长江口盐水入侵研究综述
http://www.paper.edu.cn
- 1 - 长江口盐水入侵研究综述
刘均卫1,2
，童朝锋1,2
1. 河海大学交通与海洋学院，南京（210098）
2. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京（210098）
E-mail：liuweiwei_lw@163.com
摘 要：简述河口盐水入侵早期的研究状况；回顾早期至近年来国内外发展起来的水流盐度
数学模型；并详细介绍了近阶段长江口地区盐水入侵研究成果及水流盐度数值模拟研究成果；
目前河口盐水入侵研究已比较成熟，但是在我国长江口地区，由于地形、水动力条件以及人
类兴修水利工程的影响，盐水入侵特征和规律还不能准确把握，这方面的工作还有待完善；
最后，还提出了长江口盐水入侵可能进一步研究的方向。
关键词：长江口；盐水入侵；水流盐度；数值模拟
1 长江口概况
长江口河口段自江阴至口门长约200公里，径流与潮流相互消长，河槽分汊多变。长江
口自徐六泾以下经过三次分汊，共形成四个入海通道。崇明岛将长江口分为南支和北支；长
兴岛和横沙岛又将南支分为南港和北港；南港又进一步被九段沙分为南槽和北槽，形成三级
分汊，四口入海的形式，如图1所示。
图1 长江河口形势图
Figure 1 Figure of river regime of yangtze estuary
长江河口为径流与潮流相互消长非常明显的多级分汊沙岛型中等潮汐河口。90km 宽向
东、黄海敞开的口门接纳外海巨大的潮量,虽然长江水量丰沛,但是在枯水期,长江口的盐水入侵
经常造成黄浦江下游河段和长江口徐六径以下河段氯化物等溶解盐类剧增,给上海人民的生活
和工农业生产带来严重影响。长江口属于部分混合型河口，盐水侵入时与淡水的相互混合使
水体密度发生变化，由此产生密度流，方向始终指向上游，产生密度斜压效应，使得涨潮流
速加大，而落潮流速减小。由于表层盐度小于底层，表层与底层的流速变化不一致，导致大
范围的垂向环流。河口盐水入侵的盐水界(盐度为0.5‰) 枯水期南港在五号沟附近,北港在六
滧港附近,崇明岛及南港马家港以下水域直接受外海盐水入侵上溯影响。北支的水、沙倒灌严
重影响了南支河段的水质,北支倒灌的盐水团影响范围分别到达南、北港的吴淞口及堡镇港,严
重影响了南支的水质和水源地的建设[1]
。 http://www.paper.edu.cn
- 2 - 2 国内外早期盐水入侵研究
盐水入侵研究的方法有现场观测、物理模型和数学模型等。国外对河口盐水入侵的研究，
最早始于20世纪30年代，美国的水道试验站(WES)和荷兰Delft水工试验所在这方面做了很
多的工作，大都是基于观测资料分析以及试验研究。在50年代，不少学者对盐水楔入侵长度
进行了大量的研究工作，其中包括Schonfeld,J.C.(1953) [2]
年基于盐水楔理论导出了盐水入侵长
度的解析解。Pritchard(1952,1954) [3] [4]
、Bowden(1959,1963,1966) [5] [6] [7]
、Hansen(1965) [8]
等
人先后对盐水入侵范围、盐淡水混合和水体盐度分布及其对水流、泥沙运动的影响等进行了
研究；之后Hansen(1966)、Simmons(1969) [9]
、Bowden(1967) 等人从不同的角度对河口盐水入
侵类型进行了分类，如1969年Simmons(1969) [9]
提出以一个潮周期内注入河口的径流量与潮
流量之比定义为混合系数M，以此来区分盐淡水混合的类型；Officer,C.B. (1975) [10]
又在他的
基础上进一步将河口分为弱混合型、缓混合型和强混合型，此法也适用于中国河口分类。
Hansen和Rattray (1966) [11]
根据河口实际资料用底层与表层之间的盐度差与垂线平均盐度之
比值定义为分层系数。Bowden(1967) [12]
和Pritchard(1967) [13]
从河口环流的形式差异出发将河
口盐淡水混合分为盐水楔（高度分层）型、两层水流（中等分层）型和垂直均匀型。之后大
量学者以现场实验或者数学模型为手段在理论上作了较为深入地研究，探讨了垂向混合、水
