长江口水域悬沙浓度时空变化与泥沙再悬浮

根据近年来长江河口及其邻近水域8个测站1年的表层悬沙浓度逐日观测资料,并结合水动力状况,对悬沙浓度的时空变化进行了分析。结果发现,长江口自徐六泾以下悬沙浓度不断增高,并呈现口内夏高冬低,而口外冬高夏低,且量值为口外大于口内,杭州湾大于长江口。表明长江入海泥沙在海洋动力作用下强烈再悬浮;悬沙浓度在时间上呈现明显的大小潮周期和季节性变化。进一步分析认为,海洋动力 (风浪和潮流) 是泥沙再悬浮的主导因素,制约悬沙浓度的年内变化,其中潮流控制悬沙浓度的大小潮周期变化,风浪引起悬沙浓度的季节性变化,河流径流和海洋动力的对比制约悬沙浓度的空间分布。     

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。     

长江口浑浊带含沙量的潮流变化及其成因分析

实测数据显示在长江口南槽浑浊带内,近河床含沙量在很多情况下在转流后1—3h内出现峰值,在涨、落急流速最大时含沙量却迅速下降。本文利用实测数据计算了不问潮时的泥沙垂向紊动扩散系数,发现它与底层含沙量有类似的变化过程,结合近底层高浓度悬沙的迁移,认为转流后出现的含沙量峰值主要是由于憩流期沉降到河床的悬沙重新悬浮引起的。重新悬浮是浑浊带的重要成因。     

我国沿海近岸带水域的悬沙分布特征

本文根据实测悬沙资料,阐述了我国沿海近岸带水域的悬沙浓度由黄河口和长江口-杭州湾为中心,分别向南、北递减,高低相间,构成波状起伏的分布特征,同时分析了径流输沙、潮流、波浪、海岸类型诸要素在悬沙浓度时空变化中的不同作用.     

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     

ADCP在长江口悬沙输运观测中的应用

声学多普勒流速剖面仪 (ADCP)是近年来发展起来的一种用于测量流速的声学仪器 ,同时还可以通过建立回声强度和现场取得水样的回归关系式而获得悬沙浓度的数据。本文利用在长江口两个站位的高频观测数据 ,对现场取得的悬沙作粒度分析 ,在此基础上对枯季长江口地区悬沙输送机制和悬沙粒度对水动力的响应进行了分析和探讨。结果表明 :平均流输运在整个悬沙输送中占主导地位 ,同时潮扩散和垂向扩散作用也是引起两站悬沙输运的重要因子 ;不同层次和不同时刻的悬沙粒度参数的变化 ,既和海 陆转换有关 ,也和潮相变化密切相关。     

长江入海泥沙的交换和输移过程——兼论泥质区的“泥库”效应

采用粒度谱的计算方法分析高浊度河口混合环境下悬浮泥沙和表层沉积物的交换过程,研究悬浮泥沙在河口—陆架系统的输移和归宿问题。分析表明:(1)大约有47%的悬浮泥沙沉积在长江口拦门沙海域及水下三角洲前缘,超过50%的悬浮泥沙摆脱河口的"束缚"进入杭州湾以及向南沿浙闽海岸输运,122.5°～123°E是长江悬浮泥沙向东扩散的重要界限。本文提供的粒度谱计算方法可适用于多种潮汐环境的泥沙输运和沉积的定量计算。(2)长江口悬浮泥沙与表层沉积物高交换区(交换率>0.6)主要分布在南槽口外的泥质区和杭州湾附近海域,其中长江口外泥质区的交换率高达0.9以上,说明该区域悬浮泥沙大量参与供沙和造床过程。在10～100年尺度上,长江口南槽口外的泥质区和杭州湾存在着一个显著的沉积中心,其泥沙交换速率可高达2～3cm/a以上。(3)由于受沿岸流和台湾暖流的影响,从长江口输出的大部分悬浮泥沙首先沉积在长江口南槽口外的泥质区,随后在潮流的作用下向长江口、杭州湾和沿海岸向南输运,泥质区充当了长江口系统泥沙输运和入海泥沙向南输送的"泥库"。长江口泥质区既是长江入海泥沙向口外输送的泥沙"汇",也是涨潮输入长江河口和杭州湾、浙闽沿岸泥质带的泥沙"源"。(4)由于长江口外余流向南槽口外汇聚,南槽口外含沙量较高,而且长江口水下三角洲前缘潮滩仍处于缓慢淤涨状态,上述水动力和地貌的综合分析证实了长江口外泥质区的"泥库"效应。在长江入海泥沙减少的背景下,"泥库"对河口地貌发育的贡献明显;随着流域减沙的不可逆转,口门附近的"泥库"将发挥愈来愈重要的向河口系统供沙的功能。     

温州海区近岸表层水体悬沙分布及运动规律的遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料和实测含沙量资料,建立温州海区悬沙遥感模式,对表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行分析。研究表明,该海区水体表层平均含沙量较高,为0.1~0.3 kg/m3,受落潮流和N-NE向风浪作用及江浙沿岸流的影响,泥沙有自北向南沿岸输移的趋势,并在距浙江沿岸30~40 km范围内有一条明显的泥沙浑浊带,其范围由北向南逐渐减少,表层水体含沙量也由北向南逐渐降低,对浙江沿岸的泥沙运动产生重要影响。     

