长江口北支水道萎缩淤浅分析

根据1958～2009年长江口北支水下地形实测数据,基于GIS技术进行计算分析,结果表明：长江口北支水道趋于萎缩淤浅,其发展特征表现在河道宽度缩窄、水深变浅、水域面积减少以及河槽容积缩小;其驱动原因为1955年左右的自然河势调整以及几十年来沿岸人工围垦工程;北支萎缩淤浅造成了水道消亡加速、水沙倒灌风险加大。拟应采取修闸建坝等水利设施,充分利用北支水道的价值,减小其负面风险。     

三峡水库对长江河口北支咸潮倒灌影响探讨

为了解三峡水库的运行对长江河口北支咸潮倒灌的影响,对三峡水库初步运行前后北支咸潮倒灌的变化进行了分析.结果表明:三峡水库运行后,受水库下泄水量变化影响,北支咸潮倒灌时间提前,10~11月咸潮倒灌强度增加,12月至次年4月倒灌强度减弱,咸潮倒灌强度的降幅小于增幅;在咸潮倒灌最为严重和长江口淡水利用最为重要的1~4月,水库的实际运行所引起的北支咸潮倒灌减弱的幅度并不大;三峡水库的实际运行使得北支咸潮倒灌的强度在各月重新分配,但对一年中整个咸潮期咸潮倒灌的总强度影响不大;水库运行后,北支极端咸潮倒灌的强度降低,这对提高长江口水源地的供水安全及保证率有利.     

近十年来长江口北支动力地貌演化过程

北支是长江河口重要的分汊河道之一,其演化关系到通航条件、生态保护及河口工程的安全性,是水利学和海洋学界共同关注的话题。本文收集2007～2017年间河道实测断面数据,利用GIS技术对北支演化及其影响因素进行分析。结果表明：2007～2017年间长江口北支整体以侵蚀为主,共侵蚀泥沙量约13.97×10⁶ t,年均侵蚀厚度约0.46 cm,空间上呈中上段侵蚀,下段淤积,口门“北冲南淤”的变化特征;流域输沙减少和大量围垦采砂是北支近期河槽侵蚀和潮流沙脊消失的主要驱动因素,河道宽度和曲率的变化是引起北支冲淤空间差异的主要原因,地转偏向力对口门演化影响明显。鉴于北支的侵蚀演化已影响到滩涂湿地的发育,故建议未来北支周围省市应坚持“长江大保护”和“长三角一体化”等国家战略,协同保护北支的滩涂湿地。     

长江河口区上段水、悬沙通量及其对北支演化的意义

2007年9月在长江河口3条控制断面的全潮观测结果表明,长江口南支均以落潮流和落潮输沙占优,而北支大、小潮期间的水沙输运特征迥异;其特征与长江径流、河口地形地貌特征密切相关.小潮期间,长江口北支以落潮流占优;大潮期间,则以涨潮流占优,且悬沙输运率比小潮期间增大一个数量级.分析结果进一步表明,从1958年至今,长江口北支的分流比呈下降的趋势,已由11.8％降至目前的1.9％;长江口北支也由早期的悬沙输入(与径流方向相反)通道变为输出通道,目前其分沙比仍达6.4％ ～7.9％左右.总体上,分流分沙比呈显著减小趋势,这是长江口北支萎缩的重要特征之一.此外,北支分沙比显著大于分流比,将可能造成北支的进一步淤积.     

长江口南汇东滩水动力条件变化的数值预测

南汇东滩紧邻长江口主要排沙通道南槽而成为泥沙沉降的一个重要部位,为促淤围垦提供了有利的滩地和来沙条件,是上海市规划围垦的重点区域。目前上海已在南汇东滩开始实施围垦工程,围垦工程改变了长江口南汇岸线,也改变了南汇东滩的水动力条件。为了解围垦工程实施后水动力条件的变化,采用二维潮流数学模型模拟南汇东滩促淤围垦工程实施前后流场的变化,探讨围垦工程对邻近水域水动力产生的影响,为预测圈围工程实施后南汇东滩变化提供水动力学依据。     

长江口北支河槽容积变化特征的定量分析

北支河槽容积变化是北支河道演变趋势在定量上的直接表现,河道边界条件和河床泥沙运动是影响河槽容积变化的主要因素。收集1986—2013年长江口北支河道年实测地形资料,利用GIS技术建立不同时期水下数字高程模型,进行北支河槽容积变化和河床冲淤变化特征分析。结果表明,北支岸线圈围和泥沙淤积导致了1986年以来河槽容积萎缩。北支河槽0m线以下容积共减少约7.110亿m3,岸线圈围引起河槽容积减少4.000亿m3,占比56.3%;泥沙淤积引起的河槽容积减少3.110亿m3,占比43.7%。具体而言,北支上段河槽容积萎缩主要是泥沙淤积所致,其航道开发综合利用应遵循上段的泥沙运动规律特点;中段则是边滩圈围和沙洲并岸引起,边界调整后束流作用加强,河床冲刷,断面形态调整后水深条件更加有利于中段的航道利用开发;下段是泥沙淤积和边滩圈围共同影响所致,泥沙淤积影响略大,但下段沿北岸-5m深槽始终存在且稳定,具备航道开发利用的河势基础,且南侧河道边界仍具有可圈围的余地。     

