多因素的影响。
因而悬沙浓度的变化规律应根据不同研究区域的特点来加以分析。
悬沙浓度的变化对于观测点在某个时间段，如大、中、小潮来讲，主要与底部泥沙侵蚀与落淤以及平流作用有关。
Clarke 和Elliott (1998)[1]在平流作用较小的河口湾地区将悬沙浓度变化与底部泥沙的侵蚀与水体泥沙的落淤之差联系起来，建立了一个单点悬沙浓度模型，通过确定侵蚀与沉积的临界值参数来模拟泥沙浓度的变化，得到研究的地区悬沙浓度变化与涨落潮流速有非常好的对应关系。
然而，在杭州湾口由于潮差较大，潮流作用强劲，并且受到长江口－杭州湾泥沙扩散的影响，湾口内外泥沙浓度存在较明显的水平梯度，因而泥沙浓度变化除了受到流速变化影响外，涨落潮水位变化引起的平流作用也有明显的作用。
本文主要是根据杭州湾口崎岖列岛附近海区(图1)，1996年10月下旬15个测站大、中、小潮三次周日水文泥沙实测资料，通过悬沙浓度变化规律的分析，建立各测点悬沙浓度预测模型，从而可计算大－小潮周期悬沙浓度的连续变化值。
2 研究区域本文研究区域位于杭州湾口北部海域，处于长江口外海滨与杭州湾口交接地带的强动力环境。
长江口启海港枯季悬沙浓度的特征分析
３ ５期
雷
蕾， 等： 长江 口启海港枯季悬沙浓度 的特征分析
与表 ２可见 ， 中潮平均流速最大， 大潮其 次， 小潮流
速 最小 。含 沙 量 中 潮 最 高 ， 大潮其次 ， 小 潮 含 沙 量 最低 。无 论 大 、 中、 小潮 ， 涨 潮 含 沙 量 高 于 落 潮 含
沙量 。
一 －
⑥
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
长江 口启海 港 枯 季 悬沙 浓 度 的特 征 分析
雷 蕾 诸 裕 良
（ 河海大学港 口海岸与近海工程学院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ８ ）
摘
要
分析 ２ ０ １ ２年枯季启海港海域的实测水 文泥沙数据 ， 得 到如 下结论 ： 该港 区海域 的悬沙浓度 与流速成正相 关关系； 悬
潮流 流速最 大 ， Ｃ ２垂 线 涨潮 流 流 速 最 小 ； 处 在 相对
上游 的 ｃ ３垂线 落潮 流 速最 大 ， ｃ ２垂 线 落潮 流 流 速
最小 。港域 水 域 的潮 流呈 明显 的 往 复 流 运 动 ， 涨、
落潮 潮流 流 向 主 要 集 中在 Ｎ Ｗ —ｓ Ｅ方 向 。 由表 １
第１ ３卷
第３ ５期
２ ０ １ ３年 １ ２月
科学技术与工程
Ｖ ｏ １ ． １ ３ Ｎ ｏ ． ３ ５ Ｄ ｅ ｃ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — １ ０ ５ ８ ２ — ０ ７
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ￣ ｎ ｅ ｅ ｆ ｎ ｇ
本 文研 究 了位 于 北 支 下 段 的启 海 港 区 以及 邻 近海域 的枯 季水 动力 和 悬 沙 的时 空分 布 特 征 ， 对 港
杭州湾的底质分布与泥沙来源
(一)长江口与杭州湾的泥沙交换.长江泥沙在河口扩散入海后，在水流的作用下向南输移，部分泥沙在部落潮流的作用下与相邻杭州湾进行交换，达就是长江口与杭州湾泥沙交换的基本方式。
下面从盐度、潮汐潮流、系流变化特征加以论述。
杭州湾北岸夏季盐度纵向断面分布反映了湾口盐度低，湾内高。
湾内盐度等值线为北东一南西方向，盐度北部低，南部高。
达同一般河口湾盐度分布是截然不同的，显然这是长江径流出口门后直接入侵杭州湾的北岸，影响了杭州湾盐度分布的结果。
例如1963年9月13日一次强台风，在东北风的作用下，长江径流绕过南汇嘴，沿着杭州湾北岸进入湾内，金山嘴前水域盐度仅为o．57%，表明了金山嘴的盐度与长江径流有着密切的关系。
从多年长江大通站月乎均流量与金山嘴月平均盐度的相关统计，其相关系数达—o．78，有着较好的线性关系，面钱塘江径流与金山嘴盐度问关系较差，相关系数仪—o．21。
