长江口横沙通道近岸冲刷地貌形成机制

近岸河床的剧烈冲刷是引起岸坡失稳的主要原因之一。通过SeaBat 7125多波束测深系统对长江口近岸冲刷最为剧烈的横沙通道北口冲刷坑地貌进行测量,同时利用双频ADCP采集区域水流数据,结合历史海图资料,研究该冲刷坑演变过程及形成机制。结果表明：冲刷坑呈椭圆形,长约430 m,宽约150 m,最深处距床面约38 m;1984-2017年期间,冲刷坑附近河床经历了冲—淤—冲的演变模式,整体呈冲刷状态,净冲刷量3.45×10 ⁷ m ³,平均冲深4.68 m;2005年后冲刷坑快速发育,且持续向南延伸。这主要是因为长兴北沿圈围工程的建设减小该处弯道曲率半径,导致了侵蚀加剧。其次,青草沙水库的建设使得北港上中段深泓线发生偏移,横沙通道北口水动力增强,这也是快速冲刷的主要原因之一。另外,长江口深水航道工程、横沙东滩围垦、横沙通道两侧圈围工程及港口码头的建设也一定程度加剧了冲刷之势。由此可见,人类涉水工程活动是引起该处大型冲刷坑快速发育的主要驱动因素。     

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。     

长江河口水沙分流和输移的探讨

据2002年9月长江口同步实测水文资料,运用标准水文法,对南、北支和南、北港的落潮分水分沙比和净泄分水分沙比进行了计算。结果表明,两者存在差异,后者更能反映分水分沙在长江河口演变中的作用,“涨潮汇沙比”更能揭示北支泥沙的倒灌。水沙平衡分析结果表明,观测期间北支仍趋于淤积,南支有冲刷迹象。经多站水沙综合分析,揭示了长江口水沙运动具有径流“主体南泄”、汊道“副淤主刷”和水沙“输移分异”等特征,并指出水沙“输移分异”是北港泥沙输运大于南港的原因之一。     

长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征

于2006年6月和2007年4月在长江口及毗邻海区采集了表层沉积物样品,利用水淘选法对沉积物进行了粒径分级,并采用改进后的SEDEX方法对沉积物样品及分粒级沉积物样品进行了磷形态分析。结果表明,2006年6月和2007年4月长江口及毗邻海区沉积物总磷变化分别为12.56~19.64μmol/g和8.99~19.91μmol/g,其中碎屑磷是磷的主要存在形态。可交换态磷、铁结合态磷、有机磷、自生磷灰石磷及难分解有机磷在长江口外的平面分布比较一致,均在紧邻长江口门外、杭州湾外的条状带出现了含量的高值,而在口门内及口门外河口靠海一侧碎屑磷含量较高。不同形态磷在不同粒径沉积物中的含量不尽相同:有机磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷是小于8μm粒级沉积物中磷的主要组成部分,而且其在总磷中所占比例随沉积物粒径的增加而下降;碎屑磷则主要集中在粗沉积物中,为32~63μm及大于63μm粒级沉积物中磷的主要贡献者。沉积物的粒度分异以及各形态磷在不同粒径沉积物中含量的差异,共同影响着河口沉积物中磷的分布。     

徐六泾控制节点污染物运移轨迹模拟

对三维多功能动力-生态耦合模式(COHERENS)进行二次开发,运用"网格冻结法"实现了漫滩和露滩过程中的干湿交替,突破其为固定边界和限制水深的局限,使COHERENS模式成功应用于长江口浅滩过程的模拟。对潮位和水流流速的模拟结果进行了较好地验证。在斜压流场的基础上对示踪颗粒拉格朗日运移进行追踪,对污染物欧拉输运进行数值模拟。以徐六泾控制节点横断面设置颗粒示踪子和污染物排放点,对排放的悬浮颗粒物质和溶解性污染物的运动轨迹和特征进行了模拟和比较分析,给出了模拟期间的流场特征和污染物输移规律。     

