河口泥沙研究的进展_周济福

人类活动加剧情况下渤海湾河口泥沙运动及减淤研究一、研究目的与意义泥沙运动问题的早期关注起因于海洋暴风潮和波浪对海岸、滨海地区的破坏及其由此引发的洪水问题，其它相关问题还包括：全球海平面变化引起的海岸缓慢侵蚀，海岸土地资源流失及海滨亲和环境丧失；可通航水道因泥沙淤积而断航，港口疏浚与维护，船舶在海图未标明浅滩上搁浅；海底人为垃圾、重金属和辐射等污染物堆积而导致的泥沙颗粒污染物藏匿等等。

土木工程师由于直接负责防浪墙、码头、海岸治河工程、港口疏浚等工程设计，因而他们对于泥沙运动研究的重要性体会最为深刻[1]。

河口是河流沉积物向海传输的通道，动力环境和盐淡水混合，使得河口泥沙传输过程相当复杂。

河口泥沙运动是河口地区可持续发展中的重要科学问题之一。

如：长江口的航道整治、黄河口造陆过程和湿地演变、海河口的河道萎缩等等。

全球河流每年向海洋输送的泥沙约为100～200亿t，主要部分沉积在河口三角洲区域，同时河流沉积物是诸多化学物质的输运载体。

因此河口泥沙输运过程不仅是河口陆海相互作用的重要研究内容，对研究河口和近岸生物地球化学循环也有很好的参考意义[2]。

尤其是近年来关于河口生态环境与泥沙输运过程关系问题，都需要对河口泥沙输运的基本规律进行深入的研究[3-4]。

河口泥沙运动是河口地区可持续发展中的重要科学问题之一。

如：长江口的航道整治[5-6]、黄河口造陆过程和湿地演变、海河口的河道萎缩等等，尤其是近年来关于河口生态环境与泥沙输运过程的关系问题，都需要对河口泥沙输运的基本规律进行深入的研究[3]。

渤海占我国4大海区总面积的1.6%，面积近8万km2，从环渤海地区中的黄河、海河、辽河、滦河、鸭绿江、锦江等河流输往渤海的沉积物通量达7.5×108t/a的量级，从地质尺度来看，这意味着渤海环境的巨大变化，在短短十几年至数十年的尺度上，入海沉积物的输运和堆积可以使渤海的物理环境发生显著的变化，直至渤海的消失。

第38卷 第6期 海 洋 与 湖 沼Vol.38, No.62007年11月OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA Nov ., 2007*陈吉余，教授、中国工程院院士。

主要从事河口海岸学及其工程应用研究 收稿日期: 2007-05-21, 收修改稿日期: 2007-08-08中国河口研究五十年: 回顾与展望*陈吉余 陈沈良(华东师范大学河口海岸学国家重点实验室 上海 200062)提要 过去50年中国的河口研究取得了巨大的成就。

在理论研究方面, 一个显著的特征是动力、沉积和地貌研究相结合, 取得了一系列的成果, 如河口冲淡水、河口锋、最大浑浊带、泥沙运动、拦门沙的形成、河口不连续现象、河口发育等。

在应用方面, 如钱塘江河口和长江河口等有许多成功的范例。

然而, 河口是复杂的, 随着人类活动和人工控制的增强, 当前河口研究面临着许多新的挑战, 人类活动已成为第三驱动力, 河口的自然适应与人工控制协调问题将是河口未来理论研究和应用实践的重要问题。

关键词 河口研究, 评述, 展望 中图分类号 P737中国漫长的海岸线分布着众多大小不同、类型各异的河口。

据统计, 我国沿海有100多条河流排泄入海。

由于流域盆地和邻近海洋环境的差异, 河口类型存在很大的不同, 每个河口都有其各自的特征。

这些不同类型的河口为我国的河口研究提供了基础和重要场所。

我国的河口研究有近一个世纪的历史。

长江口的潮位记录开始于1917年。

在20世纪早期阶段, 在长江口和杭州湾开展了水文调查。

20世纪上半叶, 港口建设, 如天津新港始于1939年等。

然而, 上世纪50年代以前, 除了一些描述性研究涉及几个大河三角洲外, 很少有关于河口方面的系统研究。

近50多年来, 科学技术的巨大进步和经济建设的迫切需求使得许多河口的系统研究成为可能。

通过研究, 不仅建立和发展了中国的河口研究学科体系, 而且有效地促进了河口三角洲地区的社会经济发展。

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] 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潮汐河口平面二维悬沙输移及河床变形的数值模拟
史英标
【期刊名称】《河口与海岸工程》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】本文应用平面二维非恒定水流运动方程和悬移质不平衡输沙方程，针对不同物理量的特性，采用不规则网格的差分法求解水流运动方程和有限控制体积法求解悬移质泥沙输移方程。

利用杭州湾水文泥沙实测资料对模型进行了验证，所得结果是满意的。

【总页数】13页(P9-21)
【作者】史英标
【作者单位】浙江省河口海岸研究所规划研究室
【正文语种】中文
【中图分类】TV148.5
【相关文献】
1.小浪底水库拦沙初期泥沙输移及河床变形研究 [J], 张俊华;陈书奎;李书霞;马怀宝
2.垂向二维悬沙输移有限元数学模型 [J], 李世森;李国杰;蔡惊涛
3.基于平面二维潮流模型的北仑河口悬沙输运与底床冲淤数值模拟 [J], 董德信;陈波;李谊纯;陈宪云;张荣灿
4.东碇倾倒区疏浚泥悬沙输移和海床冲淤数值模拟 [J], 张世民;陈德文;邓兆青
5.黄河2009年调水调沙期间河口水动力及悬沙输移变化特征 [J], 刘锋;陈沈良;周永东;彭俊;陈一强;任韧希子
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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。

