关于长江口近期河床演变的若干问题

长江水利委员会科学技术委员会组织的长江口河道查勘和综合治理调研活动.根据调查的情况,结合以往收集的资料,概要分析了长江口徐六泾节点附近、扁担沙束窄段、南北港分流口、南港与北港、南槽与北槽、横沙通道以及北支近期河床冲淤变化,认为稳定南北港分流是长江口整治的关键,提出徐六泾与扁担沙节点控制作用和各汊中滩与槽相互关系方面存在的问题,对长江口河床演变的某些趋势阐述了作者的初步看法.     

长江口悬沙浓度变化趋势及成因

基于1959-2011年长江河口水域实测悬沙浓度数据,对其悬沙浓度分布特征及变化趋势进行研究。结果表明:1流域入海水量无明显增减趋势,年内分配过程为洪季水量减少枯季增加,入海沙量和含沙量无论是洪季、枯季或年均为减小趋势;2河口段徐六泾、南支、南北港及北槽进口悬沙浓度伴随入海泥沙量锐减呈现减小趋势,北支受潮汐影响也呈减小趋势,南槽因水动力增加变化不明显;3受分流比减小、上游来沙锐减及河床粗化等影响,2005-2011年北槽上段和下段平均悬沙浓度较2000-2002年减小约33.25%,中段(CSW)受越堤沙量影响较大,呈现一定增加趋势;4长江口外海滨泥沙的再悬浮作用,有效减缓该区域悬沙浓度减小幅度,但仍不能改变其伴随流域入海泥沙锐减的减小趋势,2003-2011年平均悬沙浓度较1981-2002年减小约21.42%;其峰值向口内上溯约1/6经度,且峰值移动主要由径流和潮流水动力对比决定。     

徐六泾节点近期水动力形势影响分析及其左岸整治开发初步设想

1 前言 长江口是长江的入海口门,20世纪60年代以来,由于通海沙及江心沙的围垦,附近江面由原来的15.7km缩窄为5.7km,成为一个控制河势的节点,从而把长江河口区由原来的江阴以下移至徐六泾以下。在长江口,由于长江径流和口外潮流这两股强大的动力作用,使得沙洲多变,航道不稳。从徐六泾至海口的鸡骨礁,全长145km,在徐六泾     

长江口近口段水流挟沙力与径潮动力关系

该文在充分考虑径流和潮流水动力因素的基础上,建立了更适合于河口区域的水流挟沙力公式,并以长江口近口段为例,讨论了径流和潮流水动力差异对水流挟沙能的影响.结果表明:长江口近口段涨潮和落潮相同流速时洪季的悬沙浓度大与枯季;建立的考虑径流和潮流因素的水流挟沙力公式与传统公式相比,精度上有较大提高,该公式将不同季节和潮型下的水流挟沙力统一起来,有效反应了年内潮汐河口近口段的水流挟沙能力.对于水流挟沙能力的研究则表明:径流不变时,潮流增加,近口段涨潮和落潮水流挟沙能力增强;径流增加时,徐六泾以上河段潮差减小,涨潮水流挟沙能力减弱,而徐六泾及以下河段潮差表现为增加,这表明涨潮和落潮水流挟沙能力取决于径流和潮流的对比过程.     

长江口徐六泾节点段河槽稳定性及其影响因素

徐六泾节点段控制着长江口的物质通量和南北支的分流分沙,其河槽稳定性和变化趋势在长江口的演变中具有重要地位。采用实测资料分析和物理模型试验相结合的方法研究了长江口徐六泾节点段河槽的稳定性及其影响因素。研究结果表明:①徐六泾节点段1992年前河槽呈右移态势;1992—2018年间,河槽演变趋缓,平面上主要表现为小幅度的上提下挫,垂向上呈缓慢刷深之势。②徐六泾节点段未来滩槽格局基本稳定,河槽仍以冲刷为主,且有向下游发展趋势,大洪水作用下局部河床会出现较大的调整(2009—2018年+百年一遇水文年试验条件下,在现有的-30 m深槽下游约910 m 处出现一个新的-30 m槽)。③徐六泾节点段河槽整体稳定性前期主要受两岸圈围工程、上下游河势、大洪水等的影响,近年来主要受流域减沙的影响,局部河床稳定性的主要影响因素是大洪水和人类活动。     