由此可知，随首长江径流沿着杭州湾北岸进入金山嘴前海域，也必然存在着长江入海泥沙直接杨，吮州湾进行交换。
潮波传入长江口和杭州湾，受到地形的制约，杭州湾北岸位于杭州湾颧波前进方向的右岸，长江口南岸位于潮波传播方向的左岸，由于科氏力的作用，使得两者颧位、潮差产生差异，以杭州湾芦颧港和长江口中浚对比，平均高颧位芦颧港高于中浚o．07米，平均低颧位芦潮港低于中浚o．40米，从低潮位到中期位期间，芦潮港水位一船都低于中浚，导致汇角外形成一个水面比降，倾向杭州湾，从而造成长江搭颧后期的淡水挠带泥沙随流进入杭州湾。
长江口流场分布趋势表明，涨潮时来自东南方向的外游潮流在南汇哺东、水深10米附近分成南北两股，北股顾着约305。
方向进入长江南槽口，甫股向西进入杭州鸡，通常分机点位于122。
17’E、30。
50’N附近，分机角约25。
左右。
它踊受长江口南槽走向和抗州湾北部岸线的制约，也受长江径流和大小潮的调节，大潮伯东，小潮偏西。
枯季移玉西南，分机点内移，分流角增大，促使长江入海泥沙，穿越汇角沿岸直接交换水域的幅度相对变窄，从而使得输入抗州湾流系的水沙减小。
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长江口—杭州湾悬沙浓度的空间分布特征研究杨海飞;张志林;李伯昌【摘要】本文通过搜集长江口—杭州湾水域23个测点,2011年洪、枯季大潮悬沙浓度数据,研究了该区域的悬沙浓度空间分布特征.结果表明:长江口—杭州湾的悬沙浓度存在明显的空间分布差异,北支大于南支,南支拦门沙区域大于南支上段,杭州湾区域则整体上大于长江口区域;长江口-杭州湾区域悬沙浓度自内向外整体呈先增大后减小的趋势.长江口—杭州湾泥沙虽基本来自长江径流输沙,但水体的悬沙浓度更多地受海洋动力作用控制,泥沙的再悬浮作用对水体含沙量的补充决定了该区域悬沙浓度的空间分布,故该区域的悬沙浓度主要表现为海洋性.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】5页(P70-74)【关键词】长江口;杭州湾;悬沙浓度;空间分布【作者】杨海飞;张志林;李伯昌【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;长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136;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】P737.14流域来沙是河口地貌形成的物质基础，地貌形态的变化主要依靠水动力作用。
悬沙浓度是泥沙和水动力耦合作用的直接体现，其分布特征反映了泥沙在水动力作用下的搬运、沉积和再悬浮过程，是河口地貌演变的重要影响因子[1-2]。
在长江口地区，泥沙的回淤问题一直困扰着航道和港口工程。
细颗粒的泥沙还易吸附营养盐、污染物等，在河口区汇集，对河口水域环境产生很大影响[3-5]。
作为中国最大的河流入海口，长江口的河流和海洋动力的相互作用十分强烈[6]。
据大通站（长江入海前最后一个控制性水文站）多年数据统计，上世纪七十年代（流域来沙大幅降低前）长江年均入海径流量和输沙量分别约为9×1011m3和5×108t，分别位列同期世界河流的第五和第四位[7]。
口门地区多年平均潮差约2.7m, 多年平均风速约6m/s，引水船测站多年平均波高约1.0m，波高自内向外逐渐增大。
长江口波浪类型主要包括风成浪和涌浪两种，其受季风变化影响显著。
长江径流、潮流和波浪是长江口地区泥沙运动的主要动力因素[8-9]。
1 研究区域与样品采集概况长江口的悬沙浓度研究一直是学者们的研究热点，尤其是自三峡水库等大型水库建成蓄水以来，流域来沙锐减，长江口门地区的悬沙浓度响应研究显得尤为重要。
不少学者通过实地水样采集、仪器观测或遥感影像反演等手段，已经对长江口的悬沙浓度展开了相关研究工作[2,6,10-14]。
