长江河口盐水入侵对大通枯季径流量变化的响应时间

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之间, 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。     

近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响Ⅲ.盐水入侵

本文应用本系列论文Ⅱ中建立的长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式,模拟长江河口20世纪50年代、70年代和2012年盐水入侵,定量分析不同年代河势下盐水入侵状况和变化程度及其原因。在北支,不同年代盐水入侵的变化是由分流比和潮差共同作用造成的。50年代北支盐水入侵较强,70年代大幅下降,中上段出现淡水,2012年盐水入侵极为严重,整个北支被高盐水占据,上段出现强烈的盐度锋面。50年代和2012年,北支盐水倒灌南支,大潮期间远大于小潮期间,2012年远强于50年代,70年代没有北支盐水倒灌南支现象。在南支,50年代、70年代南支大部分为盐度都小于0.45的淡水,在2012年大潮期间由于出现了强烈的北支盐水倒灌,南支上段出现盐度大于0.45的盐水。在南北港,在50年代盐水入侵最严重;大潮期间,北港净分流比南港大21.6%,北港盐度小于南港盐度,外海盐水主要通过南港入侵,出现南港盐水倒灌进入北港的现象。至70年代,南支主流转向南港,南港净分流比增大,比北港大10.4%,南港盐度明显小于北港盐度;南北港盐水入侵较弱。在2012年,南支主流再次转向北港,北港分流比比南港大10.4%,南港的盐水入侵再次强于北港。小潮期间,50年代由于南港分流比相比于大潮时更小,南港盐水上溯距离更远,上段盐度比更大;至70年代,北港分流比减少,盐水入侵减弱;至2012年,由于大潮时期北支倒灌的盐水在小潮期间到达北港,北港净盐通量比大潮时期大。由于潮动力减弱,小潮期间各年代垂向盐度分层更明显,盐水入侵变化与大潮期间一致。     

特枯水文年长江口南槽盐水入侵分析

2006年6月至2007年5月长江入海径流量较多年平均减少1/3,为特枯水文年.根据长江口南槽江亚北水道实测盐度等资料,分析了该特枯水文年的盐水入侵状况.结果显示:研究区该时间段几乎均为盐水所占据,96.6% 的天数处于盐水入侵状态;与常年相比,盐度具有年变幅大、洪枯季差异小、高盐月份多的特点.研究表明:盐水入侵主要受径、潮流控制,多发生在小径流量-大潮期;大通径流量 30 000 m3/s 是盐水入侵与否的阈值.     

冬季北风风速对长江河口盐水入侵的影响

本文应用三维数值模式ECOM-si,研究冬季不同北风风速对长江河口盐水入侵和青草沙水库取水的影响。数值实验结果表明,北风驱动苏北高盐水向南往长江口输运,在埃克曼输运作用下,长江河口形成北港进南港出水平环流,加剧北港盐水入侵。在枯季平均径流(11 900 m3/s)条件下,当北风风速超过10 m/s,北港口门水通量朝陆净输运,当风速超过11 m/s,北港盐水倒灌至南港。无风时,北港半月平均盐度仅为0.97,北港口门半月平均水位仅为0.13 m;当风速增加到14 m/s时,盐度和水位分别增长到27.4和0.42 m。北风减少了青草沙水库的取水天数。无风时青草沙水库30 d内可取水天数共有29.7 d;当风速高于10 m/s,30 d内可取水天数降为0 d。北风风速增强能够显著增加北港盐水入侵,不利于青草沙水库取水。     

长江河口盐水入侵锋研究

根据１９５９－１９８８年部分年份长江口南港南槽、南港－北槽－北港和北支共２２个纵向测次资料，计算分析各入海通道向盐水入侵锋的伸退区域及其特征。利用密度佛氏数Ｆ＇ｘ的计算结果，提出确定盐度锋迁移范围和滞流点的判据。研究结果表明，盐度锋对河口量大浑浊带主要有两大贡献：锋区含盐有利于泥沙絮凝；锋面附近形成的重力环流，有利于泥沙富集，形成最大浑浊带。     

河口环流和盐水入侵Ⅱ--径流量和海平面上升的影响

本文利用本序列上篇论文建立的理想河口数值模式,研究径流量和海平面上升对河口环流和盐水入侵的影响.在径流量增大的情况下,口门内表层向海的流速增大,底层向陆的密度流减弱,滞流点下移.口门外侧向口门的密度流增大,上升流趋于增强.口门内盐水入侵减弱,口外盐度减小、冲淡水扩展范围增大.在口门上游北岸底层盐度下降明显,口门处南岸表层盐度下降明显.径流量变化对盐水入侵影响十分巨大.在海平面上升的情况下,拦门沙区域向陆的密度流增强,滞流点上移,表层向海的流动增大.口门内盐水入侵增强,口外盐度增大,冲淡水扩展范围减小.海平面上升对盐水入侵影响十分明显,北岸底层盐度增大尤为特出.     

