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.     

近期长江河口南、北槽分流口河床演变过程研究

基于大量现场水沙观测及海图资料,首先分析总结了南、北槽分流口历史演变规律;其次,对长江口深水航道治理工程建设以来南、北槽分流口河段水流动力特征,近期分流口演变规律及分流潜堤工程建设对分流口河段河道演变和水动力条件的影响进行了研究.结果显示:南港下游至南、北槽分流口河段深泓线位置经历了南-北-南的换位过程;南、北槽分流沙洲的方位角受外海上溯潮波控制,基本保持在305°,但由于分流口上提至江亚南沙及分流潜堤的建设,分流沙洲洲头逐渐北偏,目前分流沙洲方位角在314°左右,伸入到分流潜堤北侧河道,与此同时,南、北槽进口过水断面(0m以下)总面积维持稳定的前提下,北槽过水断面持续减小,南槽相应增加;目前,南港下游水流流向出现南偏,落潮主流偏向南槽,南槽进口断面平均潮流速大于北槽.     

长江口北槽优良河势机制

长江口南港北槽具有稳定的分流比和相对较小的分沙比。其优良河势的机制在于，北槽与南港主槽衔接顺直，利于水流下泄；南、北槽分流口流场的水动力特征有利于南槽排泄底沙。     

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.     

长江口南港瑞丰沙整治工程对周边河势的影响

长江口南港河段近期河势发生了一些不利的变化,南港中下段河床出现深槽向北拓宽、深泓北偏,尤其是瑞丰沙中部窜沟的发展及其中、下沙体的冲刷,对深水航道的建设维护和周边水域的稳定带来了较大的影响。为控制南港下段河势不利影响,应在瑞丰沙区域实施整治工程。通过潮流数学模型、清水局部动床物理模型及其研究成果,结合河床演变分析,对瑞丰沙整治方案的治理效果及其对周边河势的影响进行分析。结果表明:瑞丰沙总体整治改进方案RFS10能够起到防护瑞丰沙、改善南港主槽航道维护条件、减少北槽底沙来量、改善南港南岸码头前沿水深维护条件、稳定长兴水道中下段码头前沿水深的效果,对圆圆沙航道维护条件基本无不利影响,对周边河势亦基本无不利影响。     

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。     

长江河口演变特征

本文从长江河口水流和泥沙运动的特性,论述长江口河床演变的特征有三:(1)沙岛浅滩使水道有规律地分汊。(2)南冲北淤沙岛北移。(3)落潮主泓摆动,南北港交替兴衰。根据这些特征对南支南北港的治理认为必要条件有三:(1)南北港分水分沙要基本平衡,防止落潮主泓的偏移。(2)固定分汊口不使继续后退。(3)稳住扁担沙,防止滩槽的剧烈变动和大量泥沙下移。     

长江口整治工程对分水分沙年际变化的影响分析

为了研究长江口深水航道整治工程对水文泥沙过程的影响规律,基于1998~2009年长江口南北港、南北槽的水沙测验资料,分析了整治工程引起的南北港、南北槽分流分沙变化。结果表明,整治工程的实施对南北港涨落潮分流分沙比、净泄潮量及净泄沙量影响不大。一期工程的实施后,北槽落潮分流、分沙比减小,南槽落潮分流、分沙比增加;二期工程实施中,南北槽的落潮分流、分沙比均保持在较为稳定的状态;随着三期工程的实施完毕,南槽的落潮分流、分沙比持续增加,北槽的落潮分流、分沙比呈减小的趋势。     

闽江下游南北港近期演变特点和分析

受水沙特性变化及人类活动影响,近年来闽江下游南北港河道演变较剧烈,给南北港分流比、航运、桥梁、码头、堤防、城市取水等带来一系列影响。该文基于2003-2015年实测河道地形资料,分析南北港河道横向、纵向及平面的演变特征,研究其演变机理。结果表明:2003-2015年,南北港河床总体处于刷深趋势,其中南港演变剧烈,相邻年份间常出现大淤大冲交替状态,主河槽刷深幅度明显,整体呈现河宽且深的特点,北港刷深幅度相对较弱;南北港河床变化导致分流比变化,北港分流比呈不断减小趋势,中枯水时变化更明显。结合水口水库建设以来水沙条件变化特点及河道演变主要影响因素,南北港河床仍将处于总体下切趋势。针对现阶段南北港河床的演变特点与未来趋势,亟需在涉河工程基础冲刷防护技术、南北港合理分流比、涉河工程适应性、潮流(咸潮)入侵、河床演变规律与航道整治等方面开展研究工作。     