长江口南支河段盐水入侵规律的研究

依据实测资料分析和数学模型计算分析了上游径流、外海潮流以及河势变化对长江口南支河段盐水入侵的，同时着重研究了长江口北支以及南支下游的南、北港三个盐水入侵源对南支河段盐水入侵的影响。研究表明：徐六泾水域基本不受盐水入侵的影响；浏河口以上主要为北支倒灌盐水所控制；钱泾、七丫口河段受北支倒灌的影响；宝钢水域受到三个人入侵源的共同影响，其含氯度峰值一般发生在中、小潮期，主要取决于北支倒灌南支的过境盐水。综     

江苏圆陀角附近潮滩沉积岩芯粒度变化及其环境意义

江苏圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交汇处,发育了粉砂淤泥质海岸典型潮滩地貌,潮滩岩芯沉积物粒度变化记录了潮滩环境变化的信息。2007年在圆陀角附近潮滩采集了192cm长的柱状岩芯,对沉积物的粒度组成进行了分析,分析结果显示,砂质粉砂是主要的沉积类型,岩芯分为三部分,从下部向上,粗颗粒沉积组分减少,反映了采样点附近潮滩环境由潮滩中部向上部转化的过程。根据岩芯沉积物¹³⁷Cs的1963年和1986年两个蓄积峰值时标推算,1963年以来的平均沉积速率为2.3cm/a,1986年以来的平均沉积速率为1.6cm/a,1963～1986年之间的平均沉积速率达到2.9cm/a。沉积速率变化表明20世纪60年代以来伴随潮滩淤积增高,圆陀角附近潮滩沉积物的沉积速率下降,大体与辐射沙洲南翼淤积型潮滩淤积速率一致,小于长江口外的泥沙沉积速率。泥沙来源主要是苏北沿岸流携带的部分泥沙在圆陀角附近沉积,伴随研究区围垦活动向海推进,在长江北支口门北侧形成了大片的泥质潮滩和水下沙嘴。     

长江口枯季北港淡水向北支扩展的动力机制

2011年12月至2012年1月长江口的现场观测资料表明,大潮和大潮后中潮期间,北港的淡水向北支口门和下段扩展,减小了北支下段的盐度,而小潮及其后的中潮期间无此现象。为了确证淡水的来源,采用验证良好的三维数值模式再现了上述观测现象,并通过数值试验和淡水通量机制分解方法分析其动力成因。数值试验结果表明,大潮及其后的中潮期间,北港主槽流经北港北汊及其周围浅滩的水体是北支淡水的主要来源,拉格朗日余流输送是其向北支扩展的主要动力机制。北港北汊的增深增加了进入北支的淡水通量,减弱了北支的盐水入侵。偏北风风速的增加抑制了北港淡水向北支的扩展,增加了北支的盐水入侵。     

长江北支口门圆陀角附近潮滩沉积物粒度记录及其对环境变化的响应

江苏圆陀角位于长江口北支与江苏海岸交汇处,海岸沉积动力环境复杂,潮滩沉积物粒度变化记录了潮滩环境变化的信息.根据2007年4月采集的表层样和钻孔岩芯粒度分析,圆陀角附近Yyb断面表层沉积物粒度在互花米草滩前缘较粗,大堤前岸滩最粗,光滩和互花米草滩粒度较细.YY孔岩芯沉积物粒度组成以砂质粉砂为主,粒度变化自下向上呈先由粗变细再变粗的特点,表层样和钻孔岩芯粒度变化反映了潮滩沉积物对风暴潮、潮汐海洋动力、大米草和互花米草种植以及大规模围垦的综合响应.173Cs测年结果推算出YY孔岩芯1954年以来、1963年以来、1975年以来和1986年以来的平均沉积速率分别为2.38cm/a,2.23cm/a,2.44cm/a和1.24cm/a.岩芯沉积物的沉积速率总体随潮滩淤积增高而下降,1975～1986年间沉积速率的快速增加,主要与圆陀角附近互花米草的快速淤积有关.     

