长江口及杭州湾泥沙输运研究
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长江口—杭州湾悬沙浓度的空间分布特征研究杨海飞;张志林;李伯昌【摘要】本文通过搜集长江口—杭州湾水域23个测点,2011年洪、枯季大潮悬沙浓度数据,研究了该区域的悬沙浓度空间分布特征.结果表明:长江口—杭州湾的悬沙浓度存在明显的空间分布差异,北支大于南支,南支拦门沙区域大于南支上段,杭州湾区域则整体上大于长江口区域;长江口-杭州湾区域悬沙浓度自内向外整体呈先增大后减小的趋势.长江口—杭州湾泥沙虽基本来自长江径流输沙,但水体的悬沙浓度更多地受海洋动力作用控制,泥沙的再悬浮作用对水体含沙量的补充决定了该区域悬沙浓度的空间分布,故该区域的悬沙浓度主要表现为海洋性.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】5页(P70-74)【关键词】长江口;杭州湾;悬沙浓度;空间分布【作者】杨海飞;张志林;李伯昌【作者单位】长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136;长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136;长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136【正文语种】中文【中图分类】P737.14流域来沙是河口地貌形成的物质基础,地貌形态的变化主要依靠水动力作用。
悬沙浓度是泥沙和水动力耦合作用的直接体现,其分布特征反映了泥沙在水动力作用下的搬运、沉积和再悬浮过程,是河口地貌演变的重要影响因子[1-2]。
在长江口地区,泥沙的回淤问题一直困扰着航道和港口工程。
细颗粒的泥沙还易吸附营养盐、污染物等,在河口区汇集,对河口水域环境产生很大影响[3-5]。
作为中国最大的河流入海口,长江口的河流和海洋动力的相互作用十分强烈[6]。
据大通站(长江入海前最后一个控制性水文站)多年数据统计,上世纪七十年代(流域来沙大幅降低前)长江年均入海径流量和输沙量分别约为9×1011m3和5×108t,分别位列同期世界河流的第五和第四位[7]。
(一)长江口与杭州湾的泥沙交换.长江泥沙在河口扩散入海后,在水流的作用下向南输移,部分泥沙在部落潮流的作用下与相邻杭州湾进行交换,达就是长江口与杭州湾泥沙交换的基本方式。
下面从盐度、潮汐潮流、系流变化特征加以论述。
杭州湾北岸夏季盐度纵向断面分布反映了湾口盐度低,湾内高。
湾内盐度等值线为北东一南西方向,盐度北部低,南部高。
达同一般河口湾盐度分布是截然不同的,显然这是长江径流出口门后直接入侵杭州湾的北岸,影响了杭州湾盐度分布的结果。
例如1963年9月13日一次强台风,在东北风的作用下,长江径流绕过南汇嘴,沿着杭州湾北岸进入湾内,金山嘴前水域盐度仅为o.57%,表明了金山嘴的盐度与长江径流有着密切的关系。
从多年长江大通站月乎均流量与金山嘴月平均盐度的相关统计,其相关系数达—o.78,有着较好的线性关系,面钱塘江径流与金山嘴盐度问关系较差,相关系数仪—o.21。
由此可知,随首长江径流沿着杭州湾北岸进入金山嘴前海域,也必然存在着长江入海泥沙直接杨,吮州湾进行交换。
潮波传入长江口和杭州湾,受到地形的制约,杭州湾北岸位于杭州湾颧波前进方向的右岸,长江口南岸位于潮波传播方向的左岸,由于科氏力的作用,使得两者颧位、潮差产生差异,以杭州湾芦颧港和长江口中浚对比,平均高颧位芦颧港高于中浚o.07米,平均低颧位芦潮港低于中浚o.40米,从低潮位到中期位期间,芦潮港水位一船都低于中浚,导致汇角外形成一个水面比降,倾向杭州湾,从而造成长江搭颧后期的淡水挠带泥沙随流进入杭州湾。
长江口流场分布趋势表明,涨潮时来自东南方向的外游潮流在南汇哺东、水深10米附近分成南北两股,北股顾着约305。
方向进入长江南槽口,甫股向西进入杭州鸡,通常分机点位于122。
17’E、30。
50’N附近,分机角约25。
左右。
它踊受长江口南槽走向和抗州湾北部岸线的制约,也受长江径流和大小潮的调节,大潮伯东,小潮偏西。
枯季移玉西南,分机点内移,分流角增大,促使长江入海泥沙,穿越汇角沿岸直接交换水域的幅度相对变窄,从而使得输入抗州湾流系的水沙减小。
第51卷增刊(2)2020年12月人民长江Yangtze River Vol.51,Supplement (Ⅱ)Dec.,2020收稿日期:2020-07-14基金项目:上海市科学技术委员会科研计划项目(18DZ1206600)作者简介:李溢汶,男,工程师,硕士,主要从事河口海岸方向的研究工作。
E -mail :lyw@whu.edu.cn文章编号:1001-4179(2020)S2-0016-04新形势下长江口横沙浅滩演变分析及趋势预测李溢汶,张诗媛(上海勘测设计研究院有限公司,上海200434)摘要:为研究流域来沙减少及人类活动影响下长江河口自然滩涂的冲淤演变趋势,以横沙浅滩为例,基于实测地形资料分析结果,建立了长江河口中长期动力地貌模型,并将其用于对横沙浅滩未来20a 的冲淤演变趋势进行预测。
