长江口近期来水来沙量及输沙粒径的变化
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2022地理微专题训练114 冲淤平衡一、单选题1.读“黄河下游艾山水文站洪峰期流量过程和冲淤过程示意图(冲大于淤,冲淤面积为“-”;冲小于淤,冲淤面积为“+”。
)”,判断下列说法正确的是()A.图示时间段内,该河段一直淤大于冲B.流量越大,侵蚀作用越明显C.流量大小与沉积作用强弱成正相关D.流量越大,含沙量越小1.B 根据图例,图示右侧轴为负值,说明图示时间段内,该河段一直冲大于淤,A错。
流量越大,侵蚀作用越明显,B对。
流量大小与沉积作用强弱成负相关,C错。
流量与含沙量没有相关性,D错。
河段的冲淤量是输入沙量和输出沙量的差值。
某学著以宁夏黄河下河沿至石瑞山河段为研究对象,定量研究了近几十年来黄河宁夏河段不同时期、不同河段的河道冲淤情况吸变化趋势。
下面图甲为该学者研究区域位置图,图乙为黄河干流宁夏段年均冲淤量变化统计图。
据此完成下面小题。
2.推断黄河干流宁夏冲淤量达到最大的时间大致在()A.1951 年B.1985 年C.2005 年D.2011 年3.1969-1985年黄河干流宁夏段()A.整个河段为冲刷状态B.青石河段由淤积变为微冲C.青石河段沉积作用增强D.下青河段侵蚀作用增强4.1986-2005年黄河干流宁夏段冲淤量变化的根本原因是()A.河沙采集量增加B.水利枢纽建设C.上游植树造林D.河流补给减少2.C 读右图,全河段1951-1968年、1069-1985年冲淤量是正数,代表冲淤量是增加的,1986-2005年全河段冲淤量接近零增长,2006-2011年全河段冲淤量是负增长,因此黄河干流宁夏冲淤量达到最大的时间大致在2005 年,C正确,ABD错误。
3.B 据右图分析,1969-1985年的冲淤量约为0.12亿t,代表输入沙量大于输出沙量,整个河段为沉积状态,A错误;青石河段1951-1968年冲淤量约为0.12亿t, 输入沙量大于输出沙量,为沉积状态,1969-1985年的冲淤量约为-0.10亿t,表示青石河段此时段为冲刷状态,因此1969-1985年黄河干流宁夏段青石河段由淤积变为微冲,沉积作用减弱,B正确,C错误;下青河段1951-1968年冲淤量约为0.06亿t, 1969-1985年的冲淤量约为0.21亿t,表示青石河段此时段沉积作用增强,D错误。
长江河口潮滩悬浮泥沙输移规律研究进展王初;贺宝根【摘要】通过阅读和研究大量有关文献,对长江口潮滩悬移泥沙的输移规律有了较全面的了解.目前,长江口潮滩、潮沟、以及两者之间的悬浮泥沙输移基本规律的研究已经比较深入,但对于动力过程的探讨仍然局限在少数几个因子,而悬浮泥沙对重金属、氮、磷等营养元素吸附的研究则刚刚开始.由于在潮滩上获取实测资料的难度较大,使潮沟构成的微地貌系统动力结构和悬浮泥沙运动的研究不足,因此,需要在浅层测流的基础上,进一步探讨其规律.【期刊名称】《上海师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2003(032)002【总页数】5页(P96-100)【关键词】潮滩;长江河口;悬浮泥沙【作者】王初;贺宝根【作者单位】上海师范大学,城市与旅游学院,上海,200234;上海师范大学,城市与旅游学院,上海,200234【正文语种】中文【中图分类】S332长江河口地区广泛分布着淤泥质潮滩,徐六泾以下的潮滩面积约有800km2.潮滩和其上分布的潮沟构成了河口地区最主要的地貌类型.本文拟对长江河口潮滩及潮沟的悬浮泥沙输移规律研究进行梳理,以便寻找有关长江口潮滩研究的不足之处,为深入研究探明方向.1 长江口水文概况长江河口是一个丰水多沙的大型河口,多年平均径流量29300m3/s ,最大径流量92600 m3/s(1954.8.1),年径流总量达9240亿m3 (资料取自大通水文站).5~10月是长江洪水期,径流量占全年的71.7%,其中尤以7月的径流量最大;11月~翌年4月是长江枯水期,径流量仅占全年的28.3%,2月的径流量最小.1.1 长江口地貌类型长江河口又是一个多汊河口,自徐六泾开始分别被崇明岛,长兴与横沙岛,九段沙分为南北支,南北港及南北槽,为三级分汊、四口入海.长江河口由悬浮泥沙沉积而成的主要地貌类型有:暗沙、拦门沙、水下三角洲和潮滩[1].长江口的潮滩一般可分为河口心滩(白茆沙、扁担沙、九段沙等)和边滩(南汇、崇明东滩及边滩).杨世伦[2,3]根据岸滩形状及其与水下地形的关系将长兴、横沙岛及九段沙的岸滩分为“江岸型”、“洲头型” 及“潮滩型”,并分析了其成因,根据潮滩的冲淤状况又可以分为“淤进型”“蚀退型”“稳定型”(或“准稳定型”).1.2 长江口动力条件长江口是一个中等潮差河口,口门处中浚站测得的多年平均潮差为2.66m,最大潮差为4.62m,最小潮差为0.17m.潮流是长江口主要的动力因子[1,2].由于受科氏力的影响,在口门外潮流表现为旋转流,口门内受到地形约束多为往复流,洪季的涨潮流速大于枯季流速.