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。     

长江口洪季水动力对海平面上升的响应特征

考虑到海平面上升对长江口水动力构成的严重威胁,该文基于MIKE21软件建立了长江口二维水动力数学模型,采用实测潮位、流速以及流向资料对模型进行了验证。对相关文献和IPCC报告进行总结归纳,得到2100年海平面保守上升值约为0.5 m。运用验证好的数学模型对海平面上升0.5 m后长江口洪季水动力进行了数值模拟。计算结果表明:海平面上升后,涨潮时间增长,落潮时间缩短;海平面上升0.5 m后,长江口南北支、南北港以及南北槽高潮位增加了0.43 m–0.46 m,高潮位增幅沿程向上减小,北支上段涨潮动力受阻较明显(潮位增幅较大);海平面上升0.5 m后,北支流速增幅比南支大,北支上段落潮流量增幅达82.8%,对北支水道的发展有利。总体而言,海平面上升对目前长江口沿岸的标准构成了一定威胁,但对已经衰退的北支水道有利。     

长江口水源地取水口盐度对径潮动力的响应

上海市饮用水的80%来自长江口三大水源地——陈行水库、青草沙水库和东风西沙水库。枯季盐水入侵一直是长江口水源地安全面临的最大威胁。作为河口区域的主要动力, 有必要进一步研究径流和潮汐对长江口水源地盐水入侵的影响。通过建立长江口平面二维潮流盐度数学模型, 对长江口盐水入侵进行模拟, 分析了水源地取水口盐度过程与潮位过程的关系, 探讨了北支盐水倒灌对水源地的影响。研究结果表明:三大水源地因位置不同, 盐度过程线特征也不相同。水源地取水口盐度过程线与潮位过程线的关系可作为受北支倒灌盐水和正面入侵盐水影响程度的重要依据。北支盐水倒灌发生时, 东风西沙水库、陈行水库、青草沙水库水源地分别在大潮、中潮及小潮时受倒灌盐水影响最为严重。随着径流增大, 水源地受盐水入侵影响的时间会提前, 但是盐度则随径流的增大而减弱。     

长江口盐水入侵研究

根据长江口盐水入侵的历史和现状 ,指出流域大量蓄引提供水工程、北支入流条件恶化、湖泊和河槽调蓄能力减弱等是导致长江口盐水入侵加剧的主要原因 ,而南水北调工程将使入海径流减少以及北支河势继续恶化、海平面上升加剧 ,河口整治与开发是今后所面临主要的问题。在总结长江口盐水入侵研究现状的基础上 ,提出了一些初步想法。     

海平面上升对珠江口咸潮入侵的影响

该文基于MIKE21软件建立珠江口二维水动力-盐度输运数学模型,采用实测潮位、流速和盐度资料对模型进行验证,利用验证好的数学模型模拟海平面上升0.5m、1m和2m三种情况下珠江口枯季盐度分布的变化,探究咸潮入侵对海平面上升的响应特征.结果 表明,随着海平面上升,珠江口枯季大潮期间盐度整体呈现上升趋势,但在局部地区盐度变...     

三峡与南水北调工程对长江口水源地的影响

利用Delft3D-Flow建立了长江口二维潮流和盐度数学模型,并利用现场实测的水流、盐度数据对模型进行率定验证,较好地模拟了长江口盐水入侵的周期性变化规律.在此基础上,分别将枯水期三峡工程和南水北调工程各调水方案与外海的典型潮波进行组合模拟多种水文条件下的盐度场,并对宝钢水库、陈行水库以及在建的青草沙水库的取水口盐度进行了分析.结果表明:南水北调东线工程的预期最大调水量为1000 m3/s的调水方案将加剧长江口的盐水入侵,水库取水口附近的盐度变大;三峡工程枯水期下泄流量增加,有利于缓解长江口水源地的盐水入侵.     