结果表明:①近年来横沙浅滩逐渐由冲淤相对平衡状态转变为冲刷状态,其南北两侧冲刷显著,滩面串沟发展已成形;②横沙浅滩未来仍将呈持续冲刷的态势,将致使滩体稳定性受到威胁;③有必要对横沙浅滩开展保护与治理研究,并适时启动人工保护措施。
关键词:滩涂演变;动力地貌;演变趋势;长江口中图法分类号:TV147.5文献标志码:ADOI :10.16232/j.cnki.1001-4179.2020.S2.0041研究背景长江口河段上起徐六泾,下至口外原50号标灯,是较为典型的潮汐型河口,其河床平面呈三级分汊、四口入海的复杂河势格局[1]。
受径流、潮流相对强度不同以及泥沙组成在空间上存在较大差异等因素的影响,自然状态下的长江口河势、滩势极为动荡,各汊道主流频繁移位[2-3]。
其中,横沙浅滩作为长江口宝贵的自然滩涂资源,近年来,受流域来沙量减少[4]及人类活动等因素的影响,滩体呈萎缩态势;而且滩面串沟发展[5],极可能会影响到区域河势的稳定,从而威胁到航道的安全运行。
因此,研究新形势下横沙浅滩的冲淤演变特点并进行趋势预测,能为横沙浅滩的综合治理工作提供重要支撑。
山东省潍坊市昌乐县第二中学2021-2022学年高一下学期开学考试第I卷(选择题)一、单选题杜牧《山行》中“停车坐爱枫林晚,霜叶红于二月花”形象地描述了长沙岳麓山的山林景色。
下图为大气受热过程示意图。
据此完成下面小题。
1.诗句描写的景色大约出现在()A.2月 B.5月 C.8月 D.11月2.诗句中“霜”形成的夜晚()A.①增强 B.②减弱 C.③增强 D.④减弱肯尼亚山位于东非地区,近年来山顶冰川大量萎缩,预计20—30年后会消失殆尽。
左图为肯尼亚山位置示意图,右图为肯尼亚山垂直自然带分布和降水量变化示意图。
据此完成下面小题。
3.推测M处的自然带是()A.山地雨林带 B.山地针叶林带 C.热带荒漠带 D.常绿硬叶林带4.肯尼亚山东南坡自然带数目明显多于西北坡,直接原因是东南坡()A.降水多 B.热量多 C.温差小 D.高差大5.肯尼亚山冰川消失殆尽会导致()A.山顶昼夜温差变小 B.山坡白天谷风增强C.山麓河流水量增加 D.山麓演变成为荒漠《山居秋暝》描述了唐代诗人王维位于秦岭北麓辋川别业(今西安市蓝田县西南10余千米处)居处的清幽。
下图示意秦岭北坡及秦岭以北黄土区自然带分布。
据此完成下面小题。
6.关于诗句“空山新雨后,天气晚来秋。
明月松间照,清泉石上流”的说法,可信的是()A.描绘了山谷中雨后的旖旎风光 B.“新雨”形成受暖锋影响C.“松间照”体现了纬度地带分异 D.“清泉”来自高山冰雪融水7.秦岭北坡山麓的地带性植被是()A.常绿阔叶林 B.常绿硬叶林 C.落叶阔叶林 D.针叶林8.与栓皮栎相比,辽东栎林的习性是()A.喜温怕湿 B.耐寒耐旱 C.耐热耐湿 D.喜阴怕干南迦巴瓦峰位于喜马拉雅山脉东段,构造运动强烈,以陡峭险峻著称,被评为“中国最美山峰”。
在雪线之下、林线之上的地带,被誉为“雪山之王”的雪豹在此活动。
下图示意喜马拉雅山脉东段地层地貌剖面。
据此完成下面小题。
9.关于该地区的正确表述是()A.南迦巴瓦峰属于背斜山 B.多雄拉适宜建设隧道C.乃彭峰是地垒形成的断块山 D.那木拉错适宜修建水库10.雪豹在南迦巴瓦峰北坡的活动范围比南坡大,这是因为北坡()A.雪线低、林线低 B.雪线高、林线高 C.雪线低、林线高 D.雪线高、林线低斯洛文尼亚森林覆盖率近60%,木材加工是该国传统产业。
杭州湾水沙运动特性分析刘光生【摘要】结合钱塘江、杭州湾历年实际测量资料,总结杭州湾水域潮汐水文、潮流及泥沙输移特性,为杭州湾涉水重大工程的实施提供可靠详实的基础数据.结果表明,杭州湾北岸的高潮位比南岸高,低潮位则相反,潮差北岸比南岸大,南、北岸平均高潮位由湾口向湾顶沿程增高;杭州湾潮流基本呈往复流,南岸对比北岸先涨先落;杭州湾含沙量呈“三高两低”的状况,受长江来沙的影响较大,表现为“冬高夏低”的年内变化趋势.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2013(041)002【总页数】5页(P56-60)【关键词】杭州湾;水流;泥沙;特性【作者】刘光生【作者单位】浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020【正文语种】中文【中图分类】TV1421 问题的提出杭州湾是著名强潮海湾,具潮差大、水流急、含沙量高、粒径细、水深较浅、冲淤幅度大等特点,而且浙江省又是我国台风影响最大的省份之一,每年在浙江境内登陆的台风有3~5个,台风过境极易形成大冲骤淤现象,杭州湾两岸经济发达,港口码头、航道、跨海大桥、海底管道等重大工程较多,杭州湾的水流及泥沙运动特性直接关联重大涉水工程的安全性能及维护成本,深入分析研究杭州湾水流泥沙运动特性对这些重大工程有着至关重要的作用。