长江口徐六泾节点整治工程的影响分析

徐六泾节点整治工程是国务院批复的《长江口综合整治开发规划》的重要组成部分。目前已实施的新通海沙整治工程,使徐六泾节点断面河宽缩窄了近16.3%,对徐六泾河段的河床演变及潮流量产生了一定的影响。在介绍徐六泾节点整治工程的基础上,就整治后徐六泾节点段河床演变和潮流量变化等进行了分析。分析结果表明:整治工程对徐六泾断面形态产生了直接影响,左侧较长的顺长缓坡逐渐冲刷成副槽,原来偏"V"形断面形态向偏"W"形断面形态发展;工程的影响主要位于围堤前沿;徐六泾断面潮流量未见明显减小;徐六泾节点段深槽基本稳定。     

长江河口段徐六泾节点演变规律

近年来 ,徐六泾河段受澄通河段河床演变的影响 ,节点功能有所减弱 ,对南、北支的分流口及白茆沙南北水道产生明显的影响。为了稳定徐六泾河段 ,巩固徐六泾的节点功能 ,使长江口深水航道整治工程具备稳定的上游边界条件 ,对徐六泾河段及上、下游区域进行整治是十分必要的。影响徐六泾河势变化的主要因素是狼山沙沙体西移 ,东水道的主流动力轴线西摆。为了增加徐六泾的节点功能给长江口一个稳定的上游边界 ,对徐六泾河段的整治是必要的。提出如下整治构想 :(1)整治狼山沙 ;(2 )围垦新通海沙 ;(3)整治徐六泾河段的常熟小沙 ;(4)整治白茆沙沙体。徐六泾河段整治工程的关键是控制狼山沙沙体的西移 ,结合新通海沙和常熟小沙的围垦与固定 ,达到稳定徐六泾河势 ,巩固其节点功能 ,对下游河势产生有利的影响 更多还原     

长江口悬沙浓度时空变化研究——以2012年和2013年洪季为例

河口悬沙浓度及其变化具有重要的生态学、地貌学和工程学意义。2012和2013年7月,在长江口南支、南港、北港、南槽、北槽、口外海滨共10个观测点进行了双潮准同步观测,分析了洪季悬沙浓度的平面、垂向变化特点以及大、小潮和年际差异。结果表明：测点平均悬沙浓度沿口内河槽变化不大;大潮悬沙浓度的纵向差异明显大于小潮;2013年洪季悬沙浓度纵向差异大于2012年;最大浑浊带的位置与最小水深（拦门沙）、最大潮差、盐度锋和砂到泥底质的突变带相吻合。长江口悬沙浓度的平面格局存在显著的时间变化和空间垂向变化,反映了径流（及其悬沙浓度）、潮汐、波浪等因素的不同组合对河口泥沙运动的复杂影响。     

长江口北支演变及治理的探讨

长江口是分汊河口,在徐六泾以下,由崇明岛分干流为南北两支;南支在吴淞口以下又被长兴、横沙等岛分隔为南港和北港,南港以下江道再次被九段沙分为南槽和北槽. 现在长江口北支日益淤浅,河槽容积减小,正处于自然衰亡过程中,如何根据长江口河床演变规律治理好北支,发挥它应用的作用,是急待解决的问题.     

新水沙形势下长江口悬沙浓度的时空分布研究

悬沙浓度是河口水沙环境研究中极为重要的一环,与港口、航道工程以及生态环境息息相关。近年来,随着长江流域水土保持工作的开展和大坝的兴建,径流输沙量大幅减少,长江口的水沙环境发生了显著变化。搜集了长江口近十几年来51个测点的多年连续悬沙资料,研究了新水沙形势下长江口悬沙浓度的时空分布特征。研究结果表明:长江口悬沙浓度存在明显的时空差异;在空间变化方面,横向上北支大于南支,纵向上自口内向口外则呈先增大后减小的分布特征;在年际变化方面,长江口悬沙浓度整体随着上游来沙的减小,呈波动下降趋势;在拦门沙区域,因风浪作用影响较大,悬沙浓度对各年份风速的变化存在明显的响应过程。     