数值分析海平面上升对磨刀门水道咸潮上溯的影响

磨刀门咸潮上溯有逐年增强的趋势,其发生的频率也越来越高。采用非结构有限体积近岸海洋模型FVCOM建立了磨刀门水道三维咸潮水动力数学模型,并采用实测潮位和盐度对模型进行了率定和验证,表明该模型能够较好地反映磨刀门咸潮上溯的水动力情况。采用已率定的模型,对外海海平面上升15 mm的工况进行数值模拟,研究了海平面上升对咸潮上溯的影响。结果表明,海平面每升高1 cm,磨刀门水道平均水位将升高0~1.67cm;磨刀门水道内表层和底层盐度均随着海平面的上升而增大,咸潮上溯的规律不随海平面的上升而改变;磨刀门水道河口处表、底层盐度增幅相差不大且均不随潮差的大小而变化;河道上游段,海平面上升对底层的影响明显大于对表层的影响,而且表、底层盐度均随着潮差的减小而增大;海平面平均每升高1 cm,磨刀门水道咸潮入侵平均上移距离为0.85 km。该研究对压咸措施有一定的指导意义。     

地形下切对钱塘江盐水入侵的影响分析

钱塘江是杭州市的重要饮用水源,长期以来咸潮入侵对杭州市饮用水安全构成威胁。采用二维数学模型对闻家堰到仓前河段的水动力和盐度进行了数值模拟,复演了大中小潮情况下水动力和盐度的变化过程,着重分析了地形下切对咸潮入侵程度的影响。结果表明:闸口站断面、七堡站断面平均下切分别为1.64,1.12 m时,可导致闸口站、七堡站大潮潮差分别增加22,9 cm,涨憩后0.5盐度线上移3.7 km,七堡站大潮盐度峰值上升17%。地形下切导致七堡断面凸岸边滩处盐度变化大于深泓线附近,因此,地形下切导致的盐度峰值增大对凸岸处取水口造成的影响较凹岸处更大。     

2022年长江口夏季咸潮入侵及影响机制研究

2022年长江流域降雨、干支流来水均严重偏少，江湖水位持续走低，发生了1961年有完整记录以来最严重的流域性气象水文干旱。受此影响，2022年8月下旬长江河口就遭遇咸潮入侵，为有咸潮入侵监测记录以来历史最早，随后入侵增强并持续影响长江口。针对2022年长江口罕见的夏秋季节咸潮入侵事件，利用长江口岸基、浮标观测资料，分析了2022年洪季咸潮入侵的变化过程，并结合FVCOM咸潮入侵数值模型，量化分析径流、潮汐及台风事件对咸潮入侵的影响。结果表明：2022年夏季长江径流量为历史极低值，导致长江口咸潮入侵时间提前，入侵频率增加，上溯距离增大，河道北侧盐度显著高于南侧。在低径流情况下咸潮入侵呈现显著的涨落潮、大小周期性变化，其中小潮后期为盐度的快速上升期，大潮至中潮位为盐度缓慢下降时段。除此之外，持续的偏北风会有利于外海水体向海内输送，导致水位抬升，增强咸潮入侵。2022年9月在北向型台风“轩岚诺”和“南玛都”的影响下，随着涨潮流的作用，长江口咸潮入侵程度在9月21日达到最大，上溯至东风西沙水库北部约10 km处。研究成果可为进一步认识长江口咸潮入侵规律及机理提供依据。     

长江口盐水入侵特征及规律

在分析长江口2002年3月枯季全潮水文测验资料的基础上,建立了“长江口—杭州湾—舟山群岛”海域大范围二维水流盐度数学模型,对长江口盐水入侵的特征及规律进行了研究。结果表明:受北支盐水倒灌影响,时间上南支某些水域不同于一般的涨(落)憩时盐度达到峰(谷)值,而是涨憩时盐度达到谷值,落憩时盐度达到峰值;空间上南支盐度分布在大潮期间呈现出“高—低—高”的格局,口门处的盐度在涨憩时明显大于落憩时,数值模型计算结果与实测数据分析相一致。同时,通过对北支潮径动力分析可发现,外海潮差越大,上游径流量越小,北支盐水倒灌南支的可能性越大,即北支口分流比随上游径流量呈指数增长,而与外海潮差成反比。研究成果可供研究长江口盐水入侵科技人员参考。     