基于表层悬沙数据，学者研究发现长江口的悬沙浓度自徐六泾向外呈先增大后减小的空间分布特征，在拦门沙最大浑浊带区域达到最大，最大可达2 g/L[13-14]。
相比于徐六泾以上河段，悬沙浓度在徐六泾以下河段存在量级上的飞跃，由小于0.1 g/L迅速增大至大于1 g/L[6]。
在北槽浑浊带区域，垂向平均含沙量自上而下，由0.23 g/L逐渐增大至0.72 g/L[15]。
虽然已有不少研究表明杭州湾的泥沙来自长江口，但相比于长江口水域，杭州湾的悬沙浓度又要明显更高[16]。
因长江河口在徐六沿节点以下开始分汉，河势呈“三级分汊、四口入海”的格局，口门区域净宽可达90 km。
因长江口区域范围宽广，多点同步取样或观测困难，且人力和物资消耗巨大，所以以往的研究往往是依靠少数典型代表测点数据、或仅仅针对长江口某一局部区域展开分析，研究成果可能存在一定的不完整性和片面性[6,11,14-15]。
本次研究主要是基于长江口区域2011年洪、枯季实测的大潮悬沙浓度数据，并结合杭州湾水域部分测站的悬沙浓度数据[17]，来分析长江口—杭州湾悬沙的空间分布特征。
本次研究共涉及23个数据点，采样点分布如图1。
2 数据来源及研究方法2.1 数据来源本此研究中所用数据来源主要有：长江口深水航道治理分流分沙比水文测验，上游来沙量变化对长江口航道的影响研究水文测验，枯季长江河口水文综合调查水文测验，长江口深水航道养护工程长江口北槽水域水文测验，长江口北支水域水、沙、盐、水质监测水文测验等。
2.2 研究方法（1）悬沙水样采集图1 长江口—杭州湾取样点布置示意图Fig.1 The sampling locations in the Yangtze Estuary and Hangzhou Bay为减小长江流域来沙以及长江口风浪能量强度的季节性变化对长江口悬沙浓度平面分布的影响，本文中长江口悬沙浓度的平面分布数据是基于2011年洪、枯季实测的大潮垂线平均值。
具体采样流程如下：各固定测验垂线在测流期每小时采用横式采样器采取悬移质含沙量水样，采样点位及层次与测流相同；采样器采用容积为1000 ml的横式采样器；取水样后，立即装入预先清洁干净的容器内并盖紧。
其中杭州湾部分的滩浒、小洋山、芦潮港、大戢山和绿化山站点的数据根据李鹏等的文献补充[17]，这5个站点的样品采于2008-2009年，每天两次采集表层悬沙样。
（2）悬沙水样处理及计算水样经过充分沉淀后，作洗盐处理；以焙干称重法进行分析，烘干温度控制110℃，干烧杯按规范烘烤2小时，干燥冷却至室温后用1/10000电子天平称重。
悬沙浓度计算：Cs=(Wbsj-Wb)/V。
其中：Cs，悬沙浓度；Wbsj，烘杯、泥沙重量（g）；Wb，烘杯、重量（g）；V，水样体积（L）。
3 结果与讨论3.1 悬沙浓度分区对比分析本部分内容共涉及23个站点数据，其对应的悬沙浓度数据统计如表1；同时基于悬沙浓度数据，绘制了长江口—杭州湾悬沙浓度的平面分布柱状图（图2）。
从图2可以看出，长江口—杭州湾悬沙浓度分布存在明显的空间差异。
悬沙浓度在北支的崇明中段达到最大，为2.07 g/L；在长江口外侧最小，最远测点的悬沙浓度仅约0.06 g/L。
据数据统计，南支系统的悬沙浓度平均值为0.47 g/L，而北支悬沙浓度则达1.32g/L，约为南支系统的2.8倍。
杭州湾表层悬沙浓度平均值为0.82 g/L，实际垂线平均值则更大，从内侧（1.3g/L）向外（0.70g/L）悬沙浓度呈逐渐降低趋势（图2）。
就南支系统而言，悬沙浓度的分布也存在空间差异性。
南槽悬沙浓度最大，约为1.08 kg/m3，南支上段最小约为0.21 kg/m3，仅为南槽的1/5。
而南支系统其余区域，悬沙浓度一般均在0.5 kg/m3以上。
南支系统内，拦门沙区域悬沙浓度平均值为0.62 g/L，约为南支上段（0.21 g/L）的3倍；在南支上段，北岸悬沙浓度平均约为0.26 g/L，南岸平均约为0.12 g/L，北岸为南岸2倍多。