泥沙研究　2003年12月Journal of Sediment Research第6期收稿日期:2002-07-03基金项目:国家自然科学面上基金(10002023);国家自然科学重点基金(10332050);水资源与水电工程科学重点实验室开放研究基金(2003B003)作者简介:周济福(1965-),男,湖北麻城人,博士,中国科学院力学研究所副研究员,主要从事环境流体力学研究。

河口泥沙研究的进展周济福1,曹文洪2,杨淑慧3,刘青泉1(1.中国科学院力学研究所,北京　100080;2.中国水利水电科学研究院,北京　100044;3.北京市水利科学研究所,北京　100044)摘要:作者通过大量的文献调研,评述了国内外学者在河口泥沙运动的基本理论、数值模型等方面的研究工作和成果,结合近年来作者关于河口水流结构、盐淡水混合以及泥沙输运的研究工作,提出加强对河口泥沙非恒定运动过程、河口最大浑浊带形成机理及其与河口拦门沙演化关系研究的必要性,并指出河口泥沙运动与河口地区湿地演变和浮游生物生长环境的关系是当前河口泥沙运动研究的两大热点。

关键词:河口;非恒定泥沙运动;盐淡水混合;最大浑浊带;湿地;生态环境中图分类号:TV148 文献标识码:A 文章编号:0468-155X (2003)06-0075-07河口泥沙运动是河口地区可持续发展中的重要科学问题之一。

如:长江口的航道整治[1～5]、黄河口造陆过程和湿地演变[6,7]、海河口的河道萎缩[8]等等,尤其是近年来关于河口生态环境与泥沙输运过程的关系问题,都需要对河口泥沙输运的基本规律进行深入的研究。

河口地区,径流、潮流、风浪共存,水流、泥沙运动均具有很强的非恒定性,非恒定输沙也正是未来泥沙科学发展的主要生长点之一。

[9]归纳起来,泥沙研究的对象主要分为推移质和悬移质两大类,而在大多数实际问题中,悬移质泥沙更为重要。

悬移质运动的研究内容主要包括:边界层内的水流行为、泥沙沉降的机制、泥沙扩散的规律、泥沙起动以及底沙与悬沙交换的机理等。

鱼咀及丁坝对长江口航道分流分沙的影响
周济福;李家春
【期刊名称】《应用数学和力学》
【年(卷),期】2004(25)2
【摘要】利用水平二维水流、盐度、泥沙数学模型研究了长江口航道整治工程(一期)实施前后,航道的分水分沙特点,重点讨论了束水丁坝的长度、潜堤的方向对航道分流比、分沙比的影响·数值模拟结果表明,双导堤工程减少了航道的分沙量,这有利于维护航道的畅通,但同时也使航道的分流比减小·航道分流分沙比的改变可通过调整各水工建筑物的布置或尺寸来实现·与束水丁坝长度的影响相比。

【总页数】9页(P141-149)
【关键词】长江口;航道;整治工程;分水分沙;数学模型
【作者】周济福;李家春
【作者单位】中国科学院力学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U653.1;TV888.2
【相关文献】
1.长江口洪季南北槽落潮分流分沙比观测研究 [J], 杨万伦;道付海;栾华龙;葛建忠;丁平兴
2.整治工程后长江口南北槽的分流分沙季节特征 [J], 杨婷;陶建峰;刘桂平;张长宽
3.插板透水丁坝分流分沙影响因素数值模拟 [J], 毛亮;李玉建;周正平;申帅辉;耿义
鑫
4.南槽航道治理一期工程对长江口九段沙湿地生态变化的影响 [J], 王云飞;石进;李世健;汤宇
5.长江口南支分流分沙比观测与分析 [J], 万正松;闵凤阳;张志林;刘桂平;浦泽良;黎礼刚
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长江河口泥沙混合和交换过程研究【摘要】：本文通过全面分析进入二十一世纪初期(2003-2007年)长江口及其临近海域大面积同步观测的悬沙粒度、表层沉积物粒度、流速、含沙量和盐度系列资料,探讨了在河口混合环境下泥沙的交换过程和规律,从河口-陆架系统的角度研究悬浮泥沙在河口和陆架的输移和归宿问题。

得到的认识不仅是河口泥沙研究从定性研究向定量研究的进展,而且粒度谱计算方法还为泥沙交换研究提出了适用于其他潮汐环境的沉积动力分析的新思路。

从悬沙粒度的角度分析泥沙在河口-陆架的混合和交换过程,丰富了河口泥沙运动和沉积动力学的理论和方法,对其他河口的相关研究具有借鉴意义。

对长江河口悬沙粒度的组成、时空分布特征,特别是对流域来水来沙改变包括流域大型水利工程的响应做了分析。

系统探讨了高浊度河口混合环境下泥沙的交换过程和规律。

研究表明长江口悬浮泥沙与表层沉积物高交换区(交换率＞0.6)主要分布在南槽口外的泥质区和杭州湾附近海域,悬浮泥沙大量参与造床,其中长江口外泥质区的交换率高达0.9以上;低交换区(交换率＜0.1)分布在长兴岛以上的河口上段和陆架残留砂区,悬浮泥沙基本不参与造床。