长江河口青草沙水库盐水入侵来源

应用改进的三维数值模式ECOM-si,从模式计算的盐度和流向的变化过程、涨憩和落憩时刻盐度等值线和淡水区域的变化,分析在一般动力条件下青草沙水库取水口盐水入侵来源。计算结果表明,小潮后中潮、大潮、大潮后中潮和小潮期间北支倒灌占青草沙水库取水口表层盐水入侵比例分别为69.5%、89.3%、98.5%和99.5%,占底层盐水入侵比例分别为34.9%、88.9%、98.5%和99.5%。除了小潮后中潮期间底层盐水入侵来源主要来自下游外海(占65.1%),青草沙水库取水口表层和底层盐水入侵来源主要来自北支盐水倒灌,尤其是大潮后中潮和小潮期间几乎全部来自北支盐水倒灌。     

径流和潮汐对长江口盐水入侵影响数值模拟研究

影响长江口盐水入侵的主要动力要素是上游径流和外海潮汐.利用盐度实测资料验证了平面二维盐度数学模型.结果表明,实测资料和模拟结果相符,在此基础上进行了4种不同水文组合的模拟计算.通过计算结果分析,取得了长江口地区盐水入侵平面分布的基本规律.     

长江口北支盐水倒灌南支对青草沙水源地的影响

自1978年以来，在长江口的几个关键岸段（例青龙港、新建、高桥、堡镇等）设置盐度观测站；1992－1994年的枯季、在青草沙水源地的南、北两侧各抛测量船一般，在一个完整的大、中、小潮期间、连续逐时观测流速、流向、水深、盐度等，同时在青龙港等处设置6个岸边观测点同步取样；1995－1996年在船站位置各设置氯离子自动监测仪一台；1996年3月又进行了一次大规模的长江口水文测验。本文对大量的现场资料作了分析计算。研究结果表明，青草沙水源地盐水来源主要有北支倒灌咸水团和外海咸水入侵。前者的特征为，氯度的半月变化是小潮期（或小潮后的寻常潮）的氯度反高于大潮期，氯度的潮周日变化是日最高值出现在落憩附近，日最低值出现在涨憩附近，氯度的垂向分层不明显。这与外海盐水入侵引起的氯离子浓度在半月和潮周日内的变化特征正好相反。     

长江口南支潮流的一个数值模拟

为了能够精确地拟合天然水域不规则的水陆边界,并能保持有限差分数值计算在矩形网格中进行,本文利用Thompson的数值网格生成技术,在长江口南支七丫口至横沙河段设计了一个椭圆型边界拟合坐标系,并在这个坐标系下建立了平面二维潮流数学模型。通过数值求解此数学模型,实现了计算区域内现状潮流的一个数值模拟,模拟结果表明,模式的设计是成功的。     

长江口南支-南港沙波的稳定域

1997年枯季和1998年特大洪水后期,在长江口南支一南港用直读式海流计和Endeco／YSI Inc．174SSM流速仪定点测量近底和表层流速大小和方向,并采集床面泥沙样品经室内分析得到底沙粒径,用声学测深仪和Ultra Electronics旁侧声纳仪走航测量床面形态。结果表明：1)枯、洪季时落潮流近底和表层流速比涨潮流流速大,落潮流周期比涨潮流周期长,且洪季落潮流表层流速大于枯季时,洪季落潮流周期比枯季时长;2)床面泥沙枯季时为粗粉砂至极细砂,而洪季时为极细砂至细砂;3)枯、洪季床面上的沙波形态受落潮流控制,波高与波长之比值以及背流面坡度较小,洪季时沙波波高比枯季时高,波长比枯季时长。显然,长江口南支-南港落、涨潮流和床面泥沙粒径及沙波形态的特征均与季节性变化的径流有关。此外,在Van den Berg and Van Gelder(1993)底形稳定相图中,作者提出了一个新的沙纹与沙波间的转化边界。     