径流同样是河口重要的动力因子,由于径流作用口门内的落潮流速一般大于涨潮流速,涨潮流上溯过程中受径流顶托及地形的阻碍使潮波变形,造成涨落潮历时不一致,落潮历时大于涨潮历时[1].长江口波浪受风控制的特征较为明显,波浪对开敞的河口潮滩地貌短期演变起着重要作用[4].2 悬浮泥沙输移形式长江河口来沙量巨大且水动力条件复杂,悬浮泥沙的输移形式很多,河口段泥沙的输移形式通常可以分为槽内输移、涨落槽间输移、滩槽间输移和滩面输移[2,7];口门处最大浑浊带泥沙在径、潮流和盐度锋的作用下发生垂直输移[7~9].2.1 槽内悬浮泥沙输移长江口河槽是长江向海输送水、沙的主要途径.根据优势流理论长江河口分成落潮优势流河段、涨潮优势流河段,口门以内径流的作用较强,槽内悬浮泥沙整体向口外输移[1].2.2 滩、槽间悬浮泥沙输移长江系多汊河口,在口门处呈现出滩、槽交替出现的特点.滩、槽之间的平面环流实现了在滩、槽之间悬浮泥沙输移交流.河槽中水、沙向海净输移,在口门处由于水面展宽,径流作用减弱和相应潮流势力加强,两者达到动力平衡;盐水锋作用令泥沙作垂直输移使悬沙滞留于口门附近并在此大量沉积下来[2].在无风或微风条件下,潮滩上径流作用很小,涨潮流的作用占主导地位,泥沙净向陆地输移,口门处的泥沙又被携至潮滩并沉积下来,这样便形成了一个完整的环流.在大风天气条件下,特别是有风暴潮出现时潮滩沉积物大量被冲刷,泥沙又进入河槽,形成了与前者相反的平面环流.2.3 滩面及潮沟的泥沙输移以前对泥沙输移的研究多集中于对槽内及滩、槽间泥沙输移模式的探讨[1,8],对于在潮滩、潮沟这样的浅层面流、线流条件下的泥沙输移研究(包括潮滩和潮沟间的泥沙交换)十分有限,而且也局限于对一两个动力因子的探讨[4,10~12],对其系统的研究则显得相当不够.主要原因在于:(1)潮滩上设立长期的观察点较为困难,野外实测获取第一手资料的难度极大;(2)即使设立了长期观察点,受到滩沟形态演变的影响,资料的稳定性和代表性也存有疑问;(3)潮滩及潮沟中的动力条件和地形地貌十分复杂,研究难度较大.但这方面的研究却是深入研究潮滩演变规律及物质循环规律的基础和关键,所以有着极大的研究价值.3 水动力对潮滩悬浮泥沙输移的作用长江口是水动力条件十分复杂的区域,潮流、径流、波浪、风暴潮等动力因子交织在一起极大影响了悬浮泥沙在潮滩上的输移[1,8].3.1 潮流在长江三角洲的发育过程中,潮流是一个重要的动力因子.它在长江口的悬浮泥沙输移过程中起着重要作用,也是现代潮滩地貌发育的重要动力因素[1,13,14].沉降滞后和侵蚀滞后的概念基本描述了潮滩上悬浮泥沙输移特征[13].对潮锋的研究是对浅层面流作用下滩面上泥沙输移规律有价值的研究[10,11].潮流对河口泥沙的输移作用可以分为两个阶段:潮锋作用过程和锋后水流过程.潮锋是水流在滩坡平缓的淤泥质潮间带涨潮水体前锋历时数十分钟的水流加速过程[10].通过对1979~1992年间各种类型潮滩水沙数据的分析发现从涨潮前锋到达滩面至该处达到一定水深期间会出现一段历时数10 min左右的水流高速期.其流速比随后水流的平均流速高1~3倍.相应的水体含沙量也较高,如长江口南边滩和杭州湾湾口及北岸的潮滩在风浪平静的涨潮过程中潮锋带水体的含沙量亦可达10kg/m3,相对于区域水体0.5~2.5 kg/m3的含沙量要高得多[10].究其原因是较薄水层(数10 cm)短时期内的流速脉动引起的水体高紊动状态使滩面沉积物出现再悬浮,加之从潮间带外携来的泥沙使得潮锋带水体含沙量高于锋后水体.潮锋作用的强弱由潮滩的潮位变率及滩面坡度决定[10,11].3.2 径流径流不仅为长江河口带来了巨量泥沙,同时也是河口复杂动力环境的重要组成部分.但径流对潮滩上的悬浮泥沙输移所起的作用远没有潮流大,它主要加强了落潮流的势力并改变流速不对称性从而影响悬沙的输移[8].根据优势流理论,以径流作用为主的河段称作落潮优势流河段.洪季时除了长江北支,长江口横沙岛以西的水域以径流作用为主,表层及近底层的悬沙向海输移[1].如通过对南槽上首的径流占优落潮优势流河段的输沙量的研究,发现在表层0.2水深和0.6水深的悬沙均向海发生输移.在径流作用不强的河段即涨潮优势流河段表层及近底层的悬沙输移则与落潮流优势流河段正好相反,表现为向陆地输移[1].3.3 波浪一般观点认为潮流是潮滩发育的主要动力,但在长江口一些面向开敞海域(如南汇东滩等地)的潮滩,波浪塑造滩面的作用也是不可忽视的[4,5,8,12].茅志昌[12]研究了南汇东滩的波浪作用及其对滩面冲淤的影响,发现风速、波浪与滩面冲淤之间的关系是:小于或等于5级风速引起的波浪场常使滩地发生淤积,而大于6级的风速产生的波浪则会对滩面进行冲刷.通过用能量法分析认为,影响滩面冲淤性质的波浪破碎水深和破波带宽度会随波高、潮位及底坡坡度发生变化.杨世伦[4]就波浪对开敞潮滩的作用进行了研究,以引水船站的风、浪相关性为依据,结合南汇东滩的实测数据认为风浪是控制开敞潮滩短期演变的主要动力因子,它决定了潮滩(特别是光滩)泥沙的起动或沉降.3.4 风暴潮风暴潮是台风、低气压、海啸等事件引起的短时期内造成水位陡然上升的自然灾害.长江河口在夏、秋季多有台风侵袭,此时如遇天文大潮,就会出现特大风暴潮.