而浑浊带区域的交换率在0.4-0.6之间,说明河流输入的悬沙在浑浊带区域直接沉积的比例并不是最高,其高沉积区的泥沙部分来自泥质区内随涨潮流再次输入河口的泥沙。

粒度谱计算的结果表明,大约有47%的悬浮泥沙沉积在拦门沙海域及水下三角洲前缘,超过50%的悬浮泥沙摆脱河口的“束缚”进入杭州湾以及向南输运,这与其他方法得到的结果相近。

本文提供了一种研究泥沙输运和沉积量的新的计算方法。

率先对长江河口悬沙粒度的组成、时空分布特征,特别是对流域来水来沙改变包括流域大型水利工程的响应做了分析。

认识包括:河口-陆架的悬沙整体呈现“细-粗-细”的变化规律。

拦门沙海域最粗,江阴-南支上段其次,陆架区最细,认为河口拦门沙区悬沙中值粒径的增加主要受到滩槽泥沙交换和床面泥沙再悬浮的影响。

波流共同作用下河口泥沙运动及地形演变数值模拟研究进展【摘要】河口区域动力环境复杂，河流动力、海洋动力在此交汇。

波浪、潮流是泥沙运动的主要动力，河口区域泥沙活动剧烈，长期来看影响河口地形发育演变，因此对波流耦合作用下河口泥沙运动及地形演变进行数值模拟具有重要的实用价值及工程意义。

本文介绍了在河口区域波流共同作用数值模拟、在波流共同作用下泥沙运动及地形演变模拟方面的研究进展。

【关键词】波流共同作用；泥沙运动；数值模拟；地形演变河口区域动力环境复杂，河流动力、海洋动力在此交汇，泥沙活动剧烈。

波浪、潮流是泥沙运动的主要动力，“波浪掀沙、潮流输沙”是波流共同作用下的河口泥沙运动的重要机制，在波流作用下泥沙起动、输运、沉积、再悬浮，长期来看影响着河口地形的发育演变。

目前国内外许多地区已开展关于波流共同作用对河口演变影响的研究。

一、国外研究进展Wright（1977，1980）描述并分析了波浪作用下的河口地貌特征及河口沉积过程[1-2]。

Howard N. Southgate（1995）研究了波浪对中到长周期（几周到几十年）地貌演变产生的影响，为分析波序列以及波浪对海床和海滩平面发育演变的影响提供了方法[3]。