表1 长江口-杭州湾各测点悬沙浓度统计Table 1 The statistics of Suspended Sediment Concentration (SSC)in the Yangtze Estuary and Hangzhou Bay点名点位分区悬沙浓度（g/L) 备注洪季枯季平均值bzk 0.35 0.64 0.49 qlg 0.711.74 1.23 hyg 1.782.09 1.94 stg 1.99 2.15 2.07 lxg 0.52 1.26 0.89 z7北支南支数据来源：实测2011年洪枯季大潮垂线平均值0.24 0.22 0.23 BG3 0.33 0.46 0.39 bgx2 0.43 0.83 0.63 bg2' 1.43 0.97 1.20 bg3' 0.15 0.43 0.29 NG3' 南港0.26 0.68 0.47 CB2 北槽 0.56 0.74 0.65 NC2 南槽 1.39 0.77 1.08芦潮港滩浒小洋山大戢山绿化山0.27 0.22 0.25 zn0 0.15 0.09 0.12 lhk 0.15 0.10 0.12 z9 0.29 0.26 0.28 xqtd 0.26 0.26 0.26 z15北港- - 0.71杭州湾- - 1.28- - 0.70- - 0.61- - 0.06数据来源：2008-2009年期间表层悬沙浓度的平均值[17]图2 长江口—杭州湾悬沙浓度平面分布柱状图Fig.2 The histograms of SSC in the Yangtze Estuary and Hangzhou Bay3.2 悬沙浓度沿程变化规律在北支系统，北支口测点悬沙浓度最小，为0.49 g/L；沿程向外逐渐增大，至北支中段达到最大为2.07 g/L；继续向外，则迅速降至0.89 g/L。
在南支—北港系统，悬沙浓度也总体呈先增大后减小趋势。
南支口测点最小仅为0.25 g/L，在北港下段达到最大约为1.20 g/L，至北港外围测点悬沙浓度降至0.29 g/L，略高于南支口测点（图3）。
图3 长江口悬沙浓度沿程变化图Fig.3 The longitudinal variations of SSC in the Yangtze Estuary据已有数据，在南支—南港—北槽和南支—南港—南槽系统，悬沙浓度的沿程呈逐渐增大趋势，这一规律与上述先增大后减小变化规律并不矛盾。
该现象主要是因为缺失南、北槽外围测点数据，悬沙浓度沿程变化规律的后半段未能完整展示。
长江口悬沙浓度向外侧先增大后减小的空间分布规律主要是由于口门区域最大浑浊带的存在，最大浑浊带是在河口口门区域特殊条件（包括地形、水动力、盐淡水混合等）下形成的[1,9]。
3.3 悬沙浓度分布场及相应机理据以上数据分析，绘制了长江口悬沙浓度分布场图（图4），以揭示长江口悬沙浓度分布的一般规律。
不难发现，长江口—杭州湾的悬沙浓度存在明显的空间分布差异，其中各分区（北支、南支、南、北港、南、北槽和杭州湾）的差异尤为明显。
北支的悬沙浓度整体上要大于南支系统，南支系统内拦门沙区域要明显大于南支上段，南支上段还存在南、北两岸梯度差异，杭州湾内悬沙浓度则整体要大于长江口区域。
总体而言，各分支系统自口内向口外基本呈先增大后减小趋势，该趋势总体与以往研究成果基本一致[6,9,16]，但本次研究布点更为密集、同步性更好，且在细节上更进一步。
图4 长江口—杭州湾悬沙浓度平面分布场图Fig.4 The spatial distribution of SSC in the Yangtze Estuary and Hangzhou Bay一般情形下，河流水体的悬沙浓度随着河道展宽、泥沙落淤，水体含沙量会随之下降。
图3中南支—北港系统第2至第4测点，悬沙浓度存在一定下降趋势，正是反映上述机理。
但就长江口—杭州湾整体而言，该区域的悬沙浓度更多地反映的是海洋性，即海洋动力导致的泥沙再悬浮作用主导了该区域的悬沙浓度空间分布。