平平流、正压和斜压效应等对盐水入侵的动力作用。
由于历史的原因，国内河口盐水入侵的系统研究从20世纪80年代初才开始展开；且早
期研究主要是基于实测资料分析盐水入侵规律。易家豪[58]
最早于1964年指出长江口在水平上
和垂直方向都存在盐度梯度。朱留正（1980）[33]
指出长江口的盐淡水混合属于缓混合型，其
水流特征反映了盐水入侵对河口的影响，并构成了复杂的环流形态。韩乃斌（1980）[56][57]
指
出长江口盐水入侵在很大程度上受到上游径流量和河口进潮量比的影响，并根据多年现场氯
度逐时同步遥测资料，分别对长江口北支倒灌和南支河段水质进行了分析；徐君亮等（1981）
[15]
对伶仃洋的盐水入侵及盐水楔的活动规律进行了探讨；应铁甫（1983）[16]
分析了伶仃洋咸
淡水的混合特征；严镜海(1986) [14]
详细阐述了盐水楔的形成和扩散机理，并对盐水楔异重流
的形成条件作了研究。沈焕庭（1985，1988）[17] [18]
和田向平（1986）[19]
分别探讨了长江河口
和珠江河口伶仃洋的河口净环流、最大浑浊带的成因和活动规律以及对河口泥沙淤积的影响。
金元欢、孙志林（1992）[55]
在分析中国众多河口实测盐度分布资料的基础上，首次归纳了中
国河口盐淡水混合的基本特征，并根据不同类型河口对典型的河口盐淡水混合特征进行阐述。
3 长江河口盐水入侵研究状况
3.1 长江口盐水入侵研究主要成果
近阶段长江口盐水入侵的研究，至目前为止已经取得许多成果，比如：盐水入侵长度、
盐水入侵锋和盐淡水混合类型的研究；盐水入侵的时空变化、北支盐水倒灌规律及对南支的
影响研究以及对长江口盐水入侵的影响因素、重大工程（包括长江口深水航道整治工程、南
水北调工程、三峡工程等）对盐水入侵的影响分析，此外还对盐水入侵的预测进行了深入的
探讨。宋志尧、茅丽华等[58]
在总结长江口盐水入侵研究现状的基础上，指出流域大量蓄引提
供水工程、北支入流条件恶化、湖泊和河槽调蓄能力减弱等是导致长江口盐水入侵加剧的主
要原因。钱春林（1995）[59]
对盐水入侵长度进行估算，指出河口盐水入侵长度取决于河口的
径流量潮汐，同时与河口形态、河床阻力、口外盐度及波浪有关。茅志昌等[60][61]
根据长江口
多年的实测资料，计算分析各入海通道内盐水入侵锋的伸退区及其特征，指出确定盐度锋迁http://www.paper.edu.cn
- 3 - 移范围和滞留点的判据，同时还研究了盐度锋对河口最大浑浊带的贡献。肖成猷、沈焕庭等[62]
根据实测资料研究了径流、潮汐、地形等对长江口盐水入侵的影响。胡方西等[63]
根据现场实
测资料对长江盐度场及盐度锋进行分析，提出口门至外海纵向上存在着三级锋面。顾玉亮、
吴守培等[64]
研究了北支盐水入侵对长江口水源地影响，明确提出：南北港盐水上溯对长江口
已建和规划水源地的连续不宜取水天数不构成威胁,而北支盐水倒灌是南支水域盐水入侵的主
要来源,近年有显著增强的趋势。徐建益、袁建忠[65]
、韩乃斌 [57]
、 陶学为[66]
、贺松林和丁平
兴等[67]
分别都对长江口南、北支的盐度分布特征和盐水入侵规律进行了研究。沈焕庭等[54]
、
韩乃斌[35]
研究了南水北调工程对长江口盐水入侵的影响，研究表明南水北调工程枯季调水对
盐水入侵影响较大。李禔来、李谊纯等[68]
根据实测资料和数学模型研究了长江口整治工程对
盐水入侵的影响，研究结果表明南北支航道整治工程能起到减小北支盐水倒灌的作用。此外
陈吉余[69]
、曹勇等[70]
提出了三峡工程对长江河口盐水入侵的影响，并认为三峡水库蓄水是河
口淡水资源减少的主要原因。
随着数值计算方法和计算机技术的发展，数学模型成为现阶段研究河口盐水入侵的重要
手段，国内外已有较多研究盐水入侵数学可以较成功地模拟出水流和盐度场，模型从一维到
三维，发展已比较成熟。
3.2 国外河口水流盐度模型简介
国外的海洋模型发展已比较成熟，目前国际上使用较广泛的河口海洋数值模型有：POM
模型（Princeton Ocean Model）[20]
，ECOM模型（Estury，Coast and Ocean Model）[21]
