椒江河口浮泥的分布和调整

应用光学和声学泥沙剖面监测系统,进行1991、1994和1995年3个航次的椒江河口最大混浊带纵横剖面和时间剖面观测.在受控于潮流和径流对比条件的周期性调整基础上,椒江河口浮泥层还表现出非主流聚集趋向和洼地聚集趋向,促使最大混浊带保持对边界条件十分敏感的泥沙储库.     

夏季闽江口和椒江口浮游动物群落结构的比较

根据2008年9月在闽江口水域和2010年8月在椒江口水域的调查资料,对两个河口浮游动物的种类组成、生态类群、优势种和生态适应差异进行分析比较,探讨夏季闽江口海域和椒江口海域浮游动物群落结构的区别及其组成受水团变化的影响。研究结果表明:夏季,椒江口受上升流的影响出现13个暖温带种,导致椒江口(44)水域浮游动物种类数要大于闽江口(36);闽江口海域夏季主要受到台湾暖流的影响,6个优势种全部为亚热带种,椒江口有7个优势种,包括4个亚热带种和3个暖温带种;从适温性上看,闽江口和椒江口均主要以亚热带种为主,椒江口由于上升流的原因出现较多数量的暖温带种,从适盐性上看,椒江口主要以近海种为主,闽江口主要以外海种为主,这是闽江口和椒江口浮游动物生态类群的主要差异;闽江口浮游动物群落结构主要受到台湾暖流和沿岸流的影响,而椒江口主要受到浙江近海上升流和沿岸流的影响,通过对两个河口群落结构的比较和生态适应差异的分析,表明水团是各自浮游动物群落结构的形成过程中的一个重要因素。     

长江口北槽口外悬沙浓度垂线分布的数学模拟

利用垂向一维悬沙运动模型,对长江口北槽口外大、小潮悬沙浓度垂线分布进行模拟,模拟结果同“六点法”实测值拟合较好,表明影响悬沙浓度垂线分布的主要因素为悬沙垂向扩散及絮凝沉降作用。     

珠江口蕉门南水道枯季时局部高盐度区形成与机理分析

采用ROMS模型研究了珠江口蕉门南水道枯季时的局部高盐度现象。表明这一现象在大潮期发育显著,而小潮期则不明显。从动力机制上解释了这一现象的成因,揭示其形成原因为大潮期的平流输运强,涨潮时的潮程远大于凫洲水道的长度,以及大潮期径流相对较小,有利于虎门的高盐度水体输运至蕉门水道。此外,大潮期由于洪奇沥与横门来的淡水在涨潮期向北输运而导致蕉门南水道口门处盐度较低。并进一步分析了这一现象的存在对蕉门南水道水体分层、河口环流及物质输运的意义。     

长江口悬沙沉速室内试验研究

在充分认识传统沉降筒缺陷的基础上提出了"大型可温控自动搅拌沉降试验筒"。通过室内系列试验发现:(1)含沙量对长江口细颗粒沉降速度影响最大;(2)温度上升,沉速增加,但不同阶段影响程度有所不同;(3)含沙量越高,盐度对沉速的影响越小,含沙量相同情况下,长江口北槽悬沙枯季水温下盐度对沉速的影响在1.8~5.7倍左右;洪季水温下盐度对沉速的影响在1.5~2.2倍左右。(4)枯季最佳絮凝盐度在7左右,最佳絮凝含沙量为7 kg/m3;洪季最佳絮凝盐度在10~12左右,最佳絮凝含沙量为4.5kg/m3。本研究成果可望加深我们对细颗粒泥沙动力过程相关机理的认识,同时可为相关港口、航道的淤积机理分析,数学模型、物理模型研究工作提供一定技术参考。     

