基于经验模型的长江口南支上段压咸临界流量

河口区域盐水入侵,威胁三角洲地区城市淡水资源取用及生态环境安全,合理确定压咸临界径流流量,有助于进一步改进流域水库群的调度模式。以长江口南支为例,利用2009-2014年期间60余个潮周期氯度资料,综合分析多种盐度预测经验模型的有效性,确定了抑制咸潮入侵的临界径流流量。结果表明:①咸潮入侵强度随径流与潮差组合而不同,长江口径流流量小于30000 m^3/s时可发生盐度超标现象,69%的盐度超标天数发生在流量小于15000 m^3/s时期,当径流量小于12000 m^3/s时盐度超标几率达65%;②盐度与潮差之间为指数型曲线关系,潮差总体呈半月周期变化,根据潮差累积频率分布得到平均意义上"连续10 d盐度超标"临界条件对应的青龙港潮差约为2.7 m,由此推算得到临界大通流量略大于11000 m^3/s;③采用多种盐度预测经验模型进行计算,避免连续10 d盐度超标对应的临界径流流量区间为11000～12000 m^3/s,平均阈值取为11500 m^3/s;④在三峡及上游梯级水库联合运行后,2008-2015年长江入海最低径流流量有所增加,但仍低于压咸潮临界阈值,建议优化水库调度模式,控制长江入海径流最低流量在11500 m^3/s以上。     

长江河口海洋自然灾害初探

依据文献资料和统计数据,分析探讨了长江河口的海洋自然灾害,在此基础上,提出相应对策措施．结果表明,长江河口海洋自然灾害主要有海平面上升、风暴潮增多、咸水入侵加剧、沿江环境污染严重等．造成海洋自然灾害频发的主要原因是全球变暖．全球变暖导致海平面上升,从而引起风暴潮、海岸侵蚀、咸水入侵等海洋灾害数量的增加和强度的增大.长江河口的防灾减灾是一项社会减灾系统工程,需要各部门、多行业的共同协作．     

长江口悬沙浓度变化的同步性和差异性

近年来长江流域入海沙量呈现阶梯性减小趋势,三峡水库蓄水后加剧了这一减小趋势,并通过传递效应影响河口悬沙浓度变化。基于长江口1950-2013年悬沙浓度数据,结果表明：① 长江口南支河段及口外海域悬沙浓度为减小趋势,且越向海域减幅越小,同时与流域入海沙量减幅差距加大;② 北支优势流变化不大,但悬沙浓度为减小趋势,主要为南支和海域大环境悬沙浓度减小所致;③ 拦门沙河段悬沙浓度的峰值区域因径流减小、潮流相对增强,2003-2012年较1984-2002年期间峰值位置向口内上溯约1/6经度,上溯距离洪季 > 年均 > 枯季;④ 1999-2009年南槽进口悬沙浓度减小,主要是再悬浮和滩槽交换引起的悬沙浓度增量小于流域和海域悬沙浓度锐减引起的减量,中段该作用相反,悬沙浓度为增加趋势;⑤ 北槽进口由于分流分沙比减小、流域和海域悬沙浓度减小及再悬浮量减小等综合影响下,1999-2012年逐年的8月份悬沙浓度呈减小趋势,中段越堤沙量作用明显高于外部坏境引起的减小量,为增加趋势。     

The synchronicity and difference in the change of suspended sediment concentration in the Yangtze River Estuary

The sediment discharge from the Yangtze River Basin has a stepwise decreasing trend in recent years. The impounding of the Three Gorges Reservoir exacerbated this decreasing trend and affected the change of the suspended sediment concentration (SSC) in the Yangtze River Estuary through the transmission effect. The SSC data of the Yangtze River Estuary during 1959-2012 showed that: (1) The SSC in the South Branch of the Yangtze River in the estuary and in the off-shore sea area displayed decreasing trends and decreased less towards the sea. At the same time, the difference in decreasing magnitude between SSC and sediment discharge became bigger towards the sea. (2) For the North Branch the preferential flow did not change much but the SSC tended to decrease, which was mainly caused by the decrease of SSC in the South Branch and China East Sea. (3) Due to the decreased runoff and the relatively strengthened tide, the peak area of the SSC in the bar shoal section in 2003-2012 moved inward for about 1/6 longitude unit compared with that in 1984-2002, and the inward-moving distance was in the order of flood season > annual average > dry season. (4) In the inlet of the South Passage, the SSC decreased mainly because the increase caused by resuspension and shore-groove exchange was less than the decrease caused by the sharp SSC decrease in the basin and the sea areas. The reverse was true in the middle section, where the SSC showed an increasing trend. (5) In the inlet of the North Passage, under the combined influence of decreased flow split and sediment split ratios, the decreased SSC in the basin and the sea area and decreased amount of resuspension, the SSC displayed a decreasing trend. In the middle section, because the increased amount caused by sediment going over the dyke was markedly more than the decreased amount caused by external environments, the SSC tended to increase. Holistically, the sharp decrease in sediment discharge caused synchronized SSC decreases in the Yangtze River Estuary. But there were still areas, where the SSC displayed increasing trends, indicating synchronicity and difference in the response of SSC to the sharp decrease in sediment discharge from the basin.     

