长江河口潮波特征的年内变化分析

对于径流变化明显的大型河口,其入射潮波受到径流季节性变化的显著影响。以往多关注洪枯季的特征对比,对年内变化过程的讨论还不充分。本文以长江河口潮波为例,基于潮区界以下多站位年内连续的实测逐时潮位资料,分析了潮差及其衰减速率、涨落潮历时等参数的时空变化特征,认识到长江河口潮波沿程特征除洪枯季差异外,还存在显著的逐月变化差异,重点关注镇江到江阴的过渡段,认识到三江营到魏村闸段在低径流月份的平均潮差衰减速率远低于其相邻上下段,仅为其三分之一。涨潮历时从河口段向近口段的递减存在拐点,到了江阴附近后,不再线性减小。并从典型径流量、沿程差异、河宽束窄等角度分析原因。     

长江河口径流与盐度的谱分析

根据大通水文站的流量和引水船站的盐度系列资料,应用谱分析方法研究长江口径流、盐度的变化规律及两者的相互关系.分析表明,长江口径流存在4～8a,2～3a,1.5a,1a,30～60d及20d的及化周期;盐度存在5～10a,2～3a,1.5a,1a,0.5a,40～50d,26～30d,14～15d7～8d及3.5d的变化周期.径流和盐度的谱结构在各水文年基本一致,均以1a周期变化占优势,但盐度谱结构在高频部分较径流的谱结构具有更大的振荡.盐度与流量的5～10a,2～3a,1.5a,1a的周期振动上存在高相关.径流对盐度变化的影响主要体现在低频部分.在低频变化中表现为盐度变化滞后于径流变化,在高频带呈同步变化.     

钱塘江河口潮波特性变化及原因剖析

为掌握钱塘江河口潮波特性的响应机制,采用小波分析法研究了该河口 6 个潮位长期观测站的年平均高、低潮位及年平均涨潮历时等时间序列的变化特征,结合该河口实施的治江缩窄工程及径流周期性变化,探讨了该河口潮波特性时空变 化的因果关系。结果表明：1953—2017 年,钱塘江河口呈现出高潮位显著抬升、涨潮历时缩短,低潮位在河口上段略有抬高、中段大幅抬升、下段变化不大的趋势;受治江缩窄工程进展、位置以及径流周期性变化等影响,各站潮波特性的变化在时间上存在差异;钱塘江河口的治江缩窄工程加剧了河口下段的潮波变形和潮波反射,增强了河口上、中段的河流特性,导致高潮位抬升、涨潮历时缩短,是造成潮波特性变化的主要原因;径流直接影响河口上、中段的潮位和潮流,此外,还通过流速变化改变河床地形而间接影响潮波特性。     

长江河口理论最高和最低潮面计算和应用

应用改进的河口海洋数值模式,计算长江河口及其邻近海域水位随时间的变化,利用国际上先进的T_Tide调和常数软件计算得出潮汐的主要调和常数,根据《海道测量规范》(GB12317—1998)理论最低、最高潮面算法,在考虑8个主要分潮M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1的基础上再考虑3个主要浅水分潮M4、M6和MS4,得出长江河口理论最低、最高潮面的空间分布。采用数值模式,设计高分辨的网格,有效解决了潮位站稀少和空间分布不均的不足,提升了理论最低、最高潮面的计算精度。将基于理论最低潮面的2009年长江河口实测地形资料转化为基于85国家高程基面的地形资料,使资料得到了充分应用。     

长江口海域表层水温的季节、年际变化

为研究长江口与黄东海SST变化的异同,根据长江口区引水船海洋站1959～2001年、大戢山海洋站1977～2000年月平均表层水温资料,安徽大通水文站1968～1999年月平均径流量资料,利用功率谱分析、Mann—Kendall突变检验及相关分析方法,分析长江口区表层水温的季节、年际变化特征。结果表明：长江口区表层水温最高值出现在8月份,最低值出现在2月份。长江口区表层水温的年际变化存在准2年和3～5年的显著振荡周期,东亚季风和长江径流对其变化有影响。长江口区表层水温突变出现在1989年。     