潮波运动引起水体的水平流动称为潮流。
潮流和潮汐如同孪生兄弟,在一般情况下,潮流变化和潮汐相对应,潮汐为半日潮,潮流也为半日潮,并有类似的各种现象。
为研究杭州湾水流运动特性,必先研究杭州湾潮汐运动形式。
本文将从潮汐水文、潮流以及泥沙输移3个方面入手研究。
2 潮汐水文太平洋潮波,经琉球群岛后分2支进入东中国海,一支向西北经东海,进入黄海;另一支沿西北偏西方向进入浙江沿海,潮波传播过程部分通过金塘水道、秀山水道先后传入杭州湾。
在湾口同一经度上,南、北两岸潮峰到达时间比中部早,南部比北部早。
由于湾内北岸水深比南岸大,潮峰传播速度也较快,故至金山断面时,南、北潮峰几乎同时到达,过乍浦后,北部潮峰超前。
泥沙研究 2007年12月Journal of Sediment Research第6期长江口南汇东滩滩地地貌演变分析刘 杰1,2,3,陈吉余2,陈沈良2(11上海河口海岸科学研究中心,上海 201201;21华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;31河口海岸交通行业重点实验室,上海 201201)摘要:南汇东滩位于长江口与杭州湾的交汇带,受长江径流、来沙、波浪、潮汐和人类活动的影响,滩地地貌演变复杂。
近百年来,南汇东滩北冲南淤,呈整体向东南伸展的演变趋势。
波浪和潮流的共同作用,控制着南汇东滩滩坡和滩地走向,形成了岸、滩、槽平面发散的地貌形态。
近年来,受长江口深水航道治理工程的影响,南汇东滩上段冲刷,下段淤积,地貌形态总体变化不大。
没冒沙是南汇东滩上的次生沙体,形成于上个世纪的20年代,形成以来虽经历复杂的演变过程,但多年来沙嘴(或沙脊)的位置和走向基本保持稳定。
南汇东滩平缓且稳定的滩坡、丰富的泥沙供应和适当的潮流、波浪动力是没冒沙长期稳定的内在机理。
关键词:长江口;南汇东滩;没冒沙;水库中图分类号:T V14813 文献标识码:A 文章编号:04682155X(2007)06200472061 前言长江每年约有4亿吨的泥沙下泄,在河口区形成巨大的水下三角洲和宽广的潮滩。
南汇东滩就是其中最宽阔的潮滩之一,-5m等深线以内的滩地面积约630km2,是上海开发浦东、拓展城市空间的宝贵土地资源[1]。
近年来,随着上海新一轮发展,城市工业向沿江、沿海区域转移,南汇东滩促淤围垦工程实施强度因此增大。
继在南汇东滩围垦的土地上建设浦东国际机场以后,近5年来大型促淤围垦工程并起,0m等深线以上约170km2的滩地分别被促淤和围垦。
1998年实施的长江口深水航道治理工程也改变了南槽上段的边界和水流动力条件。
这些变化都将引起南汇东滩的沉积响应,对南汇东滩滩地地貌演变产生深刻影响。
为进一步开发、利用和保护南汇东滩的水土资源,有必要对南汇东滩滩地的历史演变和近期的工程影响进行分析。
长江河口悬浮泥沙向浙闽沿岸输运近期变化的遥感分析陈瑞瑞;蒋雪中【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2017(041)003【摘要】The construction of a number of dams in the Changjiang River basin (and in particular, large dams in the mainstream) has led to a sharp reduction in the amount of suspended sediment transported from the basin to the sea. This study was instigated to determine the effect on adjacent waters from a change in sediment source, and the paper focuses on spatial and temporal variations in suspended sediments from the Yangtze Estuary to Zheji-ang-Fujian Provincial coastal sea obtained from remotely sensed data. A reliable model is established (according to in-situ measurements in different seasons during 2014) to extract suspended sediment concentration (SSC) from Terra- moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) images, and the