长江口水域多光谱遥感水深反演模型研究

利用Landsat-7 ETM 遥感影像反射率和实测水深值之间的相关性可以探测水深。该文介绍单波段、双波段比值和多波段3种线性回归模型以及动量BP人工神经网络水深反演模型。选择长江口北港河道上段作为研究区,利用上述模型,分两种情况进行水深反演:一是以河道全部历史样本建模;二是将河道按自然水深划分为浅水区和深水区分别建模。结果表明:神经网络模型预测精度高于线性回归模型;水深分区后线性回归和神经网络模型预测误差均有所减小。     

长江河口悬浮泥沙的混合过程

根据准同步观测的悬浮泥沙及表层沉积物粒度、流速、含沙量资料, 分析了长江口及临近海域悬浮泥沙在河口的混合过程。长江河口-陆架系统悬浮泥沙中值粒径呈现“细-粗-细”的变化规律, 河口上段悬浮泥沙中值粒径为8.9 μm, 拦门沙海域为10.5 μm, 陆架区为4.5 μm, 北支为9.9 μm, 杭州湾口为5.6 μm, 泥沙类型为粘土质粉砂。河口上段和陆架区悬浮泥沙与表层沉积物的垂向混合作用较弱, 拦门沙区域二者发生强烈的混合和交换, 悬浮泥沙在由长江河口向陆架系统输移过程中仅有表层泥沙保留了流域输入的泥沙粒度特征。长江口悬浮泥沙中值粒径与含沙量呈良好的正相关关系, 水流的剪切作用是引起拦门沙海域泥沙再悬浮、近底高含沙量和悬浮泥沙粒径增加的主要原因, 悬浮泥沙粒径和含沙量的增加主要由粉砂组分的增加引起。2007 年长江河口区范围内悬浮泥沙中值粒径比2003 年普遍减小11％, 含沙量比2003 年减小22%, 河口上段含沙量对流域来沙减少的响应最为敏感, 而拦门沙区的泥沙粒径对流域来沙减少的响应最敏感。在长江流域来沙量减少的背景下, 河口拦门沙区域仍能维持较高的含沙量, 主要缘于河口系统内部的供沙     

长江口表层沉积物分布特征及动力响应

基于长江口2003 年2 月采集的58 个表层沉积物样品及以同步水动力资料的分析表明, 表层沉积物中值粒径自江阴-口外逐渐变细, 由江阴附近的217.8 μm 减少到南槽口外的12.1 μm; 浑浊带海域表层沉积物中值粒径北港最大, 平均为126.2 μm, 北槽其次, 平均为48.4 μm, 南槽最小, 平均为14.2 μm; 口外海域则北槽最大, 为22.4 μm, 北港其次, 为16.5 μm, 南槽最小, 为12.1 μm。沉积物分选性大多为中等-很差, 中值粒径越大, 分选系数越 小; 沉积物偏度大多是近对称-极正偏; 峭度表现为中等峭度-很窄尖。横沙以上区域表层 沉积物类型以砂为主, 口外海域沉积物类型以粘土质粉砂为主, 浑浊带海域表层沉积物类型复杂多样。长江口主槽表层沉积物中值粒径与落潮历时、V_e/V_f 值和余流值等动力参数呈正相 关关系, 落潮动力条件是决定长江口表层沉积物中值粒径大小的主要动力因素。     

长江干流日径流序列的多重分形特征

基于长江干流寸滩、宜昌和大通三个主要控制水文站多年的日径流资料,运用多重分形消除趋势波动分析 (MF-DFA)等方法,识别长江流域不同空间尺度上径流序列的多重分形特征,并采用推广的乘积阶次模型,对多重分形谱进行拟合。结果表明: (1)长江干流的日径流序列具有自相似的多重分形特征,该多重分形特征是由序列内在的长程相关性引起的;(2)长江干流日径流序列的多重分形谱可用推广的乘积阶次模型进行描述,模型拟合的参数a、b可作为该水文站点的特征参数,能够对降雨径流模型有效地进行检测;(3)长江干流日径流变化的复杂程度具有空间差异性。下游大通水文站径流序列的奇异性大于上游两站点,其径流变化过程更为复杂,而上游两站奇异性相差不大。造成三个站点径流过程变化复杂程度差异的主要原因,包括集水面积、来水组成、降水特点和下垫面状况等。     

长江口北支湿地分类及生境特征

长江口北支湿地可以划分为海岸潮滩湿地生境、河口湿地生境和人工湿地生境3大类,生境类型丰富。分析了每类湿地生境的特征,最后指出由于人类的高强度干扰,生境破碎化严重,生物多样性降低,湿地生态服务功能减弱。     

长江口最大浑浊带悬沙浓度变化趋势及成因

基于长江河口1959-2011 年实测悬沙浓度数据,通过对河口最大浑浊带外围海域泥沙要素分析的基础上,研究了近期流域人类活动和河口整治工程对最大浑浊带悬沙浓度的影响。研究表明:① 流域人类活动对入海水量影响较小,无明显趋势变化,而沙量和含沙量呈现锐减趋势,也使得进入河口区域的泥沙量呈现一致锐减;② 长江口外海域和南部杭州湾海域悬沙浓度变化不大,北部苏北沿岸略有减小,因数值较长江口海滨区小约1 个数量级,对浑浊带影响较小;③ 最大浑浊带位置受径流和潮流控制,面积变化与入海沙量多寡关系密切;④ 整个浑浊带区域悬沙浓度受入海沙量锐减决定,2000-2009 年较1959-1999 年悬沙浓度减小约为24.73%,向海延伸减幅降低,且峰值区域向口内移动,泥沙再悬浮作用对维持最大浑浊带悬沙浓度起调节作用,但不能决定其锐减趋势;⑤ 北槽航槽最大浑浊带的悬沙浓度向海为低—高—低变化特点,受入海沙量锐减、北槽分流分沙比减少及床沙粗化等影响,使其上段和下段悬沙浓度减小趋势,而中段受南导堤越堤沙量的影响悬沙浓度呈增加趋势。