风暴潮虽然是短期的动力因子,但其对潮滩地貌的迅速改变却影响巨大.许世远等[16,17]研究了长江三角洲的风暴潮沉积系列,发现从长江三角洲的滨后沼泽低地到前三角洲均发育风暴沉积,在沉积剖面中的比例可达30%~40%, 与常态沉积形成韵律性层理.邵虚生[21]等也认为上海潮滩沉积物原生沉积构造中的韵律性层理是常年低能期和大潮台风高能期交替作用的产物.对风暴沉积系列研究也揭示了其动力及泥沙输移的过程.风暴沉积的底部冲刷面清晰保存,沉积结构较粗且自下而上粒度变细等显示出风暴沉积是风暴潮高峰期及随后消退期快速堆积的产物,反映了期间水动力有弱—突强—渐弱的过程变化[16,17].4 潮滩植物对悬浮泥沙输移过程的影响近年来,植物影响潮滩动力环境及泥沙输移过程的研究成为河口学的研究热点[24].当淤泥质潮滩达到一定的高程后便会有植物的出现.植物的出现会改变潮滩的动力条件,从而改变滩面的冲淤作用[19~22].4.1 植物对水动力条件的影响植物对水动力有两方面作用.一是缓流作用:植被是一种粗糙的下垫面,潮间带植物会阻滞水流[19,20].通过对南汇东滩植被带和刈割地流速的对比,发现植被带的流速在任何情况下都小于刈割地,对平均流速的缓流系数(植被带流速/无植被地流速)为0.71.通过对南汇东滩相同高程但不同植被覆盖的地区实地观测,发现沼泽的近底层流速总是小于相邻的光滩,流速可降低20%~60%.并认为植物缓流作用的大小与植株的覆盖率及测点距沼泽外缘的距离成正相关[20].另一是消浪作用:波浪对开敞型潮滩短期内演变起着重要影响,主要表现为对滩面的冲蚀,而植被却有削减波浪波高及波能的作用,特别在植被完全被淹没之前作用最为明显.涨潮初期植物冠顶未被淹没,沼泽中的平均波高及波能都只有光滩的43%和19%,并发现在正常天气条件下,波能传入沼泽后50m左右便完全消失.4.2 植物对潮滩悬沙输移的影响植物的消浪、缓流作用能改变水动力条件,再加上植物本身的特性,植物对潮滩悬浮泥沙输移有着不可忽视的影响.植被带在洪季时,悬浮泥沙浓度总的来说要小于光滩.如“沼泽岛”的悬浮泥沙浓度为相邻光滩的71%[22].其主要原因是植被对潮流及波浪的削弱作用使水体的挟沙能力大减,至使悬沙大量下沉引起的.从植被带沉积物的组成来看,不难推断出悬浮泥沙的粒度大小与光滩的差别.据杨世伦[19]的研究,沉积物在光滩—海三棱镳草—互花米草的植被变化过程中平均粒径逐渐减小,从5.83Φ减小至8.27Φ,而粘土含量则由12%增为43%.植物对潮滩上悬浮泥沙输移影响的研究仍需深入,此外,营养元素随悬沙的输移、积累对潮滩植物生长的影响,以及潮滩悬沙输移对植物生长状况的反馈也是很值得深入探讨的.5 潮滩悬沙输移的环境效应通过对上海滨岸潮滩4个具有代表性的采样断面潮滩表层沉积物中重金属含量的季节性变化的分析[28],发现在水动力作用较弱的地貌部位,表层沉积物中重金属元素趋于富集.并发现在东海农场表层沉积物中重金属含量的季节变化与其它地区不同,认为是受长江冲谈水的影响[28].刘敏等[29,30]对长江口滨岸潮滩表层沉积物中各种形态的磷进行了研究,发现沉积物粒径与形态磷之间有密切联系,粒径越小形态磷的含量越高.高效江等[31]通过对上海滨岸潮滩的表层沉积物,上覆水和间隙水中的无机氮的研究总结出了无机氮浓度的季节性变化规律,认为水动力条件的变化对潮滩无机氮的分布有很大影响.同时滩-水界面的各类形态的N、P的垂向输移、扩散也有了一定的研究[29,31].但对于整个潮滩(包括潮沟)中的营养元素随悬沙的输移、沉积过程和机制,及其通量的研究还未涉及,潮滩对于营养元素迁移的影响仍很难确定,故这方面的研究急待深入.6 展望当前对长江口悬浮泥沙输移规律的研究取得了一系列的成果,但仍然存在着一些问题.长江口潮滩、潮沟、以及两者之间的悬浮泥沙输移基本规律的研究已经比较深入,但对于悬沙输移动力过程的探讨仍然局限在少数几个因子,系统的研究还很不够.悬浮泥沙对重金属、氮、磷等营养元素吸附的研究则刚刚开始,悬沙输移对重金属、氮、磷等物质的迁移、积累及分布的影响仍难以确定.对潮沟构成的微地貌系统动力结构和悬浮泥沙运动的研究不足是造成以上问题的主要原因.浅水条件下泥沙输移规律研究是潮滩物质循环研究的基础,所以要在长期浅层测流的基础上,进一步对浅水环境中的潮滩悬浮泥沙输移规律进行深入研究.[1] 茅志昌,潘定安,沈焕庭. 长江河口悬沙的运动方式与沉积形态特征分析[J]. 地理研究,2001(2): 170-177.[2] 杨世伦,徐海根. 长江口长兴、横沙岛潮滩沉积特征及其影响机制[J]. 地理学报,1994 ,49(5):450-456.[3] 杨世伦,姚炎明,贺松林. 长江口冲积岛岸滩剖面形态和冲淤规律[J]. 海洋与湖沼,1999,(6):764-769.[4] 杨世伦. 风浪在开敞潮滩短期演变中的作用——以南汇东滩为例[J]. 海洋科学,1991,(2):59-64.[5] 沈焕庭,潘定安. 长江口最大浑浊带[M]. 北京:海洋出版社,2000.38-61.[6] 沈焕庭,李九发,朱慧芳,等. 长江河口悬沙输移特性[J]. 