SSC transport mechanism is stud-ied based on results of these analyses. Results reveal that the transportation of suspended sediment from the Yangtze Estuary to the south coast has an obvious seasonal variation and is driven by the monsoon and coastal ocean cur-rents. In spring, suspended sediment is transported as a strip from the Yangtze Estuary to Zhejiang-Fujian Provincial coastal water, and in late spring the suspended sediment transport is interrupted by Wenling coastal waters. In summer, a largeamount of suspended sediment is left stranded in the Yangtze Estuary and the Hangzhou Bay:these interruptions are obvious. In autumn, a continuous coastal suspended sediment strip gradually forms between mid-October and late November. In recent years, under the influence of reducing suspended sediment from the river basin into the estuary, the continuous suspended sediment strip in winter has been broken off prior to spring and recovery has been delayed in autumn.%利用2000~2015年Terra-MODIS(terra-moderate resolution imaging spectroradiometer,中等分辨率成像光谱仪)数据和2014年洪枯季现场数据建立泥沙反演模型,分析入长江河口泥沙大幅减少后河口表层悬沙向浙闽沿岸输运的时空变化和扩散形态.结果表明:(1)利用MODIS数据的二次型模型能够揭示长江口及邻近海域悬沙分布及输运特征,入海输运的长江口悬浮泥沙是浙闽沿岸连续悬浮泥沙带存在的物源;(2)受季风和沿岸流动力驱动,长江口悬沙向浙闽沿岸输运具有明显的季节性:春季,悬浮泥沙从长江口向浙闽沿岸呈条带状输运,春夏之交,南下的悬沙至温岭近岸海域出现中断现象;夏季,长江口大量悬沙滞留在长江口杭州湾近岸,仅有少量悬沙向南输运,泥沙带中断;秋季,10月下旬—11月中旬逐渐形成连续的近岸泥沙带;历冬至春,循环复始;(3)受近年来长江流域进入河口的泥沙减少影响,浙闽沿岸秋冬季连续的输沙带在春季提前断开,在秋季有推迟恢复的现象.本研究对于探究浙闽沿岸泥沙减少新格局,分析近海生态环境新变化具有重要意义.【总页数】13页(P89-101)【作者】陈瑞瑞;蒋雪中【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062【正文语种】中文【中图分类】TP79【相关文献】1.闽浙沿岸泥质沉积的物源分析 [J], 肖尚斌;李安春;刘卫国;赵家成;徐方建2.长江河口北槽近期盐淡水混合与悬沙输运研究 [J], 高敏;李占海;张国安;王志罡;李远;李九发;谢火艳3.闽浙沿岸上升流及其季节变化的数值研究 [J], 经志友;齐义泉;华祖林4.近2 ka闽浙沿岸泥质沉积物物源分析 [J], 肖尚斌;李安春;蒋富清;尤征;陈莉5.浙闽沿岸潮余流的空间变化 [J], 林其良;黄大吉;宣基亮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
波—流共同作用下长江口二维悬沙数值模拟波—流共同作用下长江口二维悬沙数值模拟摘要:本文通过数值模拟方法,研究了波—流共同作用下长江口内二维悬沙运移的情况。
通过建立数学模型和计算方法,模拟了长江口内悬沙的输运过程,并对波浪和流场的相互影响进行了探讨。
结果表明,波浪和流场的共同作用对悬沙输运过程具有显著影响,进一步深化了对长江口悬沙运动规律的认识。
一、引言长江口是我国最重要的河口之一,其水动力和悬沙运动规律的研究对于河口水文、水沙动力学的理解具有重要的意义。
波浪和流场作为长江口内两个主要的力学驱动因素,其相互作用对悬沙的输运过程有着重要影响。