长江口外陆架区埋藏古河道研究长江口外陆架区埋藏古河道研究

大量高分辨率单道地震和浅地层剖面资料显示长江口外的广大海域分布着大量埋藏古河道,据区域浅层地质特征及地震相特征,可把研究区埋藏古河道断面划分为对称、不对称和复式三种类型;河道内充填的沉积物复杂多样;古河道主要存在于晚更新世晚期沉积层中。60个古河道断面串联成长180 km的古长江河系以及长64 km的古舟山河和长近100 km的古钱塘江河两条支流河道系。长江古河道宽深比较大,盛冰期时深切81～109 m,河底纵比降为0.82×10-4,平均古流量约为535.24 m3/s,最大断面的古流量为20 433.72 m3/s。按比降河宽法判别,当时古长江河道为辫状分汊河型。     

长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征长江口及毗邻海区沉积物中磷的分布特征

于2006年6月和2007年4月在长江口及毗邻海区采集了表层沉积物样品,利用水淘选法对沉积物进行了粒径分级,并采用改进后的SEDEX方法对沉积物样品及分粒级沉积物样品进行了磷形态分析。结果表明,2006年6月和2007年4月长江口及毗邻海区沉积物总磷变化分别为1256~1964 μmol/g和899~1991 μmol/g,其中碎屑磷是磷的主要存在形态。可交换态磷、铁结合态磷、有机磷、自生磷灰石磷及难分解有机磷在长江口外的平面分布比较一致,均在紧邻长江口门外、杭州湾外的条状带出现了含量的高值,而在口门内及口门外河口靠海一侧碎屑磷含量较高。不同形态磷在不同粒径沉积物中的含量不尽相同：有机磷、自生磷灰石磷以及难分解有机磷是小于8 μm粒级沉积物中磷的主要组成部分,而且其在总磷中所占比例随沉积物粒径的增加而下降;碎屑磷则主要集中在粗沉积物中,为32~63 μm及大于63 μm粒级沉积物中磷的主要贡献者。沉积物的粒度分异以及各形态磷在不同粒径沉积物中含量的差异,共同影响着河口沉积物中磷的分布     

长江口区河海划界自然条件及方案探讨

河口是河流与海洋交互作用的过渡区域,河口水域河海划界是一个十分复杂而敏感的问题.通过对长江河口段自然条件的分析,选取了相对比较稳定的几个相关参数:水域性质、潮汐特征、盐水入侵、悬沙浓度、河槽特性和沙岛形成过程等,作为长江口区河海划界的指标.水域性质是宏观上确定河海划界范围最基本的自然参数.潮汐特征的沿程分布和变化是河海划界的重要要素.盐水入侵是河口地区的普遍现象.悬沙浓度的沿程变化从一个侧面反映了径、潮流共同作用的产物,也可作为河海划界的参数之一.南支以上河段,河床纵断面变化显著,深槽浅滩起伏分布;南支河槽在浏河口以下,水深变化不大,一般在20 m之内,床面较平坦、起伏甚小,至口门一带水深均在10 m之内,明显反映了径、潮流共同作用的结果,显示了这一带是河海过渡段的特点.河口沙岛是河海相互作用下的沉积地貌,其推进状况也是河海划界的重要标志之一.从历史的角度看,随着长江口沙岛的形成和推进,河海界线有不断下移的趋向.据此探讨性地提出河海划界的3种方案:方案Ⅰ位于河口段的中部,界线的中部走向基本上是长江口第一代沙岛(崇明岛)与第二代沙岛(长兴、横沙)的分界线;方案Ⅱ以浏河口-崇明岛上口-北支沪苏分界线;方案Ⅲ位于口门附近.推荐方案Ⅰ作为上海市(长江口)河海划界的界线,仅供有关部门参考.     

长江口外内陆架埋藏古河谷的河型判别方法探讨

根据大量高分辨率单道地震和浅地层剖面资料,在长江口外内陆架发现了大量埋藏古河谷,根据埋藏古河谷断面的形态参数,加以公式计算得到古河谷其它特征参数,使用宽深比-曲率和比降-河宽2种河型判别方法分析判别了该古河谷的河型,认为比降-河宽法在该区域河型判别中具有较好的效果,并判别出晚更新世末次盛冰期和冰消期古长江在研究区域以辫状型河道为主.     

长江口北支近期河势演变与航道资源开发研究

从实测资料出发,分析长江口北支近期岸线与主流线的变化,并就滩涂围垦对北支河势的影响进行深入探讨.认为目前北支航道500 t级船舶基本可以达到全潮通航,1 000 t级船舶乘潮保证率也可达90%,若采取一定的工程措施,对局部浅段进行疏浚和整治,早日开辟北支1 000 t级航道是可行的.