长江口深水航道治理一期工程实施对南槽冲淤演变的影响

根据长江口深水航道治理一期工程开工以来南槽的多次地形资料和分流比资料,详细分析了一期工程实施以来南槽河床的冲淤变化。结果表明:随着一期工程的实施,南槽上段的水流动力不断增强,河床刷深,深槽展宽。南槽中、下段受南槽上段冲刷、底沙下泄的影响,曾出现阶段性的淤积,但随后河床水深便得以恢复。1998-2003年南槽上段共冲刷近0.85亿m3泥沙。一期工程完成后,南槽上段和中、下段季节性冲淤规律不同,上段洪冲枯淤,中、下段洪淤枯冲,季节性冲淤幅度通常都在0.7m以内。南槽南、北两侧的南汇东滩和江亚南沙在淤涨的同时,也分别呈现出洪冲枯淤和洪淤枯冲的季节性变化规律。     

长江口北港河势演变分析

北港是长江河口的重要组成部分,近几十年来对北港的研究甚少。本文在前人研究的基础上,结合水文泥沙和地形资料,着重对北港中段(堡镇-团结沙水闸)近三十年来的河势变化进行分析。20世纪70年代以来,北港的河势变化经历了三个时期:(1)河势动荡时期(1972-1985年);(2)河势调整时期(1985-1996年);(3)河势相对稳定时期(1996年至今)。北港上口通道的变化是制约北港河势变化的主要原因。     

长江口南北港泥沙冲淤定量分析及河道演变

作者收集了自1842至1997年多幅不同年代的长江口南北港地区海图资料，利用地理信息系统(GIS)和数字化仪进行处理，并考虑不同基准面的换算关系，建立不同时期的长江口南北港水下数字高程模型(DEM)，以此作为基础资料，计算了南北港河槽容积，分析了南、北港河槽容积与分汉口演变的互动关系，总结了南北港河槽演变过程。     

数值分析长江口深水航道上段淤积的原因

目前,长江口北槽深水航道上段淤积较为严重,对航运产生了不利的影响.本文利用Delft3D-FLOW建立了长江口二维潮流的数学模型,并利用实测潮位、流速及流向资料对模型进行了率定和验证,模型计算结果与实测数据符合较好,该模型较好地反应了深水航道工程后长江口的水动力情况.根据模型计算结果,特别是南、北槽上河段主河道流速沿程变化过程、横沙通道涨落潮流量、南北槽分流比,对北槽深水航道上段淤积原因进行了分析,北槽沿程流速远小于南槽沿程流速,尤其横沙通道以上北槽河段流速更小,而且横沙通道涨、落潮量均较大,削弱了北槽和南港之间的水体交换,从而加强了泥沙在北槽深水航道上段进口段的落淤.     

河口涨落潮槽水沙输运机制研究

以长江口南支、新桥水道、南小泓和南港主槽作为典型涨、落潮槽研究对象,分析了2001年洪季水沙资料,研究了长江河口涨、落潮槽的水沙输运机制,探讨了不同河槽的各种动力因子对水沙输移的贡献差异,结果表明落潮槽的欧拉余流均大于涨潮槽的值;水量净输移大小依次是南支主槽、南港、新桥水道和南小泓。净输水量分布和其欧拉余流分布相对应。平流输沙项在落潮槽对总输沙的贡献要大于其在涨潮槽的贡献,瞬时源汇输沙项在涨潮槽对总输沙的贡献要大于其在落潮槽的贡献。     

长江口盐水入侵对海平面上升的响应特征

基于MIKE3软件建立了潮流作用下长江口三维水动力及盐度输运数学模型, 采用实测潮位、流速、流向以及盐度资料对模型进行了验证。运用验证好的数学模型对海平面上升后长江口枯季盐水入侵进行了模拟, 从而分析海平面上升条件下长江口枯季盐水入侵的响应特征, 得出以下结论:海平面上升1 m后, 北支上段、南支、南北港以及南北槽的盐度均上升, 南支平均盐度均超过0.45 psu, 北支中下段的盐度却明显减小;海平面上升后潮汐的作用更强, 北支下段底层层化现象减弱, 北支径流动力增强, 表层层化现象增强, 表层Richardson数达150;南槽Richardson数底部减小, 表层增大, 但垂直结构趋势变化不明显。     

Comprehensive analysis on the sediment siltation in the upper reach of the deepwater navigation channel in the Yangtze Estuary