因此,基于数值模拟方法,研究波流共同作用下长江口内二维悬沙运移的规律具有重要的理论和实际意义。
二、模型建立在本文研究中,建立了二维悬沙运移数值模型,考虑了波浪、流场以及悬沙之间的相互作用。
模型采用了数值解的方法,通过离散化长江口内区域,并运用流动方程、输运方程和释放方程来模拟波流共同作用下的悬沙运动过程。
模型的输入数据包括入口流速、入口浓度和入口波浪参数等,模拟的输出结果为悬沙在长江口内的输运情况和浓度分布。
三、数值模拟结果通过数值模拟得出的结果显示,长江口内的悬沙输运过程受到波浪和流场的共同作用。
在波浪作用下,悬沙会随着波动而上升和下降,这会影响悬沙的输运速度和方向。
而流场则会决定悬沙的平均输运速度和方向。
模拟结果还显示,在大波浪和强流场共同作用的情况下,悬沙会有较大的浓度差异和输运速度。
四、悬沙输运规律分析根据数值模拟结果,我们进一步分析了悬沙输运的规律。
首先,当波浪和流场方向相一致时,悬沙的输运速度较快;当方向相反时,输运速度较慢。
其次,波浪的幅度和周期对悬沙的上升和下降速度有较大影响,较大的波浪幅度和周期会引起更剧烈的悬沙运动。
此外,在大流量的情况下,悬沙的输运速度较快,浓度较高。
五、结论通过本文的研究,我们深入了解了长江口内波流共同作用下的悬沙运移规律。
长江口水文、泥沙计算分析文献综述1研究背景河口地区是海陆相互作用最为典型的区域,其水动力条件复杂,如径流、潮汐、波浪、沿岸流以及地转科氏力等作用强烈;人类活动也颇为活跃,其作为经济发展的强势地位集中体现在沿江、沿海等地域优势上。
众所周知,河流泥沙资料是为防治水土流失、减轻泥沙灾害、合理开发水土资源、维护生态平衡等方面的宏观分析与决策研究,以及流域水利水电工程建设规划、设计和水库运用、调度管理等提供科学依据的重要基础工作。
我国属于多河流、广流域的国家,据统计,在我国长达21000多公里的海岸线上,分布着大小不同、类型各异的河口1800多个,其中河流长度在100公里以上的河口有60多个(沈焕庭等,2001)。
长江是我国第一大河,水量丰沛,输沙量大,全长约6300km,流域面积约180万km2,占全国面积的1/5。
其河流长度仅次于尼罗河与亚马孙河,入海水量仅次于亚马孙河与刚果河,均居世界第三位。
据长江大通站资料(1950~2004),流域平均每年汇集于河道的径流总量达9.00 X 1011m3,并挟带约3. 78 X 108t泥沙(中华人民共和国泥沙公报,2004),由长江河口的南槽、北槽、北港和北支等四条汉道输送入海。
根据长江口水流动力性质和形态特征,可分为径流段、过渡段、潮流段和口外海滨段。
过渡段是径流与潮流相互消长的河段,它自五峰山镇至徐六径,长约184km。
潮流段是潮流势力逐渐增强,径流势力相对减弱,风浪与风暴潮对河道的影响大增的河段,它自徐六径至河口,长约174km。
口外海滨段是诸多水动力因素非常活跃的场所,又受到海岸、海底等边界条件的制约,水流动力情况比较复杂。
它的大致范围是西起长江口拦门沙前端、东至水下三角洲前缘,南自南汇嘴附近、北达江苏省篙枝港(胡辉,1988;沈焕庭2000,2001;宋兰兰,2002)。
每个典型河段都有其固有的且相互影响的悬移质含沙量分布特性,它们在长江口地貌形态、河口演变过程中扮演着重要角色。
海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用一、本文概述随着全球气候变化和人类活动的不断加剧,海岸河口地区的水动力环境和泥沙运动特性发生了显著变化,这对海岸河口地区的生态、环境和经济发展产生了深远影响。
因此,对海岸河口的水动力数值模拟及泥沙运动研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在探讨海岸河口地区的水动力数值模拟方法,并分析其在泥沙运动研究中的应用。
本文将对海岸河口的水动力数值模拟进行概述,介绍数值模拟的基本原理、常用模型和方法,以及模型建立和验证的一般流程。
本文将重点分析水动力数值模拟在泥沙运动研究中的应用,包括泥沙输移、沉积和再悬浮等方面的模拟和研究。
本文将通过具体案例,探讨水动力数值模拟在海岸河口地区泥沙运动研究中的实际效果和应用前景。
通过本文的研究,旨在为海岸河口地区的水动力数值模拟和泥沙运动研究提供理论支持和实践指导,为海岸河口地区的可持续发展和生态环境保护提供科学依据。
二、海岸河口水动力数值模拟基础海岸河口水动力数值模拟是对海岸河口地区水流运动进行量化分析和预测的重要手段。
它基于流体力学的基本原理,结合数值计算方法,对水流、潮汐、波浪等动力因素进行模拟,揭示这些动力因素在海岸河口地区的运动规律。
在进行海岸河口水动力数值模拟时,需要首先建立数学模型。
这些模型通常包括控制方程、边界条件、初始条件等。
控制方程一般基于Navier-Stokes方程,描述水流运动的基本规律。
边界条件和初始条件则根据具体的研究区域和实际问题进行设定,如河口的开敞程度、潮汐的影响、风的作用等。