长江口潮沼植物对动力沉积过程的影响

为探讨潮沼植物对动力沉积过程的影响,在长江口南汇东滩沼泽和邻近的光滩上进行了近底层流速、波浪、悬沙浓度、沉积物粒径和滩面淤积速率等对比实验,并在九段沙潮沼中做了两种先锋植物黏附悬沙的实验.结果表明,沼泽和同高程的邻近光滩近底层平均流速的比值为0.16～0.84;两种环境平均波周期、平均波高和平均悬沙浓度的比值分别为1.4,0.43,和0.71.波浪传入沼泽后,一方面波高大大降低,另一方面变得规则有序.海三棱草和草两种先锋植物群落黏附的悬沙分别达到298和40g/m2.由于水动力降低和植物的捕沙功能,细颗粒泥沙易于在沼泽中沉积下来,导致沼泽环境沉积物明显较相邻光滩细;沼泽中沉积速率加快,侵蚀受到抑制.     

南黄海辐射沙脊群特大潮差分析

根据辐射沙脊群中部条子泥两翼沿海自建的4座潮位遥测站的实测记录,2012年10月17日新条鱼港站观测到了9.39m的特大潮差,不仅证实了20世纪80年代小洋口海域9.28m的潮差记录的可信性,而且刷新了此海域最大潮差记录。基于移动驻潮波和动力地貌理论,本文采用潮位实测分析、二维水动力数值模拟和潮滩地貌遥感解译等方法,阐述了特大潮差的动力成因及其地貌响应机理,提出了条子泥二分水同步潮位跳绳效应,从理论上分析了该海域实测特大潮差的合理性。如若改变最大潮差统计方法,该海域最大潮位差可达9.62m,关于辐射沙脊群对重新认识辐射沙脊群及中国沿海极值潮汐特征更具有创新价值。     

潮致余流和潮混合对长江口外东北海域低盐水团的作用

长江冲淡水对黄海、东海水文环境有重要影响,它主要以羽状形态向外海扩展,在某些年份的特殊时间段也存在孤立的低盐水团现象。在低盐水团的动力机制研究中,风、径流量、台湾暖流、天文潮和斜压不稳定的作用已得到讨论。天文潮对冲淡水及低盐水团的影响主要包括潮致余流和潮混合,潮致余流作用仍缺乏讨论。本文对1983年8月低盐水团的动力机制进行数值模拟分析,重点讨论了潮致余流和潮混合的影响。结果表明:潮致Lagrange余流促使一部分冲淡水从口门向北输运,在32°N附近呈舌状转向东,有利于在口外东北海域形成低盐水团;小潮转大潮的垂向混合作用加强,浅水区表层盐度升高的速度快于较深水区,也有利于在口外东北海域形成低盐水团。     

杭州湾南部主水道内温度、盐度、潮流的变化特征

本文基于船载及锚定ADCP、CTD观测,获得了大、小潮时的温度、盐度、浊度、潮位、流速等观测数据,研究杭州湾南部的一个主要弯曲航道——螺头水道内的潮流动力学特性。螺头水道水深超过100 m、最大潮差大于2.5 m。涨潮时,强潮流速出现在水道北岸,落潮时,强潮流速出现在水道南岸,最大流速值分别为约2 m/s和1.8 m/s。受压强梯度、密度梯度、科氏力和离心力影响,涨落潮过渡时在水道的横断面产生较为明显的环流。夏季存在较弱的层化现象,深水处受环流的影响,盐度、温度的混合较强。锚定观测数据表明,温度、盐度的变化频率与潮流的变化频率相似,但存在高于M2分潮频率的谱峰值。因此,笔者认为潮流与横向环流的相互作用,可能导致更高频率的盐度和温度变化。     

长江口盐度的时空变化特征及其指示意义

2003年2,7月在长江口进行了枯、洪季大规模综合水文测验,布控范围西自江阴东至口外-20m,测验站点覆盖4条入海汊道.测验资料统计分析表明:(1)径流大小、汊道分流比、潮汐强弱和地形条件是控制盐度时空变化的主要要素;(2)在盐度空间分布上从大至小的顺序是:北支,南槽,北槽,北港口;(3)北支枯季发生盐水倒灌南支,而洪季可有一半以上区段为淡水所控;在其他3个入海汊道中,北港口门段是长江口盐淡水混合相对最弱的区段,盐度潮周期变幅最大,但洪枯变幅最小;南槽的盐淡水混合较强,盐度潮周期变幅较小,但洪枯变幅很大;北槽介于两者之间.(4)盐度时空变化反映洪季北支、南港和南槽分流比都有所增加.     