，FVCOM
模型 (Finite Volume Coast and Model) [22]
和UNTRIM模型（Unstrustured grid TRIM model）[23]
等；其中ECOM 模式已经在许多河口海岸地区得到广泛应用和验证；FVCOM模式已成功地
应用于美国的乔治亚、南卡、麻州等一些河口及Geogia Bank、五大湖和我国的渤海等，代表
了数值模拟的新方向。还有一些用于可视化的商业软件，如：Delft-3D、MIKE模型等都可以
用于模拟水流、盐度扩散、泥沙输移等多种物理过程；美国俄勒冈州Oregon Health & Science
University的OGI School of Science & Engineering研究人员，基于对哥伦比亚河的研究，开发
了ELCIRC模型（Eulerian-Lagrangian Circulation）[24]
以及SELFE模型（Semi-Implicit
Eulerian-Lagrangian Finite-Element Model）[26]
，可以模拟多种物理过程，ELCIRC是哥伦比亚
环流模型CORIE的一部分，可以单独用于模拟计算，该模型已进行基准测试，并成功应用到
哥伦比亚河口的模拟[25]
；SELFE模型目前已在河口三维环流模拟方面取得较大的成功。此外
还有公开代码且基于结构网格的模型（TRIM[27]
；ROM[28]
；NCOM[29]
；）或者基于无结构网格
模型（SEOM[30]
；ADCIRC[31]
；QUODDY[32]
）。以上这些海洋环流模型主要采用有限差分、有
限单元以及与有限体积法相结合的方法。
3.3 长江口盐水入侵数学模型研究历程
一维盐度数值模拟主要是对一维水流盐度扩散方程进行离散和数值计算，并利用计算结
果研究盐度纵向分布及入侵长度等。朱留正(1980)[33]
在阐明长江口缓混合型盐水入侵的环流形
态基础上，应用扩散、质量守恒方程对长江口盐度纵向分布和入侵范围进行了计算；黄昌筑
(1982)[34]
利用一维盐度扩散方程分析了长江口盐水入侵现象，并通过定义综合参数刀和“冲淡
速度”U、建立了长江口一维盐度纵向分布的计算模式和预报方法；韩乃斌(1983)[35]
基于一维盐
度平流扩散方程研究了南水北调工程对盐水入侵长度的影响；并估算了南水北调工程调水后
南支的盐水入侵长度，文中还分析了北支倒灌对南支含氯度的影响。
长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间
第３５卷第４期 海 洋 学 报 ｖＯ１．３５，Ｎｏ．４
２０１３年７月 ＡＣ ＯＣＥＡＮＯＩ ＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｊｕ１ｖ ２０１３
Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３—４１９３．２０１３．０３．００４
侯成程，朱建荣．长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间［Ｊ３．海洋学报，２０１３，３５（４）：２９—３５．
Ｈｏｕ Ｃｈｅｎｇｃｈｅｎｇ，Ｚｈｕ Ｊｉａｎｒｏｎｇ．Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｓａｌｔｗａｔｅｒ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｅｓｔｕａｒｙ ｔＯ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｄｉｓ—
ｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ ＥＪ］．Ａｃｔａ Ｏｃｅａｎｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），２０１３，３５（４）：２９—３５．
长江河口盐水入侵对大通枯季径流量
变化的响应时间
侯成程 ，朱建荣