数值求解方法是数值模拟的核心。
常用的数值求解方法包括有限差分法、有限元法、谱方法等。
这些方法各有优缺点,需要根据具体的问题和模型选择合适的方法。
例如,对于复杂的海岸河口地形,有限元法可能更适合;而对于大尺度的海洋流场模拟,谱方法可能更有优势。
在进行数值模拟时,还需要考虑模型的验证和校准。
这通常通过与实际观测数据进行对比来实现。
长江口潮滩水动力过程、泥沙输移与冲淤变化长江口潮滩水动力过程、泥沙输移与冲淤变化长江是中国最长的河流,也是中国经济最繁荣地区的母亲河。
长江入海口位于上海市和江苏省境内,是长江水系与东海相连接的重要通道,被称为长江口。
长江口地区的潮滩是一个特殊的地理环境,其水动力过程、泥沙输移及冲淤变化对于海洋生态系统和沿海城市发展起着非常重要的作用。
长江口潮滩的水动力过程是指由潮汐及洪水等外界因素驱动的潮水流动。
长江口位于亚热带地区,气候湿润,潮汐变化明显。
其潮汐受到太阳和月球的引力影响,形成了周期性的涨落,每天潮水涨落两次。
在潮汐的作用下,长江口的水体呈现出复杂的流动形态,包括涨潮流、落潮流和倒潮流等。
这些水流的交错与交汇不仅决定了长江口水体的混合与分层,也影响着河口地区泥沙的输运。
泥沙输移是长江口潮滩的重要特征之一。
长江是中国最大的泥沙输移河流,每年输送的泥沙量可达数亿吨。
这些泥沙经长江主干输送至长江口地区,然后受到潮汐和海流的影响,在河口地区发生分散、沉积和悬浮的过程。
在长江口潮滩上,泥沙呈现出不规则的分布格局,形成了泥沙丘、泥沙坑等地貌特征。
泥沙的沉积与悬浮影响着长江口区域的水质状况、海底地形以及海洋生态系统的健康。
长江口潮滩的冲淤变化是指泥沙的沉积与侵蚀过程,也是一个动态的过程。
长江口地区的冲淤变化与长江及其支流的泥沙输入、潮汐变化、海浪和海流的作用等密切相关。
长江口潮滩的冲淤变化对周边地区的港口、航道、堤防等基础设施产生了重要影响。
为了保持航道的通畅和沿海的安全,需要进行定期的清淤与疏浚。
为了更好地了解长江口潮滩的水动力过程、泥沙输移和冲淤变化,科学家们开展了许多研究工作。
他们采集了大量的水文、水动力、泥沙等数据,并运用数值模拟和遥感等技术手段进行分析和预测。
这些研究成果不仅对于长江口地区的国土规划、海洋环境保护和城市建设具有重要意义,也对于全球河口潮滩地区的研究有一定的参考价值。
总之,长江口潮滩的水动力过程、泥沙输移与冲淤变化是一个复杂而多变的系统。
长江口水动力学及其泥沙运输规律一、长江口概况:长江河口地处我国东部沿海,受到来自流域径流、泥沙和外海潮流、成水入侵、风、波浪及河口科氏力和复杂地形等绪多园了的影响,动力条件多变,泥沙输运复杂。
从陆海相互作用的角度看,长江河口至少存在几个水沙特性不同的典型河段,而每个典型河段又存在不同性质的界面,如:大通河段(潮区界)、江阴河段(潮流界)、徐六径河段(盐水入侵界)、拦门沙河段(涨落潮流优势转换界面)、口外海滨区(泥沙向海扩散的外边界和长江冲淡水扩散的外边界)。
每个典型河段及关键界而都涉及到物质和能量的传输;每个典型河段及关键界面都有其固有性质,且相互影响,可以说河口过程在很大程度上被发生在每个典型河段的界面上各种现象所制约。
二、水动力方程及验证1、长江口水动力过程的研究进展(长江口水动力过程的研究进展)在过去20多年中, 长江口水动力过程研究成果大量来自河口海岸学家、物理海洋学家、海岸工程师、环境流体力学家的文献、著作。
本文的目的是力图把这些文献(以正式发表的文献为准,不包括研究报告)汇集起来,对长江口潮流、余流、波浪、盐水入侵的研究进行总结, 究竟我们对长江口水动力过程了解多少?究竟长江口水动力过程还有哪些问题值得研究?1.1 长江口余流、环流、水团、长江冲淡水基于现场实测资料, 胡辉等1985年对长江口外海滨余流的运动变化特性进行了一定的研究。
研究结果表明: 长江口外余流约为潮流的1/ 2~1/ 5 , 上层余流以向东为主, 中层余流多偏北, 底层余流有偏西的趋势。
径流是长江口外上层余流的重要组成部分,并以冲淡水的形式存在; 中、下层余流则与台湾暖流的顶托和牵引有关。
王康、苏纪兰1987年研究了长江口南港的横向环流、垂直环流及其对悬移质输运的影响。
在前人基础上导出了长江口相对观测层次的物质断面传输公式,增加了反映环流及振荡切变的各种相互关系的有关项。
基于现场观测资料,Wang等1990年研究了长江口水团、长江冲淡水团等的基本特征。
(一)底质分布的基本特点.抗州湾的底质分布受到地形和水流作用的影响及物质来源的制约,总的看来,杭州淘底质以细颖检沉积构为主,尤以粉砂和泥质粉砂分布范围最广,只是在局部地区由于水下地形和水流的显着变化,而导致沉积物类型的变化。
泥质粉砂是杭州湾的主要沉积类型,分布范围最广,东起淘口,西至金山断面,从海湾北岸至南岸七姐妹岛屿之间均有分布,杭州淘与长江口ln6E连的广大海域亦为此类沉积物所覆盖,分布区域内水下地形乎锡乎均水深约10米左右,沉积物中值粒径一般为6—84,分选性较差。