长江下游近河口段一维水沙数值模拟

长江下游大通以下河道宽阔、支汉众多，同时受径流、潮流双重作用，水沙运动非恒定性强．基于以上特点，建立了长江下游大通至徐六径具有河网特点的一维非恒定流悬沙数学模型．经验证，模型能够反映径流、潮流双重来流、来沙条件下本河段内的冲淤．     

长江口北槽洪季断面流速分布与泥沙输运特性

为了解长江口北槽涉水工程对该区域水沙条件的影响,利用2009年8月北槽4个同步走航断面的水文泥沙资料,根据通量守恒原理,采用横向均匀、垂向时变的网格,经过时间插值、空间插值和投影的方法,将数据统一到计划断面,对北槽坡槽的水流结构分布特征及泥沙输运特性进行了分析。结果表明:北槽南、北边坡和深槽的涨落潮流速具有不同步的特征,南、北边坡先涨先落、深槽后涨后落,平流项输运和潮泵效应是北槽泥沙输运机制的主要影响项;北槽悬沙在深槽和南边坡向海输运,而在北边坡则是向岸输运,这种局部差异可能是北槽拐弯段北边坡淤积严重的重要原因之一。     

长江口河段近期水沙特性研究

由于徐六泾站潮流量和悬移质输沙率测验资料系列不长,代表性不够,尚难用于直接分析,利用徐六泾站近年来取得的水沙资料与大通站同期资料进行相关分析,推定长江口河段的水沙特性及变化情况。结果表明,大通站和徐六泾站的水、沙关系相关性良好,长江口河段近期年径流量和年输沙量的变化趋势与长江上游干流一致,年径流量没有趋势性的变化,而输沙量则呈逐年下降的趋势。长江口河段落潮潮量主要集中在汛期,而涨潮潮量主要集中在非汛期,枯季悬移质泥沙中值粒径粗于洪季。     

长江口深水航道治理一期工程前后泥沙运动特性初步分析

利用长江口徐六泾、横沙和佘山三站三年逐日表层含沙量、盐度和气象观测资料，以及北槽河段沿线含沙量洪、枯季准同步观测资料，对长江口深水航道治理一期工程实施前后北槽河段含沙量沿程分布规律和垂向变化特征，以及滩槽泥沙交换的机理进行了分析。结果表明：北槽河段高含沙区分布位置在一期工程后适量下移；风浪对浅滩泥沙的掀动作用和滩槽问泥沙交换是造成工程区河段含沙量增加的主要动力因素；滩槽泥沙交换及输移途径取决于滩槽间流场变化，南北导堤在二期工程继续下延后，将进一步削弱滩槽泥沙交换量，有利于对深水航道的维护。     

长江河口南槽近期滩槽水沙输移特性分析

为了深刻认识近期长江河口演变趋势,依据2005,2006年和2010年长江口南槽滩槽洪枯季实测水文泥沙数据,分析了主槽与浅滩的水动力条件及悬沙浓度的时空分布特征。利用机制分解法,研究了河口滩槽间泥沙输移及交换机制。研究结果表明,长江口南槽主要以往复流为主,落潮流速大于涨潮流速。随着水深变浅,水流流速过程线存在差异,使不同区域的水流挟沙能力和输沙过程不同。输沙以平流项输沙通量为主,但潮泵作用在南槽地区泥沙输移中也占有重要地位,形成"主槽出沙、浅水进沙"的输沙模式,促使南汇边滩前缘缓慢淤涨。     