径流和风对涌潮影响的数值模拟

由于实际江道中地形和江道轮廓等复杂性,难以分析涌潮演变规律。以钱塘江河口为基础,建立了概化河口的水动力数学模型,将复杂问题简单化,通过数学模型计算分析了径流和风况对潮差、涨潮历时、涌潮高度和涌潮传播速度的影响。结果表明,不同河段存在涌潮高度最大值的相应临界流量,越往下游,临界径流量越大;涌潮高度随风向变化规律是"逆风"<"无风"<"顺风";顺风条件下,风速越大,涌潮高度越大。     

Vertical structure of tidal currents in the Xuliujing Section of Changjiang River Estuary

Three long-term fixed acoustic Doppler current profilers were first used for investigating the vertical structure of tidal currents in Xuliujing Section of Changjiang River Estuary. Moreover, three different periods(spring, summer and fall) were also considered for investigating seasonal variations. The semi-diurnal tides were the most energetic, with along-channel speed of up to 80 cm/s for M₂ constituent, which dominates at all stations with percent energy up to 65%–75% during seaso...     

Flocculation process of fine-grained sediments by the combined effect of salinity and humus in the Changjiang Estuary

1 IntroductionThe flocculation of fine-grained particles is onof the main reasons for the estuarine depositionWith the combination of salt water and freshwaterfine-grained particles in estuaries will experiencdrastic changes: flocculation, settlement, res…     

长江近口段水动力特征对来水变异的响应

三峡水库的调蓄作用使长江中下游的径流动力发生异变,并诱使长江近口段的潮汐动力发生变化。本文基于长江近口段近20 a的流量和潮位资料,运用水文学、统计学和调和分析的方法研究长江近口段的水动力特征对三峡水库调蓄作用产生的来水变异的响应。研究结果表明:三峡水库的调蓄作用使长江近口段的径流动力发生变化,泄水期1—3月多年月平均流量增幅达20%以上;蓄水期9—11月多年月平均流量减少,10月的多年平均流量减少8 488 m³/s。长江近口段径流动力的变化使潮汐动力发生相应调整,大通-江阴段保证率为10%～70%的高、低潮位显著下降,而保证率为80%～100%的高、低潮位则小幅上升。泄水期1—3月平均潮差和M₂分潮振幅减小,近口段的潮汐动力减弱;蓄水期9—11月平均潮差和M₂分潮振幅增加,尤其是10月份潮差增加最为显著,近口段潮汐作用显著增强。     

Variation in groundwater salinity in a tidal salt marsh basin,North Inlet Estuary,South Carolina

Groundwater flow of freshwater from upland forests into salt marshes is influenced by hydrologic forces that operate over a wide range of temporal scales, including storm events, tidal fluctuations, seasonal variations in rainfall and evapotranspiration (ET). Groundwater salinity can be a useful first order indicator of the balance between these flow processes. A dipole-dipole electrical resistivity survey was conducted approximately monthly during 2005 to measure groundwater salinity across a portion of Crabhaul Creek, a tidal salt marsh basin at the boundary of the upland forest and the North Inlet marsh in South Carolina. The monthly electrical resistivity surveys were designed to provide a detailed, spatially continuous measurement of subsurface conductivity to a depth of 4 m in order to further investigate the seasonal variation in groundwater salinity. Resistivity models were corroborated by simultaneous measurements of salinity in nearby piezometers. The freshwater-brackish water interface was clearly imaged by the resistivity. Movement of this interface occurs on a timescale of months rather than a regular seasonal variation. The average salinity in the marsh basin is highest in late Summer (July–August) when ET is highest, and lowest during the Winter (November–December). The position of the brackish-freshwater interface changes, but is not well correlated to local rainfall or tidal cycles except under specific circumstances. A steady-state hydrological model correctly predicts the average position of the freshwater-brackish interface and suggests a linear relationship between the height of the water table and the location of the interface. These results suggest a complex relationship between precipitation events and groundwater flow from the forest into the marsh.     

海平面上升对海岸潮差响应的理论解析

应用海湾和半封闭矩形海域改进的Taylor问题的解研究海平面上升对M2分潮旋转潮波系统及沿岸潮差的变化.将南黄海概化为一等深矩形海域,初步研究在海平面上升3 m和5 m条件下该海域旋转潮波系统的演化趋势,继而分析沿岸潮差变化特征.初步分析研究表明:随着海平面上升,该海域M2分潮的无潮点有向东南方向偏移的趋势,受此影响,沿岸潮差呈现不同的变化特征,靠近无潮点的左侧及湾顶海岸变化明显,而远离无潮点的右侧及湾顶海岸则变化不大.     