细砂一粗粉砂沉积类型,主要分布在北岸金山一乍浦海域。
这种沉积类型与岸乎行呈带状分布,自金山至独山全长约25公里,宽约z一5公里,从振动活塞取样表明在大金山MdC则以粉砂和细砂为主夹粘土质粉砂,大金山西南海底1.73—2.13米之间,亦是粉砂为主央粘土质粉砂,这是由于北岸受到强劲的强潮流作用,因此沉积物质较粗。
在金山深桶中,水流冲刷,把原来老的沉积层切穿,使得老滨海相细砂层出露,所以深槽中沉积类型比较复杂。
粉砂是杭州湾另一类重要的沉积类型,在届东滩地的前线和湾顶激浦附近都有分布,中值粒径为5—64,其中粉砂百分含量可达75%,纫砂含量低于20%。
在七姐妹岛屿附近发育一条狭长的潮流脊,走向为北西一南东向,组成物质为细砂和粗粉砂,这反映杭州淘南部金缩水道涨潮流的作用非常强劲。
由此可见,杭州湾底质分布规律,一般在邻近南、北河岸的物质较粗,中间地带物质较细,湾顶的物质较粗,湾口较细。
这与长江口泥沙扩散,湾内动力条件的差异有着十分密切的关系。
(二)底质粒径组成和矿物组合的特点.长江径流出口门后,由于水流9,散,控沙能力降低,加之盐淡水在nf7附近交汇,絮凝作用加速了纫颖检泥沙的沉降,使得径流带来的泥沙在口门附近人员落淤,形成宽阔的水下三角洲的滩槽相间的拦门沙系。
长江流域来沙的一部分堆积在长江口门附近,部分泥沙经反复搬运向外扩散,有的向南运路进入杭州湾,所以长江口与杭州湾在底质组成和矿物组合上具有相似性和连续性。
浅谈杭州湾航道保护之必要杨志超周志明(嘉兴市乍浦开发集团有限公司乍浦314201)[前言] 嘉兴港所处的杭州湾是我国著名的强潮海湾,在平面上呈喇叭型,近湾顶澉浦处宽20千米,在口门处则达100千米。
由于水下地貌特点和潮流的作用,杭州湾北侧澉浦至金山段为一数百米宽、基本沿岸线平行走向的深槽(即本文所指杭州湾航道)。
这就是嘉兴港建港的依托条件。
【关键词】杭州湾嘉兴港河口治理航道保护嘉兴港前沿深槽数十年来冲淤交替,具体表现为夏季前后半年冲刷、冬季前后半年淤积,这主要是由于夏半年平均潮差大于冬半年,相应潮流流速大,而水流挟带沙能力与流速的高次方成正比,因此冲刷能力加强。
从平面分布态势分析,则表现为南淤北冲,主要淤积区在杭州湾南侧区域,而杭州湾北侧区域(含深槽)则基本属于冲淤平衡态势。
然而,这种“平衡态势”近几年来却出现了有被改变的趋势,对此,应引起有关部门的重视。
一、从乍浦港区码头前沿河床淤积看航道保护的必要嘉兴港由海盐港区、乍浦港区、独山港区组成,其中乍浦港区一期码头和二期1、2号位及4、5号泊位分别于1991年、2003年及2005年建成投产后,运行情况总体良好,经济与社会效益明显。
为了确保一类口岸及码头的正常运行,我公司在码头的营运过程中,遵照“科学发展观”的理念,十分注重工程运行观察工作,特别是对码头前沿水深变化的观察。
从近几年的观察发现,码头前沿及周围环境不断变化。
为了确切了解、掌握码头前沿河床的冲、淤变化情况,公司分别于2003年3月、2005年3月委托浙江省河口研究院测绘分院对乍浦港区一、二期码头前沿500米范围内进行了水下地势测量(施测面积为500米×1350米)。
通过对两年同期测量结果的比较发现,码头前沿出现了大幅度淤积,且有日趋严重的发展趋势,其中一期码头前沿至二期1号泊位之间、二期2号泊位到4号泊位之间淤积幅度达2米以上;最大淤积区域出现在二期3号泊位及1号泊位下游附近,淤积最大幅度达3.9米;其余区域淤积幅度均在1米以上;整个施测区域平均淤积幅度约为1.7米,平均年淤积幅度达0.85米,平均月淤积幅度达0.07米,淤积趋势十分惊人!<见附图>。
长江口及杭州湾泥沙输运研究
【摘要】:本文就国内外泥沙数值模拟研究的历史和现状,特别是长江口及杭州湾海域的泥沙研究进行回顾,在前人工作的基础上针对长江口及杭州湾的实际工程需求和科学问题提出了三个有待深入研究的颗题:深水航道工程风暴回淤研究、深水航道治理二期工程后航道在W23段过度淤积问题以及长江口、杭州湾这两大河口作为统一系统的泥沙数值模拟研究。
主要工作简述如下:1、论文首先改进和优化了华东师范大学河口海岸国家重点实验室的长江口南港冲淤预测模型系统。
通过建立底床泥沙起动分层模型,使底沙输运计算更加合理,同时为方便模型的使用将台风场、波浪场、流场、盐度场、全沙场等各子模型进行集成和嵌套。
利用改进后的模型系统对近五年影响长江口主要台风引起北槽航道冲淤变化逐个进行后报检验与分析,进一步率定了模型中的有关参数,深化了对长江口北槽航道风暴冲淤的认识,大大提高了长江口北槽航道风暴冲淤的预测精度。
通过这一工作得到以下结论:台风过程均能不同程度地引起航道内淤积;航道自然回淤量(不受风暴和工程等影响)呈现大小潮规律的变化;航道总淤积量除受台风过程影响外,还受大小潮汛、滩地泥沙供给、水深地形、整治工程以及疏浚抛泥等多种因子影响,为各因素共同作用的结果。