泥沙研究, 1986,(1):1-12.[7] 杨世伦,姚炎明,贺松林.长江口冲积岛岸滩剖面形态和冲淤规律[J]. 海洋与湖沼,1999,30(6):764-769[8] 杨世伦,谢文辉,朱骏,赵庆英. 大河口潮滩地貌动力过程的研究[J]. 地理学与国土研究,2001 ,17(3):44-48.[9] 李九发,时伟荣,沈焕庭. 长江河口最大浑浊带的泥沙特性和输移规律[J]. 地理研究,1994 ,13 (1):51-59.[10] 徐元,王宝灿,章可奇. 上海淤泥质潮滩潮锋作用及其形成机制初步探讨[J].地理研究,1994,13(3): 60-68.[11] 徐元. 淤泥质潮滩潮锋的形成机制及其作用[J]. 海洋与湖沼, 1998 , 29(2):148-155.[12] 茅志昌. 南汇东滩的波浪作用和滩面冲淤分析[J]. 上海水利, 1992,(3):1-6.[13] 时钟,陈吉余. 中国淤泥质潮滩沉积研究的进展[J]. 地球科学进展,1996 , (6):[14] 朱玉荣. 潮流在长江三角洲形成发育过程中所起作用的探讨[J]. 海洋通报,1999 ,18(2):1-10.[15] 徐元,王宝灿. 淤泥质潮滩表层沉积物稳定性时空变化的探讨[J]. 海洋学报,1996 ,18(6):50-60.[16] 许世远,邵虚生. 杭州湾北岸滨岸的风暴沉积[J]. 中国科学,1984,(12):1136-1143.[17] 许世远,严钦尚,陈中原. 长江三角洲风暴沉积系列研究[J]. 中国科学(B辑),1989(7):767-763.[18] 李九发,何青,徐海根. 长江河口浮泥形成机理及变化过程[J]. 海洋与湖沼,2001 ,32(3):302-310.[19] 杨世伦,时钟,赵庆英. 长江口潮沼植物对动力沉积过程的影响[J]. 海洋学报,2001,23(4):75-80.[20] 时钟,陈吉余. 盐沼的侵蚀、堆积和沉积动力[J]. 地理学报,1995,50(6):562-567.[21] 贺宝根,左本荣. 九段沙微地貌演变与芦苇的生长[J]. 上海师范大学学报(自然科学版),2000,29(4):86-90.[22] 度武艺,谢佩尔 J. 海草对潮滩沉积作用的影响[J]. 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2002年长江泥沙公报CHANGJIANG SEDIMENT BULLETIN水利部长江水利委员会CHANGJIANG WATER RESOURCES COMMISSION双击鼠标左键自动滚屏,单击自动停止一、概述本期泥沙公报发布长江流域干、支流以及洞庭湖、鄱阳湖水系若干主要水文控制站(分布情况见图1)2002年水沙特征值及径流量、输沙量的逐月分布,并将2002年的特征值与多年平均值及上年度值进行比较。
新增加水文控制站还发布多年水沙统计值。
同时介绍了重庆市主城区河段、上荆江突起洲河段、长江口南支河段的冲淤变化。
重要泥沙事件包括三峡工程导流明渠截流、长江中下游干堤建设、上荆江突起洲河段文村夹段崩岸、长江河道采沙管理以及长江口河段河道观测。
2002年长江的泥沙输移量和年平均含沙量与多年均值比较,明显偏少。
其中长江上游总体上表现为平水(略偏少)少沙,干流主要站的年径流量除屏山站偏多5%之外,其他站偏少10%左右,但输沙量偏少明显,寸滩和宜昌站年输沙量偏少55%;长江中下游总体上为丰水(略偏多)少沙,汉口、大通站的年径流量偏多近10%,但输沙量偏少40%左右。
长江干流各站年平均含沙量均比多年均值偏小,其中寸滩以下各站偏小43%~49%。
从各大支流来水、来沙情况看,除个别站的年输沙量略偏多外,其余各大支流的来沙均比多年平均值偏少。
长江上游岷江、嘉陵江的来水、来沙均偏少明显,高场站年径流量和年输沙量分别比多年均值偏少24%和69%,北碚站分别少37%和90%;乌江武隆站年径流量偏多11%,但年输沙量仍偏少42%。
长江中游汉江的来水、来沙偏少非常明显,皇庄站的年径流量、年输沙量分别偏少42%和95%。
洞庭湖、鄱阳湖水系的来水量与多年平均比较明显偏多,其中沅江、资水、湘江以及赣江的来水量偏多31~52%;但从统计的这两湖水系6条支流把口站的年输沙量来看,除湘江湘潭站偏多12%之外,其余5站均偏少明显,其中澧水石门站、信江梅港站、沅江桃源站偏少50%以上。
第27卷 第2期2009年6月海 洋 学 研 究JOURNAL OF MARINE SCIENCESV o l.27 No.2June ,2009文章编号:1001-909X(2009)02-0007-09收稿日期:2007-07-18基金项目:上海市科委重大资助项目(07DJ14003-01);国家科技部重点实验室专项课题资助项目(2008KYYW 01);国家自然科学基金资助项目(40721004,40576043);国家海洋公益资助项目(200705020)作者简介:杨世伦(1954-),男,四川乐山市人,教授,博士生导师,主要从事河口海岸环境研究。