河控型河口盐度层化对悬沙的捕集机制以洪季磨刀门河口为例

河控型河口盐度混合和层化是控制悬沙输移扩散的重要动力机制。以珠江磨刀门河口为研究对象,基于2017年洪季三船同步大、小潮水文泥沙观测数据,分析河控型河口水体盐度层化结构的时空变化对悬沙分布的影响机制。结果表明：受径潮动力耦合时空变化影响,河口盐度垂向分布表现出时空差异,即受径流主导的M1站(挂锭角),河口盐度在涨落潮周期内垂向混合均匀,受径潮控制的M2站(口门)在整个潮周期内盐度层化结构明显,口门外侧的M3站,潮动力作用较强,盐度垂向分布随涨落潮变化而变化;悬沙空间分布与盐度分布关系密切,盐度混合均匀利于悬沙垂向均匀分布,而盐度层化则使悬沙倾向于滞留在底层水体中,且在盐度层结界面之下出现高悬沙浓度,悬沙浓度垂向分布曲线呈L字型或抛线型,纵向上表现为高浓度悬沙团抑制在盐水楔前端,盐度层化对悬沙的捕集效应明显。通过对比水体标准化分层系数与水流垂向扩散强度系数发现,两者呈现负相关关系,即标准化分层系数愈大,垂向扩散强度愈小,表明水体层化抑制悬沙垂向扩散强度,而且水体层化程度越高,悬沙垂向扩散抑制程度越大,进而促进了河口水体盐度层化对悬沙捕集作用。本研究有助于揭示河口细颗粒泥沙运动机制及河口拦门沙演变机制,并为磨刀门河口拦门沙治理提供科学依据。     

Cohesive Sediment Transport in the Jiaojiang River Estuary, China

Extensive data were obtained of the water and fine sediment dynamics during spring tides in the extremely turbid Jiaojiang River estuary at spring tides. These data enabled the calibration of a two-dimensional (2-D) width-integrated model. Four processes dominated the mud dynamics. These were, firstly, the formation at slack tide of soft mud deposits with an erosion constant much smaller than that of the underlying compacted sediment, secondly the sediment-induced buoyancy effects, thirdly the collapse of the turbulence by the sediment suspension in the fluid mud range and fourthly the inflow of sediment at the mouth of the estuary. These findings demonstrate the necessity to have detailed field data to enable quantitative, as opposed to qualitative, modelling of mud dynamics in turbid estuaries. The estuary is infilling with sediment from the East China Sea and not from riverine inflow, this sediment presumably originates from the Yangtze River located 200 km further north.     

椒江河口洪季最大浑浊带核部的悬沙分选机制

以实测悬沙粒径、流速、含沙量资料为基础,通过悬沙不同粒级组分、中值粒径以及粒度参数的统计,分析椒江河口最大浑浊带核部悬沙粒径分布变化特性。研究表明,悬沙粒径分选主要受物质来源、潮流动力作用下底部部分物质再悬浮和絮凝沉降3个因素的影响。其中第二个因素起主导作用,大潮期比小潮期显著,第三个因素的作用主要发生在涨落憩前后低流速期,并在表层较近底层的水体明显。     

Dispersion of disposed dredged slurry in the meso-tidal Changjiang (Yangtze River) Estuary

To understand the dispersal pattern of sediment plume and its controlling processes, a field experiment of concentrated slurry dispersal created by a dredger was conducted in the Changjiang (Yangtze River) Estuary during the 2002 flood season. An acoustic suspended sediment concentration profiler and an acoustic Doppler profiler were deployed to simultaneously observe suspended sediment concentrations (SSC) and tidal currents at the pre-selected sections shortly following the release of dredged materials. Water sampling, grab sampling and shallow coring were simultaneously carried out to obtain the SSC and grain-size texture. High-resolution SSC profiler observations showed that two distinct sediment plumes (middle level- and near-bed plumes) occurred during the intermediate tidal phase between the spring and neap due to differential settling of the sediment mixture, whereas only a benthic plume occurred due to rapid flocculation settling during the neap tide. Three subsequent stages can be identified during the dispersal of the sediment plume: (1) initially stable stage before the release; (2) unstable stage shortly following the release as a settling cloud; and (3) stable stage after the formation of a primary lutocline or a benthic plume. Enhanced mixing due to oscillatory shear flows could raise only the elevation of the lutocline in the slurry, but could not enhance the transport capacity of suspension. In the presence of high concentration, the fate of bottom sediment plume was controlled by the bottom stress, independent of the interfacial mixing.     