（１．华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海２０００６２）
摘要：应用河口海岸三维数值模式，计算区域包括大通至长江河口及其邻近海域，设计高分辨率网
格，数值模拟和分析不同潮型下长江河口盐水入侵对大通径流量变化的响应时间。计算结果表明，不
同潮型期间大通径流量的增加，河口盐度响应的时间在４．０～６．２ ｄ之ｆ．－ｊ，但小潮期的响应时间明显长
于其他潮型期的响应时间。本文给出了长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间，可为
河口水文、泥沙和环境等研究中取何时径流量提供了依据。
关键词：长江河口；盐水入侵；径流量变化；响应时间
中图分类号：Ｐ７３１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０２５３—４１９３（２０１３）０４—００２９—０７
１ 引言
长江河口枯季存在盐水入侵，以往研究结果表明
长江河口盐水入侵主要决定于径流量和潮汐，径流量
大盐水入侵弱，潮汐大盐水人侵强［１ ］。影响长江河
口盐水人侵的径流量采用大通水文站实测值，一是该
长江入海径流变化对河口盐水入侵影响分析
长江入海径流变化对河口盐水入侵影响分析
陶建峰;齐华萍;曹利利;张长宽
【期刊名称】《中国科技论文》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘 要】A 3D estuarine and coastal baroclinic numerical model was set up
and applied to the Yangtze River Estuary.18 groups of numerical
experiments were conducted to simulate the scope and impact of
saltwater intrusion with different upstream runoff between 6 000-40 000
m3/s in dry season after the Yangtze Estuary Deep-water Channel
Regulation Project.The results show that the upstream runoff has an
obvious restraining effect on the saltwater intrusion.With the increase of
the upstream runoff, the range of saltwater intrusion changes
significantly.Through the regression analysis between runoff and maximum
salinity of the representative point in half month,a good exponential
relationship was obtained,and the correlation coefficient was more than
长江口规划工程影响下的咸潮入侵数值模拟
第36
卷第4
期
2018
年10
月海洋科学进展
ADVANCESINMARINESCIENCEVol.36 No.4
October,
2018
长江口规划工程影响下的咸潮入侵数值模拟
栾华龙1,2,柯科腾
1,葛建忠
1*,陈炼钢
3,杨万伦
1,丁平兴
1
(
1.
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;
2.
长江科学院河流研究所,湖北武汉430010;
3.
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029)
收稿日期:2017-06-19
资助项目:国家重点研发计划项目———大型水库对河流-
河口系统生物地球化学过程和物质输运的影响机制(2016YFA0600903);国家自
