长江河口水沙分流和输移的探讨

摘要

长江口地处我国东部沿海，是我国最大的河口。本文以长江口为研究区域，具体位置为徐六泾至横沙岛一连兴岛一线，重点分析该区域的水沙特征及输移机制。对两个分流口区域，徐六泾及青草沙水域加以重点探讨，本文根据长江口近期同步大面水文资料完成，资料包括2002年洪季及2005、2006年枯季资料。 本文采用水文学、泥沙运动力学和数理统计学相结合，详细分析了水沙在长江口的分配及输移。并在Maplnfo和Matlab软件支持下分析水沙输移机制，运用标准水文法定量计算长江口典型断面的水沙通量，根据所得结果阐述水、沙、盐特征对青草沙水库影响。 结果表明，长江口南北支水沙特征均体现出明显的洪枯季及潮周期特征，洪季本区域特征为北支受潮流作用强，体现为大流速、高悬沙，且上、下口都进沙，处于淤积状态。净输水沙(沙除大潮外)青龙港下泄，连兴港上溯，暂蓄在北支水道内，北支盐度较大，颇具海水属性。北支倒灌出现了新形式，在强潮流作用下，泥沙倒灌进入南支，倒灌主要发生在大、中潮高水位阶段。 南支下游南北港断面流速大于白峁沙断面，北港流速略大于南港，各站余流值较大，随潮型略有变化，中小潮潮流特征与大潮基本相同。白茆沙南北水道的输沙比值约为14：11，北水道仍具有一定的流量及输沙能力。南支下游输出泥沙较上游输入的多，反映南支有冲刷迹象。北港悬沙浓度显著高于南港，白茆沙断面和南港断面的净下泄水量均随潮型增大而减小，小潮下泄量最大；泥沙下泄量反之，大潮最大，即小潮泄淡大潮排沙，显示了分汉主槽的水沙输移规律；北港断面的净下泄水量和泥沙净下泄量均随潮型增大而增大，具有水沙输移的一致性，显示了分汉副槽的水沙输移规律。北港洪季多沙，具有水大沙多的特性，泥沙运动活跃。洪季期间，北港的水沙输运都占据较大的优势，悬沙浓度远高于南港，大潮尤甚。 净泄分流分沙比能更好地揭示分汉河道的发展趋势，南、北支净泄分流比为96.7％和3.3％，净泄分沙比为81.7％和18.3％，显示南支仍趋于发展，北支趋于衰退。长江口洪季水沙运动具有径流“主体南泄”，汉道“副淤主刷”和水沙“输移分异”等特征。悬沙输移宏观上存在着南支→海域→北支→南支的大循环。 长江口枯季青草沙水域流速较大，主要受径流控制，北港所受径流作用强于南港。余流方向指向口外，基本顺河槽分布，平水期余流大于枯水期，径流为余流的主要成分，北港大于南港。 本区域悬沙分布差异较大，因径流作用，分流口下段的悬沙浓度及变化梯度均大于上段，南港大于北港，下游断面多为涨潮大于落潮，上游断面为落潮大于涨潮。南港悬沙垂向扩散系数大于北港，分流口上段悬沙扩散系数大于下段。青草沙水源地所在北港区域枯季观测期间水多沙少，拟建取水口则有涨潮流历时短、涨潮流速弱、落潮流速强、含沙量较低等特征，对于青草沙水源地的兴建是有利的。徐六泾处水沙下泄与大通站下泄水沙颇为接近，悬沙浓度较低。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1科学背景和研究意义

1.2国内外研究现状

1.3拟解决的关键问题

1.4本文的研究内容

1.5本文的结构框架图

第二章研究区概况、资料来源及研究方法

2.1研究区域概况

2.2资料来源

2.3研究方法

第三章长江口近期洪季水沙特征

3.1潮流特征

3.2悬沙特征

3.3水沙运动特性

3.4小结

第四章长江口枯季水文泥沙特征

4.1潮汐

4.2潮流

4.3余流

4.4泥沙

4.5浊度

4.6小结

第五章南北支分水分沙研究

5.1南北支分水分沙

5.2南北支分流区域研究

5.3小结

第六章南北港分水分沙区域研究

6.1南北港分流分沙

6.2南支及南北港水沙通量及特性

6.3盐度对青草沙水库影响研究

6.4小结

第七章结论与不足

7.1结论

7.2不足

参考文献

附录

致谢