瓯江河口挟沙能力的初步探讨

在分析瓯江河口潮流泥沙特性基础上 ,认为瓯江口挟沙能力与水动力及泥沙等因素密切相关。采用断面垂线平均的处理方法 ,引入背景含沙量的概念 ,线性回归拟合出瓯江口挟沙能力公式 ,为瓯江口二维潮流泥沙数模计算提供了辅助方程     

3-D fluid-mud dynamics in the Jiaojiang Estuary, China

A 3-D model has been developed for the muddy Jiaojiang Estuary and adjoining coastal waters, and verified against field observations. To simulate fluid-mud formation, the model uses a fine resolution grid near the bottom and involves coupling processes between hydrodynamics and fluid mud such as the sediment-induced buoyancy, increasing turbulent kinetic energy sink and kinematic viscosity, mixing by internal waves riding on the lutocline, and non-Newtonian properties of fluid mud. The effective hydrodynamic drag was reduced in the presence of fluid mud. It is shown that the estuary is infilled by tidal pumping and that longitudinal and transversal gradients of suspended sediment concentration, salinity, and currents control the formation of mud banks. Thus a 3-D model is necessary to estimate the fate of mud, although the model results are very sensitive to details of the parameterization of the hydrodynamics-mud feedback processes.     

丰水期珠江口黏性泥沙输运的三维数值模拟

珠江口的黏性泥沙输运对区域海洋工程和河口海洋环境有着重要的影响。本文利用SELFE模型,针对珠江河口海域建立了一个采用非结构三角形网格的三维斜压水动力模型,可耦合模拟海流、潮流及风海流水动力环境,并在此基础上开发了包括底床模块的黏性泥沙输运模型。模拟结果与实测值验证较好,再现了丰水期珠江河口的泥沙输运特征以及最大浑浊带的变化和分布特点。研究表明,丰水期珠江口悬沙质量浓度西侧大于东侧,泥沙主要来自河口上游。河口浅滩上会形成最大浑浊带,最大质量浓度可达0.5 g/L。珠江口最大浑浊带的形成主要受潮动力、重力环流及泥沙再悬浮和沉积过程影响,其中泥沙再悬浮和沉积过程对中滩的最大浑浊带影响显著,而重力环流作用对西滩的最大浑浊带影响显著。     

长江口沉积物对铅的吸附作用

模拟研究长江口悬浮沉积物对Pb的吸附作用,发现沉积物的吸附性能与其氧化铁和有机物等活性组份的含量密切相关,获得Langmuir型吸附等温线,测定饱和吸附容量和分配系数,结果表明,pH和盐度对吸附产生明显影响,吸附率与pH和盐度之间分别呈线性正相关和负相关关系。初步探讨吸附动力学特征,沉积物对Pb吸附化化学作用为主,与厦门港沉积物相似。     

珠江口磨刀门泥沙絮凝特征

本文利用激光粒度仪实测得到珠江口磨刀门河口2013年夏季悬浮泥沙现场絮凝及絮凝体特征,同时对比悬沙分散粒径和含沙量,研究表明:悬沙分散粒径平均值为27.9μm,现场实测絮团粒径平均值为91.6μm,表明磨刀门口外的悬浮泥沙絮凝现象显著;实测絮团平均粒径变化范围为13.0~273.8μm,小潮期间絮团粒径平均值为131.5μm,大于大潮平均值76.9μm;絮凝体粒径在垂向上的变化表现为由表及底先变大再变小。絮团体积浓度、沉速与粒径的关系在不同情况下有差异,体积浓度和絮团粒径在表层和中层有明显正相关关系,絮团沉速在大潮时刻随着粒径的增大而增大。综合分析影响絮凝的因素,得知在珠江口盐度对于絮团大小影响不明显;而流速大小的差异是影响大小潮之间絮团大小不同的主要因素。研究结果有助于了解珠江口细颗粒泥沙输移特性和相关生物化学过程。     

九龙江口一岩心的重矿物组合

本文详细地分析了九龙江口SD0 3岩心中自生矿物的成因 ,推断河口区在约1 0ka ,B .P .中历经了河流沉积、湖泊沉积和河口海湾沉积三种沉积环境 .在沉积环境演化过程中共形成了 1 0种重矿物组合 .     