然科学基金项目———高浊度河口近底高浓度泥沙形成机制与数值模拟研究(41776104)
作者简介:栾华龙(1988-),男,湖北云梦人,工程师,博士,主要从事河口海岸动力学方面研究.E-mail:
luanhualong@
*
通讯作者:葛建忠(1981-),男,江苏镇江人,副研究员,博士,主要从事河口海岸流体动力学方面研究.E-mail:
jzge@
(李
燕
编辑)摘
要:基于无结构网格数值模型FVCOM
建立了长江口三维盐水输运模型,模型经充分验证后能够合理刻画长
江口水动力和盐度输运过程,并成功对2010—2014
年多次咸潮倒灌过程进行后报模拟,计算结果与实测吻合较
好。以2014-01—02
咸潮入侵事件为背景模拟三峡运行后河口规划工程对长江口咸潮入侵和倒灌的影响。结果表
明河口规划工程整体上减弱南支咸潮入侵和倒灌,但使口门地区盐度增大,北支下段咸潮上溯稍有增强。规划工
程减弱青草沙水库和陈行水库受咸潮入侵的影响,但使东风西沙水库取水口盐度增大,尤其在南支规划工程的作
用下盐度最大值和平均值均有所增大,这主要是受扁担沙护滩潜堤的阻流作用影响而使入侵和倒灌的盐水团落潮
不畅形成滞留。未来十年随着长江口规划工程的推进、上游水沙条件变异及其引起的地形冲淤变化,需进一步开
浅谈咸潮入侵对崇明水资源的影响及对策
１ 概况
崇明岛位于长江口，是我国的第三大岛，它是一个典型的河口沙岛，三面环江，东濒东海，砥
柱中流，镇守着长江的门户，素有“东海瀛洲”之称。界于东经１２１°０９′３１″～１２１°５
４′００″，北纬３１°２７′００″～３１°５１′１５″，东西长约８０ｋｍ，南北宽１３～
１８ｋｍ，２００２年全岛总面积１２２２ｋｍ２。具有一个独立完整的水系，为上海市１４个水
利控制片之一。
外部水系特征：
长江河口段为东西走向，东西狭长，平面外形呈喇叭形，长江干流经崇明岛分为长江南支和北
支，目前长江下泄径流基本由南支承担。长江口是中等强度的潮汐河口，口内为非正规半日浅海潮，
潮流界在江苏镇江和江阴之间，潮区界可达安徽大通附近。每年的枯水季节，受潮水和长江径流减
少等因素的影响，形成咸潮入侵南北支，造成咸水包围崇明岛，时间长达数月（如１９７９年１～
４月）。
内部水系特征：
崇明境内河网密集，现有市、县级骨干河道３３条，长３９０．２２ｋｍ，共同组成骨干河网，
是岛内规模最大、标准最高的河道，是主要的引排水河道。其中市级河道南横引河一条，横贯于南
部地区，东西走向，贯穿３１条南北走向的县级竖河，部分县级竖河南北两端分别建有水闸，以作
挡潮拒咸，水资源调度和控制水位之用，北横引河还有乡镇级河道４４７条，长１１９１．２６ｋ
ｍ，全岛水面积１０９．４２ｋｍ２，占总面积的９．０％。崇明地表水资源的主要补给来源是长
江水，长江是本地区最重要的水源地。在枯水季节，由于咸潮入侵，造成水闸引淡能力大幅度下降，
给崇明带来了一定程度上水资源危机（季节性淡水资源不足），必将制约社会经济发展。（见图１）
２ 咸潮入侵的现状与初步分析
长江至崇明段分为南支和北支，枯水季节长江中上游地区降雨量减少，使长江下泄径流量减少，
受潮水顶托和平面环流作用等影响，引起南支咸潮上溯，北支咸潮入侵倒灌南支，形成咸潮包围。
加上长江沿线众多的节制闸、抽水站和水库等水利工程的运行，使区间来水量减少，形成对长江径
长江口北支盐水倒灌南支对青草沙水源地的影响
长江口北支盐水倒灌南支对青草沙水源地的影响
茅志昌;沈焕庭;肖成猷
【期刊名称】《海洋与湖沼》
【年(卷),期】2001(032)001
【摘 要】There are two sources of saltwater intrusion in Qingcaosh a
waters, one directly from the outer sea and the other from North Branch,
with the latter being dominant. During a tidal cycle, if peaks of chlorinity
occur ar ound the flood slack and the troughs are near the ebb slack, then
