江苏近岸水域潮汐作用对悬沙浓度的控制机理

摘要

根据2012年在南黄海辐射沙脊群西洋水道的全潮水文观测数据,分析了流速、悬沙浓度以及底部切应力的时间变化序列。将悬沙垂向通量公式在潮周期内积分，并应用均衡态条件,建立悬沙浓度的均衡态模型。代入相关参数以及实测水动力数据可以获得模拟结果，并且悬沙浓度的实测值可用于均衡态的分析.进一步地采用控制变量的方法，探讨了不同参数变化对悬沙浓度均衡态的影响。结果表明，潮流具有时间-流速不对称性，悬沙浓度的变化与流速密切相关，潮周期内的大部分时间近底部切应力大于临界切应力，底床处于侵蚀阶段；悬沙浓度实测值与均衡态值在峰值和相位上相差较大，表明该区域悬沙浓度未达到均衡态。推测当该区域悬沙浓度达到均衡态之后，侵蚀阶段持续时间、侵蚀量以及悬沙浓度峰值均会增加；沉降阶段历时将会减少，悬沙浓度的变化速率将会提高,意味着水体内悬移质颗粒的沉降速率大幅提高。此外，参数分析结果显示，再悬浮系数和沉降速率分别影响侵蚀总量和涨落潮沉降总量，从而进一步控制悬沙浓度均衡值.