Bernabeuet al.（2003）将波浪与潮流耦合，建立了一个模拟海滩剖面地貌变化的模型[4]。

Matthieuet al.（2013）以印度海的马约特岛（Mayotte Islands）为例，关注了无河流注入的海岸的泥沙运移过程和地貌演变特征。

他们通过分析波浪在近岸处能量衰减的特征，研究了地貌对波浪作用的响应[5]。

Saruwatariet al.（2013）在奥克尼群岛（Orkney Islands）应用SWAN模型对波流共同作用下海洋能与电能转化进行研究。

通过改变流的强度，以及相应的波向，分析不同波气候时潮能和波能的变化[6]。

Bola?os et al.（2014）结合实测数据，使用先进的模型对潮控河口进行了对波流共同作用下波场和流场特征的模拟。

河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程ΕΣΤΥΑΡΙΝΕΑΝ∆ΧΟΑΣΤΑΛΒΟΤΤΟΜΒΟΥΝ∆ΑΡΨΛΑΨΕΡΑΝ∆ΦΙΝΕΣΕ∆ΙΜΕΝΤΠΡΟΧΕΣΣΕΣ时钟上海交通大学港口与海岸工程系水动力!细颗粒泥沙过程是淤泥质河口海岸变化的重要物理过程 并具有这样的特征 强密度梯度!高度不稳定和非均匀流!高浓度泥沙!底床与流相互作用!难确定的底床 水界面∀淤泥质河口海岸水动力!细颗粒泥沙过程的研究主要起因于 海洋科学的基础理论研究 港口航道的建设!维持 整治!疏浚 !海岸防护工程实践等需要∀就淤泥质河口海岸水动力!细颗粒泥沙过程而言 水流最重要的部分是底部边界层∀为计算河口海岸水流中的底床切应力 必需考虑边界层∀在淤泥质国家自然科学基金资助 号和国家教育部跨世纪优秀人才培养计划基金资助教技函≈ 号∀收稿日期 2 2 修回日期 2 2原核微藻 从原核微藻到真核微藻叶绿体或线粒体 从真核微藻到真核微藻以及从真核生物到真核微藻 由于亲缘关系较近 实现基因转移和表达相对要容易得多∀因此 微藻转基因体系的建立将是开发海洋生物活性物质的重要技术手段之一∀有些微藻和细菌能合成° ƒ 一旦从中分离出° ƒ 合成基因体系 就能把它们转移到容易养殖的微藻中高效表达∀例如 人们已经把一种海洋细菌的° ƒ 合成酶基因群导入到蓝藻中并获得了表达≈ ∀参考文献陈颖!李文彬!孙勇如∀生物工程进展 ∗ 茅云翔!王高歌!张宝红等∀青岛海洋大学学报 30 ∗张士璀!马军英!范晓∀海洋生物技术原理和应用∀北京 海洋出版社 ∀ ∗张学成!魏东∀藻种改良及遗传工程∀见 陈峰!姜悦编∀微藻生物技术∀北京 中国轻工业出版社 ∀ ∗曾呈奎!相建海∀海洋生物技术∀济南 山东科学技术出版社 ∀ ∗∞ ° • ϑ.Πηψχολ., ∗ƒ ° 2° Μολ.Γεν.Γενετ., ∗≤ ÷ ∏ εταλ..≥ ∏ ≥ ≤ ° ≥ ∏° °≤ ° ∗⁄∏ × ƒ ƒ √ ≥ ≥ ⁄ εταλ..Αππλ.Βιοχηεµ.Βιοτεχηνολ., ∗ƒ∏ ° √ ⁄ ° • ΠλαντΠηψσιολ., ∗ΦΕΒΣΛεττερσ, ∗≥ √ ⁄ ≥ °∏ ϑ.Πηψχολ., ∗× ⁄ × ≠ εταλ.. ,Μιχροβιολογψ, ∗∂ ≥ Γενοµιχσ, ∗∂ Σπιρυλιναπλατενσισ(Αρτηροσπιρα).× ƒ ∗÷ • ≥ ∂ ∏ εταλ..Αππλ.Ενϖιρον.Μιχροβιολ., ∗≠ × ≥ ΠλαντΜολεχυλαρΒιολογψ, ∗本文编辑 张培新研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期河口海岸底部边界层内 强劲的潮流!波致流可以引起淤泥底床沉积物的侵蚀或再悬浮 产生悬沙浓度的垂直分层现象 反过来这又影响潮流!波致流∀海岸底部边界层和非黏性泥沙运动研究得相对深入 如 日本东京大学土木工程系 ≈ !澳大利亚±∏ 大学土木工程系 ≈ 曾对此进行了较为详细的总结∀南京水利科学研究院刘家驹 年也对波浪作用下泥沙 非黏性 运动进行了评述∀英国剑桥大学工程系≥ 年曾就海岸底部边界层和非黏性泥沙运动的研究作了详细的综述∀河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程是海洋学家!港口航道与海岸工程师和环境流体力学共同感兴趣的研究课题∀粗略地讲 海洋学家主要是以现场实验研究为主 港口航道与海岸工程师主要是进行物理模型实验和数模研究 环境流体力学家以数学模拟为主∀本文就近年来国内外河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程研究的进展作一简要评述∀国内进展情况河口底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验主要是河口海岸学者在几个大河河口进行∀例如 沈焕庭等 年!时伟荣 年!贺松林!孙介民≈ ! 和 ≈ !时钟!陈伟民≈ 对长江口水动力!细颗粒泥沙过程进行了研究∀近年来 利用声学方法 ≥ 等≈ ∗ 对长江口北槽底部边界层细颗粒泥沙过程进行了研究∀标定的声学图像揭示了 高度层化的悬浮液 黏性淤泥底床的再悬浮 近底高含沙层的再携运 近底高含沙层内的高!低频率再悬浮过程∀与中国科学家一道 美国• 学院∂ 海洋研究所• 等 年 • 等 年利用声学等方法研究了黄河口的近底高浓度泥沙异重流的结构和动力机制 发现了大尺度内波∀ 等 年!⁄ 等≈ 利用光学测沙系统研究了浙江椒江口细颗粒泥沙输移过程 结果表明 大潮时 潮流不对称性产生了最大浑浊带 憩流时形成的过渡泥沙层在临界流速为 ∗ # 时被冲蚀∀ 数学模拟徐建益等 年考虑沿垂线方向的泥沙运动以及不同水流条件下床沙质之间的交换 根据实测资料得出的流速与底部含沙量的关系 通过求解垂向扩散方程给出长江口南支垂线上各分层的含沙量和悬沙级配∀周济福等≈ 对长江口泥沙运动进行了垂向二维数学模拟 认为径流和潮流对输沙率的作用是耦合在一起的 非恒定情况下泥沙底边界条件应考虑沉降效应∀利用一个垂向二维模型 ∏ 等≈ 对椒江口细颗粒泥沙输移过程进行了数学模拟∀≤ 等≈ 对珠江口细颗粒泥沙运动进行了三维数学模拟∀但是 他们并没有对底部边界层进行数学模拟∀基于 √ 2≥ 方程 考虑波流相互作用 刘应中!时钟≈ 提出了河口海岸三维水动力数学模型∀ 海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验尽管陈卫跃 年 徐元等 年 时钟等≈ 在这方面做了尝试 但由于野外作业的实际困难!