vertical distr ibution of the chloride content is relatively unhomogeneous,
indicating that sal twater intrusion is from the outer sea; likewise, if the
peaks and troughs of th e chloride content occur at the ebb slack and the
flood slack then vertical dist ribution of the chloride content is relatively
homogeous, indicating saltwater i ntrusion from Noth Branch to South
Branch. In the Changjiang River Estuary, duri ng a spring-neap cycle, if high
长江口盐水入侵研究综述
- 1 - 长江口盐水入侵研究综述
刘均卫1,2
，童朝锋1,2
1. 河海大学交通与海洋学院，南京（210098）
2. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京（210098）
E-mail：liuweiwei_lw@
摘 要：简述河口盐水入侵早期的研究状况；回顾早期至近年来国内外发展起来的水流盐度
数学模型；并详细介绍了近阶段长江口地区盐水入侵研究成果及水流盐度数值模拟研究成果；
目前河口盐水入侵研究已比较成熟，但是在我国长江口地区，由于地形、水动力条件以及人
类兴修水利工程的影响，盐水入侵特征和规律还不能准确把握，这方面的工作还有待完善；
最后，还提出了长江口盐水入侵可能进一步研究的方向。
关键词：长江口；盐水入侵；水流盐度；数值模拟
1 长江口概况
长江口河口段自江阴至口门长约200公里，径流与潮流相互消长，河槽分汊多变。长江
口自徐六泾以下经过三次分汊，共形成四个入海通道。崇明岛将长江口分为南支和北支；长
兴岛和横沙岛又将南支分为南港和北港；南港又进一步被九段沙分为南槽和北槽，形成三级
分汊，四口入海的形式，如图1所示。
图1 长江河口形势图
Figure 1 Figure of river regime of yangtze estuary
长江河口为径流与潮流相互消长非常明显的多级分汊沙岛型中等潮汐河口。90km 宽向
东、黄海敞开的口门接纳外海巨大的潮量,虽然长江水量丰沛,但是在枯水期,长江口的盐水入侵
经常造成黄浦江下游河段和长江口徐六径以下河段氯化物等溶解盐类剧增,给上海人民的生活
和工农业生产带来严重影响。长江口属于部分混合型河口，盐水侵入时与淡水的相互混合使
水体密度发生变化，由此产生密度流，方向始终指向上游，产生密度斜压效应，使得涨潮流
速加大，而落潮流速减小。由于表层盐度小于底层，表层与底层的流速变化不一致，导致大
范围的垂向环流。河口盐水入侵的盐水界(盐度为0.5‰) 枯水期南港在五号沟附近,北港在六
长江口北翼海滨地区海水入侵的地球化学特征初步研究
长江口北翼海滨地区海水入侵的地球化学特征初步研究
乔吉果;龙江平;许冬;周根元;翟万林
【摘 要】利用2009年2月和8月两次在长江口北部滨海地区地下水调查取得水化学数据,综合运用数理统计法、Piper三线图法,分析长江口北翼滨海平原海水入侵区浅层地下水的地球化学特征,识别不同季节浅层地下水水化学类型的特征.研究结果表明:(1)研究区地下水主要靠大气降水及地表水体渗透补给,季节变化对区域内地下水水化学空间变异性影响较大.(2)Na+、K+、Cl-变异系数较大,而HCO3-、CO32-绝对含量大,它们是决定海滨海水入侵地区地下水水化学类型的主要离子.(3)由陆向海方向,区域内水化学类型由主要从Mg-Ca-HCO3、Na-Mg-HCO3型经Mg-Ca-HCO3-Cl、Na-HCO3-Cl型向Na-Cl-SO4、Na-Cl型演变;大气降水、水-岩离子交换、残存海水上移、海陆地下水交互作用是控制地下水演变的主要因素.%According to the investigation of water chemistry data in the northern
