长江河口盐水入侵研究——北支倒灌、深水航道工程和冬季季风的影响

摘要

测径流量以及青龙港潮差，可以判别北支倒灌是否发生，并进而计算其强度。 （4）利用数值模式研究了北支整治工程对北支倒灌的影响。大、小束窄工程减少了北支的纳潮量，减小了北支中、上段的潮差，从而使倒灌强度减小，大束窄工程的效果明显好于小束窄工程的效果。挡潮闸工程把涨潮流完全阻挡在了闸外，从而使北支倒灌消失。 （5）研究了深水航道工程对盐水入侵的影响。实测资料和数值模式计算都显示南槽水体下泻很大一部分通过九段沙上沙和江亚南沙之间的通道进入北槽，而南槽中、下段水体输送的方向指向上游，北槽、北港则主要沿河槽下泻，在下冯过程中又在潮致余流的推动下不断向北输送。深水航道工程修建后，北槽进口、出口处的阻力都加大，导致南槽上段向下游的水体输送加强，下段向上游的水体输送加强；北槽上段向下游的水体输送减弱，下段向下游的水体输送增加；北港口外向北的水体输送增加。 工程后南槽下游外海盐分向上游的输送加强。北槽下端受阻于导堤、丁坝，口门处向内的盐分输送消失，盐分转为向外输送；上端由于阻力加大，径流净下泻减小，盐分向下游的输送略微减小。工程后北港口外的水体输送增加，而相应的盐分输送减弱。 水体、盐分输送的变化导致了盐度的变化，工程后南槽盐度增加；北槽上段盐度增加，中下段盐度减小；北港口外盐度减小，口内略有增加。 （6）研究了冬季季风对长江河口盐水入侵的影响。在偏北风作用下，长江口外水体存在向陆的埃克曼输运，它驱使水体从北港进入口内，因质量守恒又从南港及其以下河段出口门，从而形成一个水平环流。受这一水平环流的影响，北港盐水入侵加强，南港及其以下河段入侵减弱。 正北风对北港盐水入侵的加剧程度最大，然后是西北风，再次是东北风。入侵强度随风速的增加而非线性的增大。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1研究长江河口盐水入侵的意义

1.2 长江河口盐水入侵研究的现状

1.2.1 国外河口盐水入侵的研究状况

1.2.2 长江河口盐水入侵的研究状况

1.2.4 长江河口盐水入侵研究已得到的主要结论

1.3 存在的几个问题

1.3.1 北支盐水倒灌

1.3.2 深水航道工程的影响

1.3.3 冬季季风的影响

1.4 本文的工作

第二章 长江河口三维盐水入侵数值模式的建立

2.1 三维ECOM-si模式介绍

2.1.1 模式特点

2.1.2 控制方程组

2.1.3 初始条件

2.1.4 边界条件

2.1.5 利用干湿网格判别法实现移动潮滩边界

2.1.6 数值求解方法

2.2 模式的设置

2.2.1 模式的范围和网格

2.2.2 长江口及临近海区的地形

2.2.3 外海开边界条件

2.2.4 上游边界

2.3 小结

第三章 三维数值模式的验证

3.1 2002年9月水位、流速和流向资料验证

3.2 2004年1月流速、流向和盐度资料验证

3.3 1999年1～2月实测资料验证

3.4 小结

第四章 长江河口盐水入侵的三维数值模拟

4.1 平面分布

4.2 剖面分布

4.3 小结

第五章 长江河口北支盐水倒灌的输送机制、与径流量和潮差的定量关系以及北支整治工程的影响

5.1 北支盐水倒灌的过程

5.2 北支盐水倒灌的输送机制

5.2.1 研究方法——通量机制分析方法

5.2.2 数值试验的设置

5.2.3 大潮期间盐分输送的潮平均单宽通量

5.2.4 大潮期间盐分输送潮平均单宽通量的机制分解

5.2.5 大潮期间单宽盐分输送强度

5.2.6 断面盐通量

5.2.7 本节小结

5.3 倒灌强度和径流量、潮差的定量关系

5.3.1 数值试验的设置

5.3.2 断面净通量

5.3.3 本节小结和讨论

5.4 北支整治工程的效果研究

5.4.1 分流比、纳潮量

5.4.2 北支沿程水位、盐度变化

5.4.3 工程方案前后落潮盐度场的变化

5.4.4 工程前后南支水源地盐度变化

5.4.5 本节小结

第六章 深水航道工程对长江河口盐水入侵的影响

6.1 深航道工程对水体输运的影响

6.1.1 对分流比的影响

6.1.2 对单宽水体长期输送的影响

6.2 深水航道工程对盐分长期输送的影响

6.3 工程前后盐度的变化

6.3.1 大潮涨潮

6.3.2 大潮落潮

6.3.3 盐度过程的变化

6.4 本章小结和讨论

第七章 冬季季风对长江河口盐水入侵的影响

7.1 数值试验的设置

7.2 风作用下的水体输送

7.2.1 只有风作用下的单宽余通量

7.2.2 只有风作用下的断面水体通量

7.2.3 综合风、径流和潮流共同作用下的分流比

7.3 风对盐水入侵的影响

7.3.1 盐水入侵的空间变化

7.3.2水源地的盐度变化

7.4 本章小结

第八章 总结

参考文献

致谢