2、利用长江口南港冲淤预测模型系统从工程前后流场、泥沙场和滩槽地形变化三方面对深水航道二期整治工程后航道在W23段过度淤积问题展开初步成因分析。
通过实测数据资料的整理分析和数值模
拟,发现二期工程后,由于北槽下段的整治建筑物工程已经完成,所以航道上段至下段水面比降减小,使得航道上中段之间即W23的流速减弱,流向与航槽夹角变大;从工程前后的泥沙场变化总的趋势来讲,由于双导堤对两边浅滩起拦沙作用,泥沙来源得到控制,因此悬沙浓度呈减小趋势;但二期工程后含沙量相对高值区出现在航道中上段即W23段,同时利用通量分析方法计算悬沙的输运能力,发现二期后航道中部悬沙输运能力跟以前相比减弱,即悬沙向下游输移的少,有在本区段增加淤积的趋势;底沙的模拟结果也显示二期后航道中上段的淤积为最强。
双导堤内滩槽地形变化的分析结果显示,工程进展过程中深槽始终都在变宽,应该有利于人工航道的维护。
但二期工程后航道上段7米等深线宽度变大不大,而8和9米等深线之间的间距反而随着工程进展变小,使得上段双导堤内滩槽高程差变大。
而下段航道7、8和9米等深线宽度始终维持变宽的趋势,滩槽环境呈冲刷趋势,从而造成航道中上段滩槽高程差变大,地形变陡,泥沙容易落入航槽中而不容易被冲起带走,W23段相当于形成了一个“蜂腰捕沙器”,泥沙容易淤积。
3、长江口为我国第一大河口,杭州湾为我国著名的强潮海湾。
在前面研究工作中发现长江口、杭州湾海域的悬沙平面分布特征迥异,垂向分布结构类型也有所不同,三维特点明显。
对于深水航道整治工程、洋山港工程和东海大桥等长江口、杭州湾海域大型重大工程来说,三维悬沙数值模式的研究更符合实际情况和工程需求,因此本论文基于ECOMSED模式的改进和优化,建立长江口、杭州湾三维泥沙数值模型系统,通过依托“长江口及毗邻海域生
态环境调查科研项目”和“国家重点基础研究发展规划项目——长江口及其邻近海域细颗粒泥沙沉积动力过程”等科研项目的数据对模型系统进行率定验证,进行长江口、杭州湾海域三维悬沙数值模拟的初步研究。
基于改进后ECOMSED模式的数值实验发现,波浪在近岸潮滩区域对泥沙启动的作用不可忽视,模拟结果还表明杭州湾悬沙浓度平面分布表现为西高东低,大—小潮周期变化显著,潮周期内悬沙浓度呈明显的周期变化,较好地反映了该海区悬沙浓度的变化过程。
悬沙模拟计算结果量级、潮周期变化过程跟观测值一致,同时泥沙平面时空分布跟已有观测资料和结论符合,表明本文的三维泥沙数值模式能够应用于长江口和杭州湾海区。
【关键词】:长江口杭州湾海域泥沙数值模拟深水航道整治工程航道回淤波流共同作用
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P333.4
【目录】:论文摘要6-8ABSTRACT8-15第一章绪论15-311.1长江口杭州湾区域泥沙输运研究的意义15-171.2河口泥沙输运研究的现状17-281.2.1国内外河口区域泥沙数值模拟研究状况17-241.2.2长江口杭州湾区域泥沙时空分布状况24-281.3存在的问题及本文主要工作
28-31第二章长江口南港风暴冲淤模型系统的优化与检验31-812.1长江口南港风暴冲淤模型系统的介绍及优化32-412.1.1长江口南港风暴冲淤模型系统简介32-392.1.2长江口南港风暴冲淤模型系统优化39-412.2模型的计算区域与网格41-432.3模型的设置43-452.4模型的率定45-472.5模型的检验47-782.5.1风浪、流场、盐度及悬沙输运模型检验47-482.5.2风暴天气系统引起航道冲淤变化计算检验48-782.6小结78-81第三章长江口深水航道整治工程对航道淤积的影响81-1123.1深水航道整治工程对北槽航道回淤影响简介83-883.1.1不同年份航道回淤分析83-853.1.2不同工程阶段航道回淤情况85-863.1.3不同季节航道回淤情况86-883.1.4深水航道回淤量分布变化特点883.2北槽航道回淤分布变化的成因初步分析88-1093.2.1二期工程后流场的变化89-953.2.2二期工程后泥沙场变化95-993.2.3二期工程后双北槽导堤内滩槽地形变化99-1083.2.4二期工程后淤积部位变化原因分析108-1093.3小结109-112第四章长江口杭州湾海域三维泥沙输运模型的建立与检验112-1454.1三维泥沙输运模型的介绍114-1224.1.1模型的结构1154.1.2模型的原理介绍115-1224.2模式的设置122-1304.2.1模型的计算区域及网格122-1244.2.2模型的参数设置124-1304.3三维数值模式的检验130-1404.3.1潮汐验证131-1334.3.2实际流场验证133-1364.3.3泥沙验证136-1404.4悬沙长期输运速度140-1444.5小结144-145第五章总结145-1495.1本论文主要研究工作和结论145-1475.2下一步工作设想147-149参考文献149-161附录161-162感言162 本论文购买请联系页眉网站。