The results from both the field measurements and numerical simulation were reported to comprehensively analyze the sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel Project in the Yangtze Estuary after the project has been implemented. In this research, firstly some basic information about the river evolution in the Yangtze Estuary is analyzed, including the variations of water depths in the Hengsha Passage and the inlet cross-sections of the North Passage and the South Passage, and changes of diversion ratios of ebb flow and sediment flux in the North Passage and the South Passage, Then the Delfl3D-FLOW model is applied to simulate the hydrodynamics and sediment transport in the Yangtze Estuary. This model has been calibrated and the simulated results agree well with the measured data of the tidal levels, flow velocities and suspended sediment concentration （SSC）, indicating that the model can well simulate the hydrodynamics and sediment transport of the Yangtze Estuary caused by the Deepwater Navigation Channel Project. The research results show that the development of the Hengsha Passage and decrease of diversion ratio of ebb flow and sediment flux in the North Passage are the main reasons of sediment siltation in the upper reach of the Deepwater Navigation Channel in the Yangtze Estuary.     

长江口河势近15年变化特征及其对河口治理的启示

1998年长江口深水航道治理工程实施以来,开展了常年定期的长江口河势跟踪监测分析工作。基于此,从宏观角度系统分析和总结了长江口河势近15 a来的总体变化特征,并探讨了河势演变特征对后续河口治理开发的若干启示。结果表明:近15 a来长江口河势变化整体仍符合陈吉余等1979年提出的河口历史发育模式;长江口深水航道治理工程、青草沙水库等重大涉水工程建设对稳定“三级分汊、四口入海”的河势格局起到了重要作用;在2007年之后长江口河床冲淤调整程度总体趋于放缓,年内冲淤变化受径流过程影响仍较明显。从河势发展的角度看,未来长江河口的治理开发,须继续遵循河口向东南方向的演化趋势,综合考虑河口开发的相互影响,以及加快长江口综合整治开发等规划的实施步伐。     

平原河网区河道交汊口分流特性模型试验研究

以苏南运河-蠡河-望虞河交汊河道为研究对象,基于经验证的江苏省太湖地区整体一维河网数学模型及苏南运河-蠡河-望虞河交汊口局部物理模型,构建了交汊口平面二维数学模型,利用“16·7”超历史洪水资料并联合物理模型进行验证,在现状交汊角计算基础上,进一步模拟了苏南运河-蠡河变交汊角条件下蠡河分流比特性,并开展了多因素影响分析。结果表明,苏南运河-蠡河-望虞河分汊口不同于“Y”型或者斜接形交汊口,蠡河分流比主要由望虞河水位与苏南运河-望虞河水位差决定,与苏南运河下泄流量关系较小;苏南运河-蠡河交汊角度对蠡河分流比影响不大,主要是口门回流区束缩了支流有效过水宽度,导致进水口的实际过流宽度小于支流宽度。     

基于改进层次分析法的航道生态性评价研究

针对传统层次分析法中存在繁琐计算的可能性及容易出现严重的不一致性这两个问题,综合考虑了最优传递矩阵和“三标度法”的优点,形成改进的层次分析法。参考现有研究基础,构建航道生态性评价体系。评价体系由1个目标、6个准则和17个指标构成。以长江中游荆江航道为例,对荆江航道整治工程前后的2011年和2015年进行评价与对比,得出:荆江航道的健康程度（Channel Health Index,I_CH）由2011年的“良好”（I_CH=3.432）上升为2015年的“优秀”（I_CH=4.187）,整治工程前后荆江航道生态性有了显著改善。按照健康指数提升的成因划分,将准则层下的6个功能归为4类影响因素;采用改进层次分析法与用传统层次分析法计算得出的结果相对偏差为0.94%（2011年）和0.40%（2015年）,在简化构造比较矩阵的评判标度和优化矩阵一致性的同时确保了计算结果的准确性。     

长江河口悬沙浓度变化特征分析

2003年2、7月在长江口进行了枯、洪季大规模综合水文观测,本文以此次观测资料为基础,采用数理统计、水文学等方法以江阴-南通-徐六泾-南支-南港-南槽(北槽)的格局对长江河口悬沙浓度的时空变化特征进行了分析研究。分析结果表明:(1)徐六泾节点至江阴潮流界河段主要受径流影响,悬沙浓度比较稳定,而在徐六泾以下多级分汊区段,由于各汊道的分流比等因素的不同,悬沙浓度的分布也存在着差异;(2)悬沙浓度受径流、潮流作用影响具有明显的季节变化,潮周期变化;(3)涨、落潮悬沙浓度大小与流速大小密切相关,但存在着一定的滞后性;(4)单宽输沙量在时空上存在着复杂的变化;(5)在长江口南北槽拦门沙最大浑浊带中,泥沙的再悬浮过程比其他河段复杂多变,同时也存在着一定的规律性、周期性。