Estimation of freshwater runoff into Glacier Bay,Alaska and incorporation into a tidal circulation model

Freshwater discharge is one of the most critical parameters driving water properties within fjord estuarine environments. To date, however, little attention has been paid to the issue of freshwater runoff into Glacier Bay, a recently deglaciated fjord in southeastern Alaska. Estimates of discharge into Glacier Bay and the outlying waters of Icy Strait and Cross Sound are therefore presented. Existing regression equations for southcentral and southeastern coastal Alaska are applied to Glacier Bay to arrive at the estimates. A limited set of acoustic Doppler current profiler (ADCP) measurements generally support the predictions of the regression equations. The results suggest that discharge into the bay ranges from a few hundred to a few thousand m³ s⁻¹ during a typical year. Peak discharges can be much higher, approximately 10,000 m³ s⁻¹ for the 10-year flow event. Estimates of the seasonal variation of discharge are also obtained and reveal a broad peak during the summer months.     

长江口南汇嘴潮滩短期冲淤演变及其动力机制研究

潮滩地形的冲淤演变规律可以在一定程度上反映动力作用与地貌特征之间的相互耦合机制.根据近几年在长江口南汇嘴潮间带多断面连续观测资料,探讨区域内潮间带滩地的近期冲淤演变特征及其主要影响因子.研究结果表明:(1)南汇嘴潮滩近期主要呈现淤涨态势,而且年内过程季节性差异明显;受区位差异影响,不同观测断面的潮滩冲淤演变呈现特征不尽相同,断面1冲淤变化最为显著,年最大冲淤厚度均在10cm以上;(2)在波浪、潮流的作用下,区域内沉积物很容易被掀动悬扬,而且输沙环流系统的存在有利于悬沙向浅水区输运且在该区域内沉降淤积,从而为潮滩发育提供泥沙来源;(3)受"碧利斯"台风引起的风暴潮天气影响,研究区域内潮滩出现"大冲大淤"现象,即台风强侵蚀期过后滩面高程短期内恢复明显.由此可见,潮滩短期冲淤演变特征是各种动力因素作用下的综合体现.     

长江口崇明东滩不同植被带沉积速率研究

利用2007年丰水期、枯水期在崇明东滩芦苇带、藨草带和光滩采集的6根沉积物柱状样,研究了沉积物的粒度特征和过剩的210Pb和228Th及7Be活度的垂向分布特征,探讨了由陆地向海洋不同植被间的沉积物粒度变化规律。依据恒定比活度沉积速率模型,估算了不同时间尺度的崇明东滩芦苇带、藨草带和光滩的表观沉积速率。结果表明:3种核素示踪的崇明东滩的表观沉积速率都随潮滩植被的不同从陆到海方向逐渐降低,同时依过剩的210Pb和228Th,7Be的次序而增大。由过剩的210Pb和228Th计算的夏季沉积速率比冬季的稍高,而由7Be计算的夏季表观沉积速率则明显高于冬季的。结合沉积物粒度的时空分布和这些核素的大气通量,对利用这些核素测定潮滩沉积速率的影响因素进行了探讨。     

盐度和腐殖酸共同作用下的长江口泥沙絮凝过程研究

长江河口有机质含量丰富,盐度变化较大,因此研究长江河口以细颗粒泥沙为主的多因子共同作用下的絮凝有助于了解最大浑浊带的形成机制.通过实验研究盐度和腐殖酸共同作用对长江口细颗粒泥沙浊度变化影响的过程,从浊度相对变化率、絮团粒径和电位变化三方面综合分析了其絮凝机理,并且对絮凝体进行了红外和电镜分析,探讨了絮凝体的微观结构.结果表明:(1)随着盐度增大细颗粒泥沙浊度相对变化率逐渐增大,粒径增大,而电位绝对值变小;(2)随着腐殖酸浓度增大细颗粒泥沙浊度相对变化率先略有升高后迅速降低,粒径增大,电位绝对值增大;(3)微观结构的分析表明腐殖酸是以腐殖酸盐的形式包覆在泥沙表面,同时也验证了河口中C-P-OM(C代表黏土,P代表阳离子,OM代表有机化合物)的泥沙絮凝模式.