观测仪器的精度 国内在淤泥质海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程的现场实验方面还是缺乏的≈ ∀≥ 等 等 时钟≈ 时钟 刘应中≈ 对淤泥质海岸盐沼边界层和细颗粒泥沙过程进行了较成功的实验研究 研究结果表明 大米草冠层上!下水流的复杂性 在冠层内出现流速反转梯度 导致一个流速最大值 大米草冠层上的水流流速切变流速大于冠层内的切变流速∀室内实验赵子丹等 年进行了不规则波在浮泥床面上传播的实验研究 但未涉及波浪边界层∀练继建!洪柔嘉 年对淤泥质床面上减阻流动的紊动特征进行了实验研究 认为淤泥质床面具有减阻!增速!抑制紊流猝发产生和减小紊动耗散率的作用∀顾家龙等 年根据固体颗粒的薄膜水理论 探讨了颗粒间接触面积的计算模式 并在此基础上推导了黏性细颗粒泥沙在波浪作用下的起动公式∀ 数学模拟练继建!赵子丹 年从 √ 2≥ 方程出发 引入相应的紊流模式 从而封闭波流共存场的流动方程和波动方程 求得全水深的流速分布∀练继建!赵子丹 年就波流与淤泥质底床相互作用进行了数学模拟 结果发现 波浪顺流传播波高衰减率减小而泥层输移速度增大 波浪逆流传播波高衰减率增大而泥层衰减率减小 波高衰减率和泥层的输移速度都具有明显的非线性特征 由波高衰减产生的辐射应力对波流共存场中的水流流速分布影响明显∀练继建等 年从水流与淤泥质底床相互作用的动态角度来探讨黏性泥沙悬扬机理 即将水流层视为黏性体!泥层为黏弹性体 耦合求解水流和淤泥质底床的运动方程 得出界面失稳的临界水流流速!界面波波速和波长∀樊社军等≈ 对淤泥质海岸侵蚀堆积动力机制及剖面模式研究综述∞∂ ∞•≥≥ ∂进行了数学模拟∀借鉴前人的工作 采用多尺度摄动方法 樊社军等≈ 从理论上推导了波浪边界层中黏性细颗粒泥沙的再悬浮和扩散输移的规律 并用几个算例细致地分析了波浪对黏性细颗粒泥沙再悬浮和扩散输移的作用∀需指出的是 在他们的研究中并未完全体现出黏性细颗粒泥沙∀利用κ2Ε方程 吴永胜等≈ 求解了粗糙床面上波浪!水流联合作用下紊流边界层结构 结果表明 在边界层内 波浪和水流的耦合运动是非线性迭加 波浪的存在在很大程度上影响了水流的流速分布 而水流对波浪的影响则较小∀国外进展情况河口底部边界层和细颗粒泥沙运动研究 现场实验国外海洋科学家对河口近底边界层泥沙运动做了大量现场实验研究 澳大利亚海洋研究所• 等 年 美国ƒ 海岸与海洋工程系 年 和 年 ≥ 和 年详细地研究了河口底部边界层中泥跃层和近底高含沙层的动力特性∀美国• 大学海洋学院≥ 等 年用一改装的 ∞ ° ∞三角架研究≥ ƒ 湾河口底部边界层的悬沙输移 泥沙浓度采用光学后散射法 ≥ 观测∀利用光学测沙法和一维悬沙数学模型 • 等 年研究了≥ ∏ 河口底部边界层细颗粒泥沙过程∀• 等 年又利用光学测沙法研究了ƒ 河口近底高含沙层对最大浑浊带形成的影响 结果表明 最大浑浊带仅存在于大潮 风在波浪所致底床液化中起十分重要作用 淤泥侵蚀速率与水流速的六次方成比例 悬沙沉降速率与悬沙浓度呈非线性关系∀近年来 国外海洋科学家利用声学法观测海洋环境 河口!海岸和陆架 悬沙浓度∀例如 美国 等 年 等 年利用一个 2 的声学装置观测研究了 ≥ ∏ 中部水下边界层沉积动力 他们观测了水下边界层底部 范围内的悬沙浓度垂线分布∀利用一个环形水槽 美国• 和 学院∂ 海洋研究所 等 年在≤ 现场观测了泥沙悬扬的临界剪切应力 这为河口底部泥沙运动研究提供了新途径∀结果显示 当环速为 时 水槽的最大底床剪切应力大约为 ∀ 和 ≈ 测得≤ 底床泥沙再悬浮的切应力夏季为 ° !秋季为 ° ∀此外 他们还发现测得的再悬浮系数随底床应力的增加而增加∀利用广波段声学多谱勒流速剖面仪 美国地质调查局水资源部≤ 等≈ ∗ 对加州南≥ ƒ 湾底部边界层的紊流平均速度分布进行了详细观测 结果发现 在不同平均流速情形下 底部粗糙长度与参考速度有不同的关系∀数学模拟对河口边界层和泥沙输移 美国陆军工程兵航道实验站 和 年进行了详细的论述∀美国ƒ 大学海岸与海洋工程系≥ 和∂ 年用一个简单的二阶封闭模式模拟由泥沙导致的分层对河口底部边界层沉积动力学 尤其是侵蚀过程的影响∀利用一个垂向二维宽度积分水沙!耦合数学模型 等 年对法国 河口的最大浑浊带的形成和动力进行了模拟研究 模拟结果显示 计算的水动力参数与观测的值呈较好的对应的关系 潮流振荡导致最大浑浊带在一个潮周期内移动 最大浑浊带受紊动能量场控制 潮幅增加到 时 致使最大浑浊带的大小和强度增加∀海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程 现场实验利用一水下环形水槽 加拿大地质调查局 等 年对ƒ∏ 湾淤泥质潮滩细颗粒沉积物的可侵蚀度进行了详细的原地测量 归纳出 种侵蚀类型 侵蚀速率随时间而递减 侵蚀速率随时间而递减 但产生撕裂开的碎屑并加积达 直径 侵蚀速率随时间变化恒定∀英国≥ ∏ 大学海洋学院≤ 等≈ 研究了潮滩上简单潮流结构 但并没有获得潮流边界层结构∀利用一现场侵蚀水槽 荷兰 ∏ ≈ 观测了荷兰• 海淤泥质潮滩的底床剪切强度∀观测结果发现 临界侵蚀值介于 和 ° 侵蚀速率介于 ≅ 和 ≅ 之间∀室内实验通过室内实验 和 年较早系统地研究了波浪作用下淤泥的侵蚀∀近年来 荷兰⁄ 理工大学土木工程系⁄ • 和 ∏ ≈ 对波浪作用下浮泥的产生机制进行了理论和实验研究 结果发现 当浮泥层出现时 水体层中的紊流强度减小∀⁄ • 和 ∏ ≈ 的水槽实验还进一步表明 当波高超过一临界值时波浪作用产生浮泥 这一临界值随着固结周期而增加 液化开始时测得的波浪平均毛细管水压力减小 这是由于聚积结构的破碎和有效应力的补偿∀通过采研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期用循环水槽实验 荷兰⁄ 水力学实验室和⁄ 理工大学土木工程系• 和 ∏ ≈ 研究了浮泥层的侵蚀 检验了 ∏ 和• ≈ 建立的浮泥悬扬 携运 模式∀他们得出这样的结论 浮泥初始悬扬 携运 过程与两层流体类似 即浮泥层上部可视为粘性流体∀在这一初始阶段 悬扬 携运 率可能受边界层发展的时间尺度影响∀在晚期 悬扬 携运 过程受到使泥沙悬浮的功和底床剪切强度的阻碍 可将淤泥视为 塑性体∀荷兰⁄ 理工大学土木工程系∂ 和 ∏ ≈ 就波致淤泥液化和输移进行了室内实验研究 实验结果显示 液化开始时 淤泥底床内的波致应力大于底床的剪切强度 液化后 斜坡底床上的淤泥在波浪和重力的综合作用下开始流动 速度为几个 重力提供了一个净坡向力 波浪力减小了浮泥的有效黏滞力∀这一机制可能解释风暴后航道中淤泥快速淤积∀荷兰 大学海洋和大气研究所 ∏ 和∂ ≈ 介绍了用于确定高岭淤泥底床的底切应力和侵蚀的水槽∀他们认为此水槽观测值代表了淤泥侵蚀开始时的最小剪切应力 这一应力将导致淤泥底床的顶层最大剪切强度∀数学模拟利用一个线性化多层模式 美国• 和 学院∂ 海洋研究所和ƒ 海岸与海洋工程系 和 年对波浪!