coastal region of the Yangtze River Estuary both in August and February of
2009 by Second Institute of Oceanography, through comprehesively using
the mathematical statistics method and the Piper Method, the paper
completely analyzed the chemical characteristics of shallow groundwater
in the Yangtze River Estuary, North Wing, and identified the water
长江南支苏州江段盐水入侵问题的研究
２００７年第８期江苏水利
长江南支苏州江段盐水入侵问题的研究
１缘由 盐水入侵是沿海河口水环境中 普遍存在的问题，使河口区水质恶 化，严重影响有关城乡居民的供水、 工业生产的用水，也影响农田的灌溉 用水。水质状况一般以水体中的氯化 物含量一氯度（ｍｇ／Ｌ）或含盐度（单 位：％）表示。当氯度达到ｌＯＯｍｇ几时， 表明水体己受到盐水入侵影响。根据 国内外供水标准，饮用水的氯度一般 规定不超过２５０ ｍｇ／Ｌ；工业用水的氯 度也有规定，氯度过高会使水的腐蚀 性增加，影响工业生产设备，如发电 厂锅炉用水要求氯度＜３００ ｍｇ／Ｌ；农 业灌溉用水也要求氯度越低越好，否 则会使土壤板塞，妨碍作物生长，如 水稻育秧期的灌溉用水的氯度不得 超过６００ ｍｇ／Ｌ，否则会使秧苗灼死。 由此可见，盐水入侵污染会给工农业 生产和人民生活带来严重的危害，因 此，开展长江南支苏州江段水域的氯 度监测，并分析研究其变化规律，有 着一定的实用意义。 ２长江口概况 长江是我国第一大河，全长６ ３００ 余ｋｍ，流域集水面积１８０万ｋｍ２，据 大通水文站流量资料统计，多年平均 人海水量达９ ０２０亿ｍ］。 长江口是一个中等强度的潮汐 河口，属非正规半日潮。潮区界在安 徽大通，距河口约５６６ｋｍ。潮流界位 置随上游径流大小而变化。枯水期， 潮流界在南京长江大桥以上至苏皖 交界附近；平水期，潮流界在镇江至 南京一线；洪水期，潮流界一般在江 阴附近。 长江口是一个分汊河口，自徐六 泾以下由崇明岛将长江分为南支与 北支，南支在吴淞口以下又被长兴 沈建强陈绍良
岛、横沙岛分隔为南港和北港，南港 以下江道再次被九段沙分为南槽和 北槽，形成了长江口三级分汉、四口 分流人海的河势格局。详见图１。 月），尤其在枯水季节大潮时相当严 重。北支的盐水一般可上溯至南北支 分汉口徐六泾附近；南、北港的盐水 也要上溯至浏河口以上。因此，南支
图１长江口平面位置图 苏州市位于长江右岸，江岸线长 达１４９余ｋｍ，其中徐六泾以下约５４ ｋｍ江段直接受盐水入侵影响。 ３长江口盐水入侵概况 长江人海河口是盐、淡水交汇的 地方，一方面有长江河道内淡水径流 下泄，另一方面东海盐水随潮上溯。根 据海洋普查资料，长江口外面层含氯 度１３ ８５０ ｍｇ／Ｌ的盐水在洪水季节可 以延伸至东经１ ２５。以东，枯水季节在 东经１２２。３０ 附近。由此可见，长江口 外受径流和大洋海流的影响含氯度 １３ ８５０ ｍｇ／Ｌ等值线变化范围可达 ３００ ｋｍ以上。盐度分布从下游到上游 逐渐递减，长江口盐水入侵一般发生 在枯水季节（从１２月开始到翌年３、４ 河段（苏州市长江水域）受到北支、南 港和北港三方面盐水入侵源的影响。 ３．１北支盐水倒灌的影响 自２０世纪５０年代以来，长江北 支河势发生变化，分泄长江径流量减 少，仅占总径流量的４ ６％，同时其平 面形态呈喇叭型河口，因此，北支成 为涨潮占绝对优势的河段。自１９５９ 年开始北支在枯水季大潮时出现水、 沙倒灌现象，特别在１９７８年１１月 １９７９年３月期间，北支盐水绕过崇明 岛随落潮流而下影响南支。 ３．２南、北港盐水入侵的影响 南、北港两个盐水入侵源，其对 南支河段的影响是在涨潮期盐水随 涨潮流上溯，水中氯度随潮位升高而 —譬瞄譬