长江入海泥沙的变化趋势与上海滩涂资源的可持续利用杨世伦1,ZHU Jun 2,李 明1(1.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;2.Environmental,Eart h,and O cean Sciences Depart ment,U niversit y of M assachuset t s,Boston,M assachusett s 02125,U SA )摘 要:在分析1950年以来系列监测资料的基础上,对今后20年长江入海泥沙量和口门区5m 等深线以浅滩涂的冲淤趋势作了初步估计,结果表明:(1)人类活动已导致长江入海泥沙通量减少约2/3。
大通站输沙率从20世纪60年代后期开始出现趋势性下降,尤其是80年代后期以来输沙率下降加快。
1996~2005年的输沙率(2.80亿t/a)比1956~1965年的输沙率(5.04亿t/a)下降了2.04亿t/a,降幅达44%;三峡水库蓄水后的2003~2005年大通站输沙率(1.89亿t/a)比1956~1965年降低63%。
(2)滩涂淤涨速率明显下降。
河口口门区4大滩涂(崇明东滩、横沙东滩、九段沙和南汇东滩)的合计淤涨速率在1958~1977年、1977~1996年和1996~2004年3个时段分别为19.1、5.1和4.9km 2/a 。
4Industrial Highlight 业界看点0 引 言自1998年以来,长江口航道不断建设和完善发展,长江口深水航道治理工程及减淤系列工程(1998—2012)、长江南京以下-12.5 m 深水航道治理工程(2013—2016)、长江口南槽航道一期工程(2018—2020)等航道工程陆续实施,极大地改善了航道通航条件,上海港和江苏沿江港口的吞吐量得以跃升到新的水平,满足了区域社会经济发展,同时对于长江口河势控制、节能、生态等方面效益也十分明显,航道建设实现了高质量可持续发展。
当前,随着交通强国、长江经济带和长三角一体化等国家战略的实施,分析新时期社会经济发展对长江口航道的通航需求,研究河势背景变化及趋势,探讨新时期长江口航道规划面临的问题、挑战和对策是非常必要的。
1 新时期长江口航道通航需求分析长江口航道的规划、建设和发展以贯彻国家战略,满足社会经济发展需求为核心,既要深入切中目前航道运营中的痛点、薄弱点,也要以发展和前瞻性的眼光分析未来发展要求和挑战。
1.1 随着国家战略实施和社会经济不断发展,船舶流量将持续增长新时期长江口航道规划面临的问题与挑战随着交通强国、长江经济带、长三角一体化战略的深入推进,以及东中西联动发展、沿江产业布局优化升级,长江流域经济总量持续提升,通过长江口的货运量和船舶流量也不断发展。
根据预测,未来5~15年,通过长江口的货运量在2019年15.2亿 t 的基础上还将有约3亿~7亿 t 的增幅,船舶流量随之也将持续增长,船舶将进一步大型化。
1.2 随着长江经济带及长三角一体化的发展布局,船舶通航结构不断变化随着长三角一体化战略的推进,通州湾集装箱新出海口的布局、长江干线LNG 码头的布设、上海邮轮经济的持续发展等新需求的不断涌现,都将对长江口通航能力和通航格局带来新变化、新要求。
1.3 长江口-12.5 m 深水航道乘潮时间窗口作为通航关键时段,还存在影响通航能力提升的问题有待解决长江口航道乘潮通航特点显著,乘潮通航时段资源十分有限,在现有的通航管理下,-12.5 m 深水航道乘潮通航时段已十分拥挤繁忙,基本处于饱和状态,通航压力巨大,而同时又存在一定数量吃水较小的船舶(2万吨级以下约30%)占用深水资源或乘潮时段资源的情况。
2001年长江泥沙公报水利部长江水利委员会一、概述本期泥沙公报发布长江干、支流若干主要测站(分布情况见图1)(图1缺)2001年水沙特征值及水量、沙量的逐月分布,并将2001年的特征值与上一年及多年平均值进行比较。
同时还介绍了近年来葛洲坝水库下游近坝段、荆江河段、长江口河段的冲淤变化,以及葛洲坝水库的淤积情况。
重要泥沙事件包括荆江部分河段的洲滩变化、主支汊易位、崩岸以及长江河道采沙管理。
2001年长江主要支流水文控制站的年径流量,仅岷江高场站略大于多年平均值与上年度值,其余均小于多年平均值。
年输沙量除鄱阳湖湖口站略大于多年平均值外,其余均明显小于多年平均值(多数站还小于上年度值)。
其中嘉陵江北碚站沙量减少的绝对值最大,比多年平均值减少0.97亿吨(81%)比上年度减少0.13亿吨(36%)。
根据固定断面及水下地形图计算,葛洲坝水库库区1981-2000年累计泥沙淤积量为1.22亿立方米。
葛洲坝水库下游近坝段1981-1994年以冲刷为主,1995-2000年淤大于冲。
长江口河段1998--2001年以冲刷为主,累计冲刷量为0.43亿立方米。
二、径流量与输沙量(一) 2001年实测水沙特征值干流四站2001年实测水沙特征值见表1。
与多年平均值及2000年实测值的对比见图2、图3。
表1 2001年长江干流四站实测水沙特征值屏山水文站2001年径流量比多年平均值大22%,比2000年小2%;输沙量比多年平均值小5%,比2000年小11%;含沙量比多年平均值小21%,比2000年小11%;中值粒径0.014毫米,与2000年相同。