三峡水库运行以来入海径流与盐水入侵响应研究

为研究三峡水库运行以来盐水入侵对长江河口的影响,采用自行编译完成的Delft3D 4.01.01版本源代码,建立了大通到长江口外的二维水流盐度数学模型,综合分析入海径流量与盐水入侵的响应机制。研究表明Ddlft3D 4.01.01源代码能很好地模拟计算长江口水动力盐度分布,验证误差仅有10%~15%。从计算结果可以看出,盐水入侵情况与径流量关系明显,当大通站径流量为5 000 m~3/s时,长江口南支与北支均发生盐水入侵。随着径流量增大,淡水区域面积由南支右岸向下游进一步扩大。当径流量超过30 000 m~3/s时,南支基本不存在盐水入侵情况,可以保证水库正常取水安全。当存在风力作用时,盐水入侵明显,盐水浓度达到3.5 ppt以上,而无风情况下,盐水入侵趋势减弱,长江口南支河段区域的盐度一般满足灌溉水的标准(2.2‰)。     

长江大通站径流量的丰平枯水年划分探讨

河流和河口水文研究一般都采用年平均径流量划分丰平枯水年。根据长江口枯季盐水入侵研究对径流量划分的需要,探讨了以大通站的年平均、洪季平均、枯季平均、枯季月平均径流量划分丰平枯水年类型的差异。结果表明洪季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度达74%,但是枯季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度仅38%,枯季各月平均与年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度平均为33%。对于长江口的各种研究来说,采用多种径流量指标划分丰平枯水等级是很有必要的。     

后三峡工程时代长江口水源地盐水入侵规律及其应对措施

在简述长江口盐水入侵主要影响要素与特性的基础上,对三峡水库运行以来长江大通水文站年径流量、月径流量的变化规律进行了简析,发现长江下游仍呈现典型丰、平、枯水年特征,其季节变化规律也十分显著。同时对后三峡工程时代的长江口水源地盐水入侵特征进行了研究,结果表明,枯水期水源地咸潮入侵与其发生首日的大通水文站前6日日径流量相关性相对较好;影响期一般在农历九月至来年四月间,尤以二月最为严重;各月呈现出以初八和廿二为“双驼峰”型的氯化物质量浓度峰值分布特性。提出了进一步减轻长江口盐水入侵对上海水源地供水安全影响的建议,包括采取加强流域与区域信息资源共享、北支控制工程联建、长江口水源地（水库群）联动开发等措施。     

气候变化对嘉陵江流域水资源量的影响分析

 嘉陵江是长江的最大支流,流域面积约16万km2。针对2050,2100年不同的气候变化情景,选取较为不利的参数组合,根据降水、气温、湿度、风速、日照等气候要素的变化,建立潜在蒸发量模型计算流域的潜在蒸发量（ET0）,再根据流域内植被的蒸散发系数（Kc）,计算流域的面平均蒸散发量（ETc）。并利用流域面平均降水量减去径流深得到流域的实际蒸散发量,对计算的流域面平均蒸散发量进行验证。对不同的水平年利用降水的预测成果（气候变化情景不同具有不同的降水量预测成果）及计算流域的面平均蒸散发量,根据水量平衡模型分析计算气候变化对嘉陵江流域水量的影响。结果表明：不利条件下2050年年径流将减少23.0%～27.9%;2100将减少28.2%～35.2%;2050,2100年平均年径流分别相当于目前7年一遇和12年一遇的干旱年。由此说明,气候变化对流域内的水资源量影响十分显著。      

长江大通站流量丰枯演化趋势预测

大通水文站是长江干流最后一个控制站,流量变化对下游感潮河段的潮流界及潮区界变迁、长江口盐水入侵及河床演变具有重要意义。应用Kendall趋势检验法、Markov过程基本的理论、条件概率分析法,就大通水文站1950~2007年实测年均流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。结果表明：大通站年径流量年际变化较稳定,但年内分配不均匀;枯水年多以连续形式出现,枯水状态的出现概率占优。应用研究结果对2008~2010年的丰枯水年进行预测,预测结果与实测资料相符。     

长江口水流盐度数值模拟

利用长江口平面二维水流盐度数学模型，模拟计算了4种水文组合条件下径流和潮流对盐水入侵的影响．探讨了长江口拦门沙地区盐度随水流的扩散输移规律．利用长江口北槽三维水流盐度数学模型分析了盐度梯度引起的斜压项对水流的影响，以及航道增深对盐水入侵的影响．