长江口浑浊带的形成机理与特点

泥沙积聚再悬浮是长江口浑浊地带形成的主要机理.促使泥沙积聚有径流潮流相互作用和盐淡水交汇混合两种机制,前者形成潮汐浑浊带,后者形成盐水浑浊带长江口浑浊带是具有两种不同机制的盐潮复合浑浊带.长江口浑浊带在不同时间、不同地点表现出不同的特点.     

大规模采砂对椒江河口段河床的影响及对策

根据椒江河口段大规模采砂前后的实测水下地形资料,对石仙妇至椒江大桥段的河床演变进行分析后发现,大规模采砂使该段河床明显下降,该段河床总体上是被刷深的,2002年该段河道容积比1993年累计增大了492.2万m3。1993年至2002年该段河床高程平均下降了0.68 m。为确保河滩和堤防的稳定,提出了相应的采砂管理措施,划定了禁止采砂区,提倡减少采砂量、弃碴就地处置和实行采砂年检制度。只要加强对采砂的科学管理,椒江河口段的采砂不但不会影响通航,反而对加大航道水深是有益的,即采砂能起到疏浚航道的作用。     

瓯江河口盐度层化数值研究

瓯江口是一个径流量变化剧烈的强潮河口。本文基于非结构网格FVCOM模型,建立瓯江口海域大范围三维数学模型,研究不同时间尺度（潮周期、大-小潮）的盐度变化,并利用势能异常动力方程对数值模拟结果分析了瓯江口层化过程的动力机制。同时,利用河口R_i数和层化参数△s/<s>研究了不同时间尺度的层化稳定性及其空间变化,得出决定层化状态的潮差和径流量的阈值。结果显示：瓯江北口上段、中段和口门在潮差分别超过3.8m、4.0m和4.6m时呈完全混合状态。当径流量小于280 m³/s或大于510 m³/s,北口上段持续完全混合;而在口门附近,完全混合和层化的临界径流量约为280 m³/s。研究认为瓯江河口北口存在周期性的层化,北口下段在落潮和涨潮初期呈部分混合状态,而其它时段为完全混合。上段只在落潮初期存在层化。层化增强主要是纵向对流与横向速度剪切导致,而湍混合和纵向潮应力是层化减弱的主要因素。     

The Bedload Movement in the Changjiang Estuary

- Sandwaves in the Changjiang estuary were measured with a shallow sediment profiler and an echosounder from 1978 to 1988. The data, together with grain size and bedform of sediment indicates that the bedload movement by rolling and saltation is of great significance to sediment transport and is the principal factor responsible for sandwave and sandbody development in the estuary. The sandwaves were found well-developed, which is related to the tidal range and the velocity of ebb current. However, the further growth is restricted by strong flood current prevailing in the estuary. Because of the significant bedload, the sandbodies shift obviously and frequently, and sometimes the exchange of position occurs between the sandbodies and tidal channels. As a result, ships are regularly forced to change their navigation course.     

长江口沉积物-铅的吸附动力学及环境影响

模拟研究不同水环境条件下长江口悬浮沉积时对Ｐｂ的吸附动力学,提供动力不模式,测定速率常数和分配系数。研究表明盐度和ＰＨ对吸附产生明显影响、ｋ１和ｋｄ分别与盐度存在着负指数关系;与ｐＨ存在线性关系。沉积物－Ｐｂ的吸附以化学作用为主。