宜昌水文站2001年径流量比多年平均值小5%,比2000年小12%;输沙量比多年平均值小40%,比2000年小23%;含沙量比多年平均值小37%,比2000年小15%;中值粒径0.008毫米,与2000年相同。
汉口水文站2001年径流量,比多年平均值小8%,比2000年径流量小12%;输沙量比多年平均值小29%,比2000年小15%;含沙量比多年平均值小24%,比2000年小4%;中值粒径比2000年小0.001毫米。
长江口航道疏浚土综合利用及新横沙生态成陆探索包起帆;楼飞;孟舒【摘要】针对长江口新水沙环境和滩涂演变的现状, 以及长江口深水航道疏浚土综合利用面临的困境, 以生态优先、共抓长江大保护的理念为指导, 论述了后续疏浚土综合利用的紧迫性和可行性.从生态环境塑造、滩涂资源保护、长江口河势控制等方面着手, 探讨了开展长江口大保护的有关路径和方法.提出了以横沙大道延伸及促淤护滩工程为依托, 实现2020年后综合利用长江口深水航道疏浚土在新横沙生态成陆的具体方案.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】6页(P80-84,125)【关键词】长江大保护;疏浚土综合利用;新横沙生态成陆【作者】包起帆;楼飞;孟舒【作者单位】华东师范大学国际航院物流研究院, 上海200062;中交上海航道勘察设计研究院有限公司, 上海200120;华东师范大学国际航院物流研究院, 上海200062【正文语种】中文【中图分类】U612;U61620世纪末到21世纪初,长江口深水航道疏浚土的处置经历了全部外抛到部分上滩利用的转变,但总体仍然是以海洋倾倒处置为主。
据统计,自1998年长江口深水航道治理工程开工至2015年的18年间,长江口航道疏浚土总量达到了9.3亿m3[1],其中66%被直接抛海,34%进入开敞式吹泥站,上滩利用率仅为25.9%。
18年间,疏浚土总的外抛量达6.89亿m3,如果加以综合利用,可为上海生态成陆100 km2以上,这对寸土寸金的上海而言弥足珍贵。
大量疏浚土直接外抛,对海洋水环境造成污染、影响周边生态。
同时疏浚土抛海后扩散易引起水体二次污染,增加航道回淤量、工程维护量和疏浚费用。
在交通运输部和上海市的共同努力下,结合横沙东滩西侧的工程项目,2004年后,疏浚土开始逐步采用上滩利用模式。
其中:2004—2009年间,疏浚土上滩处置相对粗放,上滩后泥沙流失较明显,疏浚土资源有效利用率不高。
收稿日期:2008-01-21作者简介:余文畴,男,长江水利委员会长江科学院河流所原所长,教授级高级工程师。
文章编号:1001-4179(2008)08-0086-04关于长江口近期河床演变的若干问题余文畴1 张志林2(1.长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010; 2.长江口水文水资源勘测局,江苏太仓215431)摘要: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。
关 键 词:节点控制;汊道分流;河势变化;演变趋势;河口整治;长江口中图分类号:T V147 文献标识码:A 最近笔者有幸参加了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,对长江口近期河床演变的若干方面提出一些粗浅的认识。
1 徐六泾节点附近的河势变化徐六泾节点对河势的控制作用历来为各家所重视。
在《长江口综合整治开发规划要点报告》(以下简称《规划》)中,强调了徐六泾节点控制作用还不够充分,结合岸线利用,通过对新通海沙和白茆小沙的整治进一步束窄河宽,以加强对下游白茆沙汊道河势的控制,稳定其南、北水道的分流态势。
近几年来,徐六泾上游通州沙东水道中狼山沙继续受到冲刷,其深泓线仍不断右移,沙体东侧不断后退(图1)[1]。
有关研究还表明,自徐六泾至白茆河球标一段河床中的-20m 深槽南偏,-20m 深槽尾端朝东南方向移动了550~1400m [2]。
这种水流总体右移的动力作用是金泾塘夹槽(即白茆小沙夹槽)近期冲深发展和白茆小沙遭受冲刷的原因,也是白茆沙汊道洲头后退、南水道继续发展、洲头南侧小沙受剧烈冲刷(图2)的水流动力因素。
长江口近期来水来沙量及输沙粒径的变化付桂【摘要】长江来水来沙变化影响因素众多,除自然因素外,人类活动对河流水沙运动影响越来越显著.作为长江流域的终端,长江口地区既受自然因素影响,同时也显著地受到流域人类活动的影响.通过对比分析徐六泾站与大通站的水量和沙量,得出大通站能够作为代表流域进入长江口水沙情势的控制站.利用大通站的水文数据,统计分析1950—2011年的径流量、数量及输沙粒径的变化,得出长江口近期来水来沙量及输沙粒径的变化.研究结果表明:1) 长江流域年来水量没有发生趋势性变化;2003年后三峡水库发挥调蓄作用,来水量年内分配呈现洪季径流量减少,枯季径流量增加的特征.2) 1986年以来长江流域来沙量大幅减少,季节变化总体呈现洪季比例减小、枯季比例增大的特征.2003年三峡水库蓄水后,来沙量进一步减小,洪季输沙量明显减小.3) 2003年前后大通站悬沙中值粒径变化不显著,从粒度组分上看粒度略有粗化.