台风对长江口铜沙航槽回淤的影响

长期以来,人们对台风导致航槽淤积的严重性认识不足,直到1983年10号台风侵袭上海沿海地区,铜沙航槽为之恶化,这才引起对台风影响航槽淤积的重视。     

长江河口浮泥形成机理及变化过程

1976年以来，在长江河口盐水楔和最大浑浊带活动的河道进行了20余次现场观测，本文在现场观测资料基础上，确认长江河口浮泥由细颗粒泥沙组成，中值粒径在8－11.5um,小于2um的粘土占28.18%-36.39%,长江河口浮泥是悬沙在盐水混合环境中絮凝沉降于近义廾风暴潮再悬浮泥沙形成的高浓度浑水层，在成因类型上分为憩流浮泥，盐水楔浮泥和风暴潮浮泥，第1种在涨或落潮转流期低流时形成，规模大，厚度薄，第2种在盐水楔发育时形成，规模较小，厚度较大，第3种在大风后形成，规模大，厚度薄，第2种在盐水楔发育时形成，规模较小，厚度较大，第3种在大风后形成，规模大，范围广，若三者相遇，则浮泥厚度和范围最大，浮泥具有枯季，大小潮秽暴周期变化规律，长江河口河道多的浮泥层，浮泥层的变化与河口拦门沙的冲淤有良好的正相关。     

长江口南支河床质的运动规律

对长江口南支河床不同地貌单元上河床质的组成进行了分析,并通过室内环形水槽试验和现场资料分析、验证,得出不同河床质的运动规律,然后在分析各家泥砂运动公式的基础上,得出适合于长江口南支河床质的运动表达式。     

长江口区浮游动物生态研究

长江口区终年有大量长江淡水流入,营养盐丰富,并且泥沙含量较大,透明度低,盐度变化幅度大(3-33)。 长江口区是我国重要渔场之一,凤鲚、刀鲚、银鱼、鲻、鲳等均在此产卵,许多海产鱼类的仔、幼鱼也在此索饵、栖息。因此长江口区浮游动物生物量的分布与其附近渔场有密切关系。     

三峡工程对长江口区渔业资源影响的数值模拟

河口生态环境与渔业资源受多种因素影响，其变化过程与作用机制错综复杂。动态模型的建立可以简单概括其结构，归纳出其基本特征，为定量描述和分析河口生态环境与渔业资源的变化提供有力工具。三峡工程对长江河口区生态环境及渔业资源影响的前期研究工作已初步查清河口及邻近海域的本底情况和一些基本规律(张法高等，1987；刘瑞玉等，1987) ，后期工作又进一步收集整理了大量有关历史资料，这为建立长江口渔业资源模型提供了有利条件。     

长江河口悬浮物对几种金属吸附的pH效应

在实验室中控制吸附反应体系的pH，研究了长江河口现场悬浮颗粒物质对添加金属Cu、Pb、Zn和Cd吸附作用。结果表明，反应体系pH值的增大使得金属在悬浮颗粒物质上的吸附百分率增大。在长江河口水体pH变化范围内，pH的变化对Cu和Pb在悬浮颗粒物上的吸附作用影响较小，而对Zn和Cd的影响则非常显著。根据固—液界面吸附模型，长江河口悬浮物质对Cu、Pb、Zn和Cd的吸附平衡常数(IgK)分别为—8．87、—6．51、—13．68和—13．65。长江河口特定的水化学环境和水、沙特征决定了金属Zn和Cd的环境行为显著受到pH变化的控制，而pH对Cu和Pb的影响可能较小。     

21世纪初长江入海流量变化及其对长江口水质、生态环境的影响

长江年平均入海水量近１０×１０１１ｍ３ ,占全国水资源的３５% ［１］。长江口为中等强度的潮汐河口 ,进潮量枯季小潮为１３×１０８ｍ３ ,洪季大潮达５３×１０８ｍ３。长江入海流量的丰枯及其变化过程除了受其流域的大气环流、地质、植被等自然因素制约外 ,同时还受到人类改造自然活动的影响 ,下世纪初主要有三峡水利枢纽工程、南水北调和沿江引水等。１人类活动对入海流量的影响１ １三峡工程三峡水库位于长江干流上、中游的交界处 ,坝址在宜昌上游４０ｋｍ处的三斗坪 ,距河口约１８００ｋｍ ,属峡谷河道型水库 ,总库容３９３×１０８…