淤泥相互作用的动力学进行了数学模拟∀他们采用一个黏弹性模式 ∂ 模式模拟在小变形下淤泥流变和能量耗损特性 结果显示 预测的波浪衰减系数一般与室内测试结果相一致 表明底床固结和泥沙组成对消浪的影响∀预测出的水体和淤泥中的速度也与有限的实验资料一致∀计算出的水泥交界面底床切应力比假设淤泥为坚硬的计算出的要大 这是由于水泥界面之间的超相位运动∀ 和 年认为 在缺乏水泥界面应力的直接观测情况下 以上模式为计算波浪作用下黏性泥沙的侵蚀速率提供了一个有用的方法∀荷兰⁄ 理工大学土木工程系和⁄ 水力学实验室 ∏ 和• ≈ 建立了浮泥悬扬 携运 模式∀此模式是通过积分横穿混合层的紊动能量方程而得到的 并假设水体层是流动的!淤泥层是静止的∀水体层是紊动混合层!冲蚀静止的淤泥层∀此外 模型中还考虑了淤泥的剪切强度以及黏性拖曳力∀敏感分析表明沉降!底床强度和黏滞力都减少悬扬 携运 率∀进展分析很显然 对于河口海岸底部边界层泥沙过程 国内外海洋学家!海岸工程师已经进行了大量研究∀ 一个最明显的进展是海洋水声学方法用于河口底部边界层泥沙 粗颗粒!细颗粒 过程的实验研究 它能提供连续的!高时空分辨率的泥沙动态变化过程以及悬沙浓度垂线分布∀但是 研究的主要是泥沙边界层而非波流底部边界层 换句话说 仅研究了河口近底部的泥沙过程∀ 此外 在水沙数学模型中 国外研究者考虑了河口近底高含沙层对水流的影响∀ 从国外研究情况来看 环形水槽模拟是研究河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程的现场实验研究的重要途径∀ 就数学模拟而言 国内外河口海岸底部边界层的研究尚缺乏∀严格地讲 过去的数学模拟工作还不是模拟边界层的泥沙过程 因为他们采用的是二阶封闭模式∀ 河口海岸底部边界层细颗粒泥沙沉降速度如何确定 淤泥质河口海岸底床高频率再悬浮过程与湍流猝发的关系如何 由于野外现场!室内详细观测的困难 侵蚀速率和底床切应力一般经验性!非直接地从流速和悬沙浓度计算得出∀参考文献贺松林!孙介民∀海洋与湖沼 ∗时钟!陈伟民∀泥沙研究 ∗周济福等∀水动力学研究与进展 ∗ 刘应中!时钟∀见 周哲玮 主编 湍流理论新进展及其应用 上海 上海大学出版社 ∀ ∗时钟等∀泥沙研究 ∗时钟∀泥沙研究 ∗时钟!刘应中∀见 周哲玮 主编 湍流理论新进展及其应用 上海 上海大学出版社 ∀ ∗樊社军等∀海洋学报 19 ∗樊社军等∀海洋学报 19 ∗樊社军等∀泥沙研究 ∗吴永胜等∀水利学报 ∗Νεαρσηορε∆ψναµιχσανδΧοασταλΠροχεσσεσ.× √ × ° ∗° ΧοασταλΒοττοµΒουνδαρψΛαψερανδΣεδιµεντΤανσπορτ.Σινγαπορε:• ≥ °∏ ≤ °∗ƒ ≤ ΜαρινεΓεολογψ,研究综述∞∂ ∞•≥≥ ∂∗≥ εταλ..ΜαρινεΓεολογψ, ∗≥ εταλ..Γεο2ΜαρινεΛεττερσ, ∗ ≥ εταλ..Εστυαριεσ, 23 ∗⁄ ÷ εταλ..ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη, 13 ∗∏ • εταλ..Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε,46 ∗≤ ≠ εταλ..ΙντερνατιοναλϑουρναλοφΣεδιµεντΡεσεαρχη,14 ∗≥ ≤ ≠ ΧοντινενταλΣηελφΡεσεαρχη,16 ∗° ≠ ≤ 2 ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη, ≥ ∗≤ × εταλ..ϑουρναλοφΧοασταλΡεσεαρχη,≥ ∗≤ × εταλ.. ⁄ ≥ ∞ ΠηψσιχσοφΕστυαριεσανδΧοασταλΣεασ,∗≤ × εταλ..ϑουρναλοφΓεοπηψσιχαλΡεσεαρχη,104 ≤ ∗≤ εταλ..Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε, ∗∏ ∞ Εστυαρινε,Χοασταλ&ΣηελφΣχιενχε, ∗⁄ • ° ≤ ∏ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΡεσεαρχη, ∗⁄ • ° ≤ ∏ Εστυαρινε,ΧοασταλανδΣηελφΣχιενχε, ∗• ≤ ∏ ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∏ ≤ • ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∂ × ∏ ≤ ϑουρναλοφΗψδραυλιχΕνγινεερινγ, ∗∂ × ∏ ≤ ΧοασταλΕνγινεερινγ, ∗∏ ∞ ∂ ≤ ϑουρναλοφΣεαΡεσεαρχη, ∗本文编辑 李本川对虾池塘养殖业现状及其可持续发展ΤΗΕΧΥΡΡΕΝΤΣΤΑΤΥΣΟΦΣΗΡΙΜΠΠΟΝ∆2ΧΥΛΤΥΡΕΑΝ∆ΙΤΣΣΥΣΤΑΙΝΑΒΛΕ∆ΕςΕΛΟΠΜΕΝΤ阎希柱李德尚董双林青岛海洋大学水产学院从发展角度而言 我国的对虾养殖业在经历 ∗ 年的快速发展阶段和 ∗ 年的急剧衰退阶段之后 近年来一直处于恢复性发展阶段的过程∀本文试图将我国近年来对虾养殖业对虾池塘养殖最近的变化!现状和对虾池塘综合养殖现状作一总结 并探讨今后对虾养殖业的可持续发展方向∀对虾养殖的主要模式我国对虾养殖业养殖模式的 个阶段按集约化程度而言 我国对虾养殖业养殖模式的演变 经历了以下 个阶段粗放式养殖阶段 ∗ 年养殖池规格 ∗ 一般 不投饵 不施肥 不除敌害 完全靠天然饵料或仅投喂饵料以少量新鲜小杂鱼虾!低值贝类为主 平均产量 ∗ 在这一阶段 养殖生态环境良好 很少有病害发生∀ 精养!半精养阶段 ∗ 年收稿日期 2 2 修回日期 2 2研究综述∞∂ ∞•≥海洋科学 年 第 卷 第 期。