%The factor of runoff and sediment changes of the Yangtze River is numerous,and influence from human activities to water and sediment movement is becoming more and more obvious besides naturalfactors.Runoff and sediment changes of the Yangtze estuary are influenced by natural and human paring and analyzing the runoff and sediment discharge of Xuliujing station and Datong station,we know that Datong station can be used as the control station of the Yangtze estuary.Based on the hydrological data of Datong station,this paper analyzes the variation of runoff,sediment discharge and suspended sediment particle size in the the Yangtze estuary during 1950—2011,and obtains the runoff,sediment discharge and sediment diameter of theYangtze estuary.The results show that there is no trend change of runoff in the Yangtze River basin.After 2003,the Three Gorges reservoir plays a regulating role,and the distribution of runoff during the year shows the decrease in the flood season and the increase in the dry season.Since 1986,the sediment discharge in the Yangtze River basin has been greatly reduced.The seasonal variation proportion generally shows that it's decreasing in the flood season and increasing in the dry season.After the impoundment of the Three Gorges reservoir in 2003,the sediment discharge has been further reduced and during flood season sediment discharge is decreasing obviously.The average suspended sediment particle size in Datong station is not obvious before and after 2003,and the grain size is slightly coarser from grain size component.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】6页(P105-110)【关键词】长江口;来水量;来沙量;悬沙粒径【作者】付桂【作者单位】交通运输部长江口航道管理局,上海200003;上海长升工程管理有限公司,上海200137【正文语种】中文【中图分类】TV148;U656长江河口是受径、潮流共同作用的中等潮汐河口,以其丰富的泥沙供应、大量的细颗粒泥沙而著称,是典型的高浊度河口。
长江河口从徐六泾到拦门沙滩顶长约120 km,启东到南汇嘴宽约90 km,向黄海敞开的口门接纳外海巨大的潮量,使潮波传递上溯至离口门约640 km的安徽大通(潮区界);洪季涨潮流的上界可达江苏江阴(潮流界)。
长江河口自徐六泾以下,呈三级分汊、四口入海的形势:崇明岛将长江河口分为南支和北支,南支又被长兴岛、横沙岛分为南港和北港,九段沙又将南港分为南槽和北槽。
长江的水、沙、盐、营养盐和污染物等物质通量汇于长江河口并通过河口进入海洋,所以流域自然和人类活动引起的环境变化,必然在河口有相应的响应[1-6]。
三峡水库建成并正常运营已10余年,其对河口区域水沙过程和地貌演化的影响已初步显示出在定量上可甄别研究的态势,这为开展人类活动影响下的河流、河口联动反馈机理研究提供了难得的关键案例。