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。     

特枯水情对长江中下游悬浮泥沙的影响

基于长江中下游气象资料、历史水沙资料和2006 年10 月现场水沙观测资料, 分析了 典型枯水年大通站的月均径流量和输沙率特征、2006 年特枯水情产生的气候背景以及对长江中下游含沙量和悬沙粒径产生的影响。分析表明, 枯水年长江干流输沙量有显著的减少, 2006 年特枯水情下大通站汛期输沙量仅占多年平均值(1985-2000 年) 的19.8%。在特枯水情 和三峡工程蓄水的背景下, 2006 年10 月长江中下游含沙量平均为0.057 kg/m³, 只占 2003-2005 年10 月平均值的20.6%。2006 年10 月长江中下游悬沙中值粒径平均为4.8 µm, 悬沙中值粒径只占多年平均值的26.3%, 占近期平均值的41.8%。含沙量、悬沙粒度和中游 河床冲淤特性的综合分析表明, 城陵矶-湖口河段水沙垂向交换强, 是三峡兴建以后近期河 道调整频繁的河段。洞庭湖和鄱阳湖对长江干流含沙量的贡献较大, 尤以鄱阳湖的贡献最大, 长江中下游其他支流对长江干流含沙量的贡献较小。汉江和巢湖对长江中下游悬沙粒径的影响相对较大, 而洞庭湖和鄱阳湖则对悬沙粒径的影响相对较小。     

长江河口最大浑浊带水沙输运机制分析

本文根据大量的实测资料，运用机理的分析方法，讨论了长江口最大浑浊带中各输沙项的作用。结果表明，平均流输沙、斯托克斯漂流效应、潮汐捕集以及垂向不流是净输沙的主要部分。     

长江河口枯季河床沉积物与河床沙波现场观测研究

于2002年3月利用浅地层剖面仪、双频道测深仪、旁侧声纳和ADCP流速剖面仪、ENDECO海流仪、OBS测沙仪在江阴至横沙岛航行150km,取得河床沉积物、河床形态和与此相关的动力因子实测资料。采用沉积学和泥沙运动力学相结合的方法进行研究,结果表明:观测期间该河段河床沉积物颗粒组成以细砂为主,中值粒径为2φ左右,分选较好;河床泥沙以单颗粒群体跳跃运动为主,在河床上形成沙波形态,并发育良好;其河床沙波的形成、发展和消失与河床沉积物颗粒度特征和涨落潮水流强弱息息相关。     

Temporal and spatial changes of suspended sediment concentration and resuspension in the Yangtze River estuary

A detailed analysis of suspended sediment concentration (SSC) variations over a year period is presented using the data from 8 stations in the Yangtze River estuary and its adjacent waters, together with a discussion of the hydrodynamic regimes of the estuary. Spatially, the SSC from Xuliujing downwards to Hangzhou Bay increases almost constantly, and the suspended sediment in the inner estuary shows higher concentration in summer than in winter, while in the outer estuary it shows higher concentration in winter than in summer, and the magnitude is greater in the outer estuary than in the inner estuary, greater in the Hangzhou Bay than in the Yangtze River estuary. The sediments discharged by the Yangtze River into the sea are resuspended by marine dynamics included tidal currents and wind waves. Temporally, the SSC shows a pronounced neap-spring tidal cycle and seasonal variations. Furthermore, through the analysis of dynamic mechanism, it is concluded that wave and tidal current are two predominant factors of sediment resuspension and control the distribution and changes of SSC, in which tidal currents control neap-spring tidal cycles, and wind waves control seasonal variations. The ratio between river discharge and marine dynamics controls spatial distribution of SSC.     

长江口水域悬沙浓度时空变化与泥沙再悬浮

A detailed analysis of suspended sediment concentration (SSC) variations over a year period is presented using the data from 8 stations in the Yangtze River estuary and its adjacent waters, together with a discussion of the hydrodynamic regimes of the estuary. Spatially, the SSC from Xuliujing downwards to Hangzhou Bay increases almost constantly, and the suspended sediment in the inner estuary shows higher concentration in summer than in winter, while in the outer estuary it shows higher concentration in winter than in summer, and the magnitude is greater in the outer estuary than in the inner estuary, greater in the Hangzhou Bay than in the Yangtze River estuary. The sediments discharged by the Yangtze River into the sea are resuspended by marine dynamics included tidal currents and wind waves. Temporally, the SSC shows a pronounced neap-spring tidal cycle and seasonal variations. Furthermore, through the analysis of dynamic mechanism, it is concluded that wave and tidal current are two predominant factors of sediment resuspension and control the distribution and changes of SSC, in which tidal currents control neap-spring tidal cycles, and wind waves control seasonal variations. The ratio between river discharge and marine dynamics controls soatial distribution of SSC.     

甬江河床演变及航道治理

本文分析甬江动力、泥沙、边界及河床演变的基本特征,提出甬江航道整治的原则和措施。     

长江河口悬沙的运动方式与沉积形态特征分析

长江河口为三级分汊四口入海的中等潮汐强度的三角洲河口。长江河口的悬沙输运有净上移、净下泄、上层下泄而下层上溯、潮滩与主槽之间的泥沙交换及涨潮槽泥沙倒灌落潮槽等五种形式。根据悬沙沉积的不同地点不同沉积形态可分为暗沙、拦门沙、口外水下三角洲以及河口潮滩四种类型。