长江潮流界位置探讨

长江是径流、潮流中等的潮汐河口,纳潮量十分巨大。长江口水流动力因素以径流和潮流为主。对潮流界位置进行了探讨,其位置随上游径流大小而变化,国内流行的一种长江潮流界在江阴的说法是不够确切的。     

大凌河口水动力数值模拟分析

采用大凌河实测长系列河道径流及水下地形等数据, 通过建立水动力数值模型, 综合考虑潮流和河道径流的影响, 对大凌河口的潮流进行模拟, 探讨大凌河口及辽东湾北部海域水动力过程的主要特征. 结果表明: 大凌河口附近海域的海流以潮流为主, 具有明显的往复性质. 潮流总的运动趋势是, 涨潮主流向为北东, 落潮主流向为南西. 大潮流速大于小潮流速, 涨潮流历时与落潮流历时几乎相当. 最大涨潮流速约为0.52 m/s, 最大落潮流速约为0.4 m/s, 潮流涨落平均潮流强度的分布大体和该海域等深线相适应.     

钱塘江河口大规模治江围涂后对涌潮高度的影响

根据钱塘江河口治江围涂前和大规模治江围涂后现场实测的涌潮高度数据,对盐官以下河段大潮期涌潮高度的变化进行分析,结果表明,大规模治江围涂后的涌潮最高河段已由治江围涂前的新湾下移至大缺口段,并且大规模治江围涂后的涌潮最高值比治江围涂前增高了0.4 m,盐官河段增高0.1 m.盐官以上河段治江围涂后的涌潮高度变化,主要与径流对沙坎顶的冲淤密切相关,在其它条件相同时,治江围涂后的涌潮高度有所增大.这一结果与某些年份因涌潮增高,标准堤大量溢流等实例基本相符.     

深圳河感潮河段洪水特性变化及成因分析

感潮河道洪水特性受陆海双相复杂动力的共同影响.选取深圳和香港的界河——深圳河,基于实测降雨、流量及水位资料,分析潮动力作用下2018年"0829"典型洪水的变化过程,并与流量量级和洪潮遭遇过程相当的2008年6月洪水进行对比,发现"0829"洪水期间河道中上部水位升高约1.4m,河道防洪压力增大.分析发现河道淤积、河道...     

曹娥江出口江道的演变与整治

揭示了曹娥江出口江道演变的影响因子:既有自然的,也有人为的,主要包括地转偏向力、径流量、来沙量和人类活动等.认为曹娥江出口江道的频繁摆动在很大程度上受制于钱塘江主槽的变迁和南股槽的变化.从兼顾防洪排涝和两岸围涂造地考虑,曹娥江出口江道以出东北方案为佳.提出了"因势利导,围涂治江"的整治原则.堵截南股槽可以稳定钱塘江主槽走向,进而稳定曹娥江出东北的走向,同时也可增加围涂面积.     

重大水利工程对长江中下游干流河槽和岸线地质环境影响研究

本文主要采取历史水下地形和水位数据分析、干流河槽现场测量、室内测试和综合评价等方法对重大水利工程影响长江中下游干流河槽和岸线进行了分析和研究,取得如下新进展：（1）创新构建了一套多模态传感器系统,实现陆上和水下一体化水动力、沉积和地貌特征测量与数据采集。（2）调查研究发现,长江干流河槽冲刷强烈,岸线窝崩、条崩发育。（3）悬沙和床沙粗化,河床阻力下降,发育侵蚀型链珠状沙波,长江大桥主桥墩冲刷严重。（4）潮区界显著上移,潮区界变动河段地貌发生重要变化。在此基础上,研究认为应该加强长江中下游干流河槽、沿岸高陡岸坡、支流入汇干流河口、崩岸以及跨江大桥桥墩冲刷等调查、监测和成因机理分析。上述研究成果对长江岸滩防护和修复、航道整治、沿岸防洪、长江大桥桥墩维护等具有重要意义。     

钱塘江河口水流-河床相互作用及对盐水入侵的影响

通过长系列实测水文、地形资料分析,钱塘江河口上段河床具有大冲大淤和洪冲潮淤的演变特性,影响河口上段的潮汐强弱,进而影响盐水入侵。若年内丰水期径流量大,则河床出现“大冲”,河床容积增大,潮汐增强,导致秋季强潮期盐水入侵加剧;反之,若年内丰水期径流量小,河床容积较小,导致秋季强潮期盐水入侵减弱。结果表明,钱塘江径流对盐水入侵存在直接和间接影响:直接影响是盐水入侵与径流量成反比;间接影响是通过径流冲刷河床,引起潮汐增大,间接导致盐水入侵加剧,这是钱塘江河口大冲大淤以及对潮汐巨大反作用的特性造成的。     

Impact of human activity on the estuary of the Qiantang River and the reclamation of tidal flats and river regulation

The swing of the main channel of the Qiantang River is controlled by the high-water and low-water changes in the river, as well as the impact of large-scale reclamation of tidal flats. Its evolution in modern times is the result of the combined functions of natural and man-made factors. This paper analyzes the cause of the formation of the South Channel and Xisan Tidal Furrow and proposes the regulation principle of “To regulate the river and reclaim tidal flats by taking the advantage of local topography”. It is suggested to cut off the South Channel and Xisan Tidal Furrow completely to restrict the swing of the main channel and to increase the reclamation area of the tidal flat at the same time.