长江口泥沙资源可持续利用方案探讨作者：夏雪瑾来源：《中国水运》2016年第08期摘要：针对上海市滩涂促淤圈围工程砂源日趋紧张的问题，分析了上海市泥沙资源供需状况，长江口可采优质砂源范围和储量有限，但泥沙需求量不小，建议研究制定相关激励政策，引导各方积极利用长江口航道疏浚土。

在此基础上重点针对南汇东滩和横沙东滩等圈围工程，初步估算了工程所需筑堤砂和吹填砂的砂量，探讨提出两个促淤圈围工程泥沙资源合理利用方案，供今后工程设计施工时参考。

关键词：长江口；泥沙资源；需求分析；可持续利用中图分类号：TV141 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）08-0046-03长江口是我国最大的河口，长江输沙量巨大，由它塑造的三角洲不仅在我国经济发展中占有重要地位，而且具有独特的学术研究价值。

泥沙是河口海岸自然调整中的关键问题，众多学者做了大量研究，主要集中在河口泥沙对流域水沙通量变化的响应、泥沙粒度特征对泥沙动力的响应、河口水沙混合特征、悬沙输运模拟以及河床演变等几个方面的内容。

近年来，受上游水利工程拦沙、水土保持等因素综合影响，长江来沙量不断减少，上海市滩涂圈围供需砂矛盾日益突出，研究长江口泥沙资源的可持续利用是一项十分紧迫的任务。

为此，本文在分析上海市圈围造地工程用砂需求和长江口可利用砂源的基础上，探讨长江口泥沙资源优化配置和高效利用方案，为上海市滩涂圈围造地工程合理利用泥沙资源提供技术支撑，对支撑河口地区经济社会可持续发展具有实际意义。

1 长江口泥沙资源供需分析长江口和杭州湾的泥沙主要来自长江流域，近年来由于上游水土保持和水利工程的影响，导致大通站输沙量呈显著递减趋势，平均每年下降约630.3万吨；但是长江流域每年仍然以一定数量向河口地区源源不断地输沙。

1.1 泥沙资源需求分析根据2008年国务院批准的《长江口综合整治开发规划》：至2020年长江口滩涂开发总规模为81.01万亩，其中近期62.42万亩，远期18.59万亩；湿地保护和滩涂开发利用规划坚持保护与开发并重，多促淤少圈围，先促淤后圈围的原则。

第17卷第6期2002年12月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.17　No.6Dec.,2002文章编号:1001-8166(2002)06-0864-07国内外河口悬沙通量研究进展万新宁,李九发,何　青,沈焕庭(华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海　200062)摘　要:系统地介绍了国内外河口悬沙通量研究的进展,目前对于河口悬沙通量主要采用模型研究、水文学方法、机制分解、仪器直接测量等方法从理论和实际相结合的角度来进行研究。

目前物理模型的研究成果比较直观,但受到模型尺度和精度等的限制,数学模型研究具有快、准的优点,可以给出令人满意的定性结果,但未能达到定量预报的程度;传统的水文学方法可以用来研究河口地区悬移质泥沙在不同动力因子作用下的输移情况;机制分解法是比较成熟和可靠的方法,但该方法与河口动力机制和泥沙输移过程结合不够;使用先进仪器进行直接测量则受到仪器精度和取样点的布设等条件的限制。