长江口南港水动力及悬沙的时空分布特征

通过2011年8月中旬一个大潮期间长江口南港某横断面上的5个定点水沙观测资料,分析了南港水动力及悬沙在潮周期及横断面上的分布特征。结果表明:在时间尺度上,南港潮位波动以半日分潮为主,日分潮较小;受径流及Stokes漂流的影响,涨潮流流速明显小于落潮流流速;含沙量随潮波动现象明显,波动频率是潮流的2倍;在空间尺度上,南港纵向流速最大值分布在南侧主槽,转流从北侧副槽率先开始;侧向流主要是由科氏力对纵向流的偏转作用形成;北侧副槽平均含沙量大于南侧主槽;半日潮流驱动下,平均含沙量在急流和憩流时刻将分别增大和降低;半日潮流和余流共同驱动下,在落急时刻和涨急时刻分别会增大和降低平均含沙量。     

复杂河口汊道封堵水沙问题研究

摘 要：对复杂分汊河口次要汊道进行封堵围垦可以获得土地资源。以瓯江口南口封堵为例研究了复杂河口汊道封堵问题。首先对复杂的瓯江口的自然条件和冲淤演变进行了分析；其次，使用二维波浪潮流泥沙数学模型、波浪潮流泥沙物理模型及三维潮流数学模型等研究手段，对瓯江南口现潜堤加高进行了封堵后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化和三维潮流场进行了模拟研究，对瓯江泄洪排涝的影响进行了计算和分析。研究结果表明，从对周围水沙环境和瓯江泄洪排涝的影响角度考虑，将现潜堤加高进行南口封堵的方案是可行的。     

椒江河口径、潮流变化对含沙量时空分布的影响

通过对3次水文泥沙测验资料的整理,分析了椒江河口含沙量在纵向、垂向的空间分布和随季节变化、潮汛变化、涨落潮变化等时间分布特征;依据径、潮流相对强弱的不同,将椒江河口分为3个区段来讨论。研究表明:①径、潮流通过对河床的冲刷和对泥沙的输运来实现对含沙量时空分布的影响。②径流控制的河段含沙量垂向变化梯度大于潮流控制的河段。不同区段含沙量峰值出现时刻具有显著差异,含沙量变化周期大致有两种,分别约为6和12 h。造成各区段差异的原因主要与水流输沙方向,水力活跃度和沙源供给有关。③径流量增大能显著提高灵江河床冲刷速率,且对含沙量起到“稀释”作用。④洪水将严重破坏含沙量分布的规律性,各区段含沙量明显降低且持续时间较长。     

SUSPENDED SEDIMENT TRANSPORT IN THE OFFSHORE NEAR YANGTZE ESTUARY

Based on the Estuarine, Coastal and Ocean Modeling System with Sediments （ECOMSED） model, a 3-D hydrodynamic-transport numerical model was established for the offshore area near the Yangtze Estuary in the East China Sea .The hydrodynamic module was driven by tide and wind. Sediment module included sediment resuspension, transport and deposition of cohesive and non-cohesive sediment. The settling of cohesive sediment in the water column was modeled as a fimction of aggregation （flocculation） and deposition. The numerical results were compared with observation data for August, 2006. It shows that the sediment concentration reduces gradually from the seashore to the offshore area. Numerical results of concentration time series in the observation stations show two peaks and two valleys, according with the observation data. It is mainly affected by tidal current. The suspended sediment concentration is related to the tidal current during a tidal cycle, and the maximum concentration appears 1 h-4 h after the current maximum velocity has reached.     

珠江磨刀门河口洪季悬沙与沉积物颗粒度分布及交换过程

基于洪季磨刀门河口实测水沙观测资料和河床表层沉积物数据,通过对不同区域不同时刻悬沙浓度和粒度、沉积物粒径组成分析,运用因子分析和粒度谱等统计计算方法,重点研究近期洪季磨刀门河口及滨海水域悬沙与河床沙交换过程及其动力机制。结果表明:磨刀门河口拦门沙内河道及汊道口区域的动力以径流为主的涨落潮流流系,悬沙与河床沙交换过程较弱;拦门沙浅滩区域泥沙运动表现为"波浪掀沙,潮流输沙"特性,再悬浮泥沙平均量占实测悬沙浓度的32%;拦门沙外滨海水域悬沙组成受径流与潮汐相对强度影响显著,构成上大潮时以再悬浮泥沙为主,小潮时则以径流下泄悬沙沉积为主,而悬沙输运方向受到东南向波浪和沿岸流控制。