在此背景下就长江入海水沙通量及悬沙粒径的变化趋势开展研究,既是上述研究工作的基础组成部分,亦可为开展相关研究工作提供必要的基础数据支撑。
了解长江流域来水来沙变化,是把握河口水沙盐及河势变化的前提,对长江河口的治理及水沙利用有极其重要的作用。
通过对比分析徐六泾站与大通站的水量和沙量,得出大通站能够作为代表流域进入长江口水沙情势的控制站。
再利用大通站的历年水文数据,统计分析1950—2011年的径流量、数量及输沙粒径的变化,得出长江口近期来水来沙量及输沙粒径的变化。
1 代表水文站的选取大通水文站距长江河口近680 km,位于长江感潮河段最上段,为长江径流量的总控制站;控制流域面积占长江总流域面积的95%,是长江入海水沙的参考站。
其水沙特性的变化对长江河口水沙过程和河床演变的影响较大。
徐六泾水文站在大通站下游约600 km处,位于长江河口“三级分汊”中第一级分汊前的节点处,是长江干流距入海口门最近的综合性水文站(图1)。
徐六泾站测得的水沙资料应能更准确地反映进入河口区的水沙特性,但由于徐六泾站水沙资料系列较短,难以系统地说明流域来水来沙的变化特征。
因此,用徐六泾站近年测得的资料与资料系列较长的大通站同期资料进行了相关分析,以论证以大通站作为长江口河段来水来沙量控制站的合理性。
由徐六泾站和大通站径流量和输沙量的相关关系图(图2、3)可知,两站的短期水、沙数据相关性良好。
图1 长江河口图2 2005—2010年大通站月径流量和徐六泾站月净泄潮量关系图3 2009——2010年大通站月输沙量和徐六泾站月净泄沙量关系对徐六泾站2005—2010年净泄潮量(相当于径流量)与对应的大通站径流量的年际变化进行对比分析(图4),可以看出两站的变化过程基本一致。
徐六泾站多年平均净泄量比大通站多年平均径流量仅大约2.45%,说明大通站水量基本能代表长江河口入海水量。
图4 2005—2010年大通站年径流量和徐六泾站年净泄潮量变化从历年来徐六泾断面大潮期实测的含沙量变化过程看(图5),20世纪90年代以前徐六泾断面涨落潮期间的含沙量较高,1997—2003年变化平缓,从2003年开始明显下降,与大通站变化趋势一致。
图5 徐六泾断面大潮期实测潮平均含沙量与大通站同月含沙量对比综合以上分析可知,徐六泾站与大通站的水量、沙量具有良好的正相关关系,且变化趋势一致。
大通站可作为代表进入长江口水沙情势资料测验的控制站。
因此,以下将采用大通站资料来分析流域来水来沙量的变化情况。
2 流域来水量的变化2.1 年际变化自20世纪50年代以来,大通站多年平均径流量为8 927亿m3,变化相对比较平稳(图6)。
其中,1950—1985年平均年径流量为8 969亿m3,1986—2002年平均年径流量为9 229亿m3,2003—2011年平均年径流量为8 193亿m3。
三峡水库蓄水后大通站2003—2011年平均径流量与1950—2002年相比减少了9.5%,减幅较小。
图6 1950—2011年大通站年径流量变化从特征年径流量看,1954年径流量最大,为13 600亿m3,2011年最小,年径流量为6 668亿m3,二者之比值为2.04。
近年来的变化特点为:经历了1998、1999年连续2个丰水年后,2006年出现了特枯水年,并持续4年年径流量低于多年平均值,2010年经历了一次洪水年,年径流量为10 220亿m3,2011年又出现了特枯水年,年径流量创历史新低。
2.2 年内变化从大通站不同时期径流量的年内分布看,长江来水量主要集中在洪季(5—10月),枯季(11—4月)径流量较小(图7)。
图7 大通站月径流量年内变化选用三峡水库蓄水前的1986—2002年和蓄水后的2003—2011年资料对比分析三峡水库的调节作用对大通站径流量年内分配的影响(图8)。
图8 三峡水库蓄水前后大通站月径流量所占比例变化可知,2003年三峡水库蓄水后,总体上仍呈现洪季大、枯季小的特征,但洪季径流量有所减少,枯季径流量有所增加。
洪季5—10月径流量占比例的71.3%下降至2003—2011年的68.7%,枯季径流量所占的比例相应增加(表1)。
洪季7月份月平均径流量由蓄水前1986—2002年的1 461亿m3下降到蓄水后2003—2011年的1 166亿m3,下降了20.2%;枯季2月份月平均径流量由蓄水前1986—2002年的298亿m3增大到蓄水后的331亿m3,增加了11.3%。
表1 大通站各月径流量所占比例 %年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1950—19853.12.84.66.710.511.614.713.111.310.46.74.31986—20023.32.94.86.810.211.415.213.311.410.06.64.32003—20114.14.06.16.99.512.014.213.011.68.35.94.4综合上述分析可知,自20世纪50年代以来,大通站年径流量总体变化不大,可以认为仍主要受流域降水变化的影响。