因此,关于河口悬沙通量的研究还有待于深入和细化。

关　键　词:河口;悬沙;通量中图分类号:TV148 文献标识码:A 物质通量是国际地圈生物圈计划(IGBP)中的两个核心计划———海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS)的中心议题[1,2]。

在波浪和水流共同作用下的输沙中是以悬移质输沙为主的,悬沙则主要由粘土矿物构成,由于细颗粒的悬移质泥沙比表面积比较大以及泥沙颗粒特有的理化性质,河口细颗粒泥沙既是河口营养盐和有机物的载体,又能吸附重金属,所以悬沙输移对污染物的迁移和循环起着重要作用[3];同时悬移质泥沙的存在还能降低水体的透光强度,从而影响河口的初级生产力及浮游生物和底栖生物的种类和数量,对河口生态环境、生物和渔业生产具有重要的影响[4];此外,河口泥沙通量在不同时间尺度上的变化趋势能够综合反映河口系统对于人类活动和全球变化的响应。

基于上述原因,国内外的河口海洋学家已经针对河口悬沙通量展开了广泛的研究,但是由于现场观测、实验研究和数学模型研究等手段相对落后,因此河口悬沙通量研究中包含着许多不确定性,关于悬沙通量的理论模式、计算方法、影响因素和过程等问题仍处于探索阶段。

长江口细颗粒泥沙絮凝主要影响因子及其环境效应研究【摘要】：河口海岸水域环境中细颗粒泥沙的絮凝沉降是引起河口、海岸泥沙沉积的主要影响因素之一。

由于径流和潮流的相互作用，及盐淡水交汇等因素的影响，河口区细颗粒泥沙发生絮凝(吸附)—沉降—再悬浮—解絮(解吸)—扩散—沉积等复杂的变化过程。

由此对河口泥沙的聚集和输移、河槽和浅滩的发育演变等有着重要的影响。

在河口生物地球化学过程中对许多重金属元素和有机物的化学行为、迁移和归宿等也有显著影响。

因此，河口区细颗粒泥沙的絮凝研究，对揭示河口“过滤器”本质和阐明河口沉积动力学过程具有重大的科学意义。

作为国际地圈生物圈计划(IGBP)第六核心计划(海岸带陆地—海洋相互作用计划LOICZ)中的基础性科学问题之一，河口区细颗粒泥沙的絮凝和其影响因子及环境效应的研究引起了广泛关注。

尽管已有的大量研究揭示了盐度在絮凝中的重要作用，但国内外一些研究者认为：实际河口环境中有机物的影响可能比盐度影响大得多。

由于河口泥沙絮凝受到多种因素的影响，内在机理十分复杂。

鉴于在理论上和实验技术上的某些局限，直到目前人们对此问题认识还不够清楚，河口界面化学的发展以及先进的现场观测仪器的应用为解决这一问题提供了契机。

在国际LOICZ计划中已将长江河口列为专门的调查区域(LOICZNo.72)，以研究其在全球陆海相互作用所扮演的角色。

长江河口细颗粒泥沙中有机性颗粒占总颗粒的60％—75％，细颗粒物质主要为粘土矿物，粗颗粒物质(＞8μm)主要为有有机附着或具有有机裹层的粘土矿物集合体。

同时由于河口的特殊地理位置，盐度的变化由口内径流至口外近海逐渐增加，各种阳离子浓度也出现相同的变化趋势。

河口区丰富的有机质和离子浓度变化对泥沙絮凝都会产生较大影响。

因此有必要将它们结合起来综合研究河口泥沙絮凝机理。

本论文依托国家自然科学基金(No.50579021)资助项目和973国家重点基础研究发展规划项目(2002CB412405)，利用国家重点实验室先进的现场观测仪器及室内测试分析方法，分别于2006年2月(枯季)和8月(洪季)进行了二次现场观测，主要观测项目有水体含沙量、流速、流向、水温、盐度、pH值、絮凝颗粒粒径、浮泥层容重、浮泥层厚度等。

河口细颗粒泥沙与微塑料异质聚集的环境效应理论研究进展秦民;邱静;陈志和;洪昌红;李;区竞
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】近年来微塑料污染给全球生态环境带来的危害与威胁已不容忽视,由于水环境与水动力条件改变,大量微塑料随水流迁移至河口会与细颗粒泥沙相遇碰撞而发生异质聚集,显著改变各自输移行为,进而影响颗粒物的归趋,并对环境中其他要素产生影响。

为进一步梳理并明晰泥沙与微塑料异质聚集的驱动因素、聚集输移特征与机理及其环境效应,本文结合近年国内外研究动态,探讨并总结河口细颗粒泥沙与微塑料异质聚集的驱动因素及其环境效应,充实了泥沙及其聚集物的环境效应理论,拓展延伸理论研究维度,从宏观、介观、微观层面提出了异质聚集环境效应的评估指标体系。

本研究有助于丰富与深化环境泥沙及其环境效应的理论体系,可为强化河口水环境治理技术、提升水污染防控水平和能力提供理论支撑。

【总页数】11页(P104-114)
【作者】秦民;邱静;陈志和;洪昌红;李;区竞
【作者单位】广东省水利水电科学研究院;中山大学土木工程学院;广东省华南地区水安全调控工程技术研究中心;河口水利技术国家地方联合工程实验室;广东省流域水环境治理与水生态修复重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.9
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5.钱塘江河口细颗粒泥沙絮凝沉降特性研究
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