长江河口盐水入侵数值模拟研究
２０１３年ｌ２月 杨同军，等长江河口盐水入侵数值模拟研究 ４７５
值，上游开边界取盐度梯度为０。 （５）模型的初始条件，水动力模型采用冷启动方式，初始水位、流速及流向皆为０；对于盐度输运模型，经
过９个月的反复计算后得到的盐度场作为初始盐度。
１．３模型验证 由于实测点位较多，潮位的验证选取上游的徐六泾及北槽顶端的横沙站进行验证，因为要计算北支倒灌 盐通量，北支涌潮现象的精确模拟对计算结果影响很大，选取青龙港站进行验证；潮流在徐六泾附近、南北支
各选一点进行大、小潮验证；盐度仅选择代表『生站位进行大潮的验证。
２００２—３—１ ０：Ｏ０ ２００２—３—３ ０：００ ２００２—３—５ ０：００ ２００２—３—７ ０：００ ２００２－３－９ ０：００ 时间 ３－ａ徐六泾
４ ３ ２ １ ０ —１ —２ ３ ２００２—３—１ ０：００ ２００２—３—３ ０：００ ２００２—３—５ ０：００ ２００２－３－７ ０：００ ２００２—３—９ ０：００ 时间 ３－ｂ青龙港
３
２ １ ０
—１
－２ 计算值 实测值
计算值 实测值
２００２—３—１ ０・００ ２００２—３—３ ０：００ ２００２－３—５ ０：００ ２００２—３—７ ０：００ ２００２—３—９ ０：００ 时间 ３－ｃ横沙 图３全潮潮位验证图 Ｆｉｇ．３ Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｄａｌ ｌｅｖｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓ
４＿－ａ Ｘ１流速 ４００ ３ＯＨ０
２００ １００
０ 值 值
２００２—３—１ ０：００ ２００２—３—２ ０：００ ２００２—３—３ ０：００ 时间 ４一ｂ
Ｘ１流向 ４７６ 水道港 口 第３４卷第６期
２ １
０
一ｌ
－２ ２ＯＨＤ２－３－ｌ ０：００
１ ０ 一ｌ
一 ２００２— ２００２－３—２ ０：Ｏ０
４一Ｃ Ｙ６流速 值 值
２００２－３－３ ０：００ 时间
０
—１ ２ｏｏ２— ４ｏｏ ３ｏｏ
２００ １００
盐水入侵研究中数值模拟方法的研究概况
盐水入侵研究中数值模拟方法的研究概况
摘 要：盐水入侵也称咸潮上溯，是海洋大陆架高盐水团随潮汐周期流沿河口上溯造成河口水体氯化物浓度升高的一种自然现象，近年来我国各主要大江河口的盐水入侵有所加剧，研究河口盐水入侵显得尤为迫切且意义深远。文章对盐水入侵的三种主要研究方法原型观测分析方法、物理模型试验方法、数值模拟方法的研究状况进行了概述，并将数值模拟方法中一维、二维、三维的盐度模型研究状况简要总结，最后对目前数值模拟方法存在的问题进行了总结与讨论，对未来的发展方向提出一些建议与展望。
关键词：盐水入侵；数值模拟；盐度模型
1 引言
盐水入侵是海洋大陆架高盐水团随潮汐周期流沿河口上溯造成河口水体氯化物浓度升高的一种自然现象，其影响程度可用盐度和氯度(mg/L)来表示。业界认为，饮用水氯度应低于250mg/L，当其浓度过高将会对农作物生长与工业生产产生不利影响。近年来，我国各主要大江河口的盐水入侵有所加剧，研究河口盐水入侵的机制显得尤为迫切且意义深远。
2 盐水入侵的研究方法
目前，盐水入侵常用的研究方法有三种：对收集的原始水文资料进行分析的原型观测资料分析方法、利用相似原理进行研究的物理模型试验法和数值模拟方法。
2.1 原型观测分析方法 该方法主要是利用大量实测站点的含盐度等数据进行归纳整理，得出盐水入侵的某些时空变化规律或者直接得到径流量与河口含氯度的经验关系，从而预测径流量改变对盐水入侵的影响。原型观测资料丰富与否关系着分析结果的准确性，由于地域局限性大，观测费用高等多种因素导致获得的有限水文数据不能够全面的反映真实情况。
2.2 物理模型试验方法
物理模型试验方法是在相似的物理条件下，复演与原型相似的边界条件，相似力学条件以及变化过程等。然而，盐水属于强电解质，对测量仪器腐蚀严重，而且盐水回收困难，盐水混合程度、边界条件等也难于控制，人为、仪器因素也影响较大。因此，采用物理模型方法研究盐水入侵问题，应用范围有限，很难推广应用。