長(zhǎng)江口潮灘水動(dòng)力過(guò)程、泥沙輸移與沖淤變化

1、與、易發(fā)表團(tuán)vww 論文發(fā)表菱家 長(zhǎng)江口潮灘水動(dòng)力過(guò)程、泥沙輸移與沖淤變化【摘要】：長(zhǎng)江口濱岸潮灘環(huán)境在咸淡水交替、出露和淹沒(méi)交替、沖 淤交替等海陸交互作用的影響下，波潮流水動(dòng)力作用強(qiáng)烈，泥沙輸移 和物質(zhì)交換頻繁。長(zhǎng)江每年攜帶巨量泥沙堆積于河口濱岸地區(qū)，形成 了大片寬闊的淤泥質(zhì)潮灘，每年以數(shù)十米的淤漲速率不斷向海推進(jìn)， 為城市空間拓展提供了豐富的后備土地資源。但隨著人類(lèi)對(duì)潮灘大規(guī) 模圍墾等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，導(dǎo)致生物多樣性減少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量降低， 產(chǎn)生了對(duì)該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的潛在威脅。河口潮灘水沙過(guò)程及沖淤變 化研究，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，分別從地貌、沉積、水文、生物、 地球化學(xué)等不同角度進(jìn)行了大

2、量有益的探索。但對(duì)潮灘水動(dòng)力過(guò)程的 實(shí)地觀(guān)測(cè)十分有限，阻礙了完整潮流泥沙運(yùn)動(dòng)模型的建立，影響了泥 沙輸移規(guī)律和沖淤變化研究的進(jìn)展。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn) 項(xiàng)目“長(zhǎng)江口濱岸潮灘復(fù)雜環(huán)境條件下物質(zhì)循環(huán)研究”（批準(zhǔn)號(hào)： 40131020），選擇了長(zhǎng)江口崇明東灘敞開(kāi)型潮灘為研究對(duì)象，設(shè)置典 型斷面，在平靜天氣條件下，實(shí)測(cè)了水文要素，獲得了水位、流向、 流速、泥沙含量及粒徑等指標(biāo)4000多個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，著重對(duì)長(zhǎng)江口潮 灘水動(dòng)力過(guò)程、泥沙輸移規(guī)律及沖淤變化進(jìn)行研究。得到如下結(jié)論： 1.分析得到了潮灘不同部位水動(dòng)力基本特征：光灘水位漲潮和落潮 時(shí)間基本相等，而鹽沼前緣帶水位漲潮時(shí)間略短；光灘流速過(guò)程線(xiàn)在

3、 漲潮初和落潮末出現(xiàn)峰值，呈現(xiàn)“雙峰型”特征，鹽沼前緣帶僅在冬、 春季節(jié)呈現(xiàn)“雙峰型”，夏、秋季節(jié)落潮峰值消失，鹽沼帶四季呈現(xiàn)單峰特征，潮溝過(guò)程線(xiàn)為“雙峰型”；各測(cè)點(diǎn)流向均具回轉(zhuǎn)流特征，在高 水位時(shí)流向迅速改變，不存在明顯的憩流。灘面各測(cè)點(diǎn)的水位資料與 橫沙水文站同期資料具有一致性，為水文資料系列展延提供有利條 件。2.根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建了系列潮灘水動(dòng)力模型：1）水深預(yù)報(bào)模型， 以橫沙水文站為參證站，預(yù)報(bào)各測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)水深；2）流速模型，以最 大水深為參數(shù)，分別預(yù)測(cè)測(cè)點(diǎn)漲潮和落潮期間的最大流速、平均流速； 3）灘面測(cè)點(diǎn)垂岸流速模型，以瞬時(shí)水深為參數(shù)，預(yù)測(cè)瞬時(shí)流速，得到 各潮次流速過(guò)程線(xiàn)；4）總水通

4、量模型，以各潮次最大水深為參數(shù)，估 算大潮潮次的總水通量。經(jīng)過(guò)F檢驗(yàn)，模型2）的置信度優(yōu)于0.05,其 它都優(yōu)于0.01。各類(lèi)水動(dòng)力模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，與后期實(shí)測(cè)數(shù)華東帥范 人學(xué)博上學(xué)位論文摘要據(jù)吻合良好。3.潮灘懸沙濃度隨時(shí)間變化規(guī)律 與水動(dòng)力特征一致:光灘懸沙濃度在漲潮初和落潮末出現(xiàn)峰值，呈現(xiàn) “雙峰型，特征;欲沼前緣帶和潮溝冬、春季節(jié)呈現(xiàn)“雙峰型”，夏、秋季 節(jié)落潮末峰值沒(méi)有出現(xiàn)，呈現(xiàn)單峰特征;鹽沼帶四季呈現(xiàn)單峰特征。 潮灘懸沙濃度季節(jié)變化明顯，秋季最大，冬季最小，春夏兩季次之。 光灘和鹽沼前緣帶懸沙平均濃度相當(dāng)，而鹽沼僅為同期光灘和鹽沼前 緣帶的1/4左右。由于測(cè)點(diǎn)位置和泥沙來(lái)源不同，懸沙

5、時(shí)空分布存在 差異:潮灘懸沙濃度鹽沼前緣帶北側(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于南側(cè)，同期潮次中北側(cè) 平均鹽度高于南側(cè)7倍:冬、秋兩個(gè)季節(jié)北側(cè)懸沙濃度比南側(cè)大10多 倍。4.潮灘懸浮泥沙通量變化取決于水動(dòng)力特征，光灘在漲潮初和落 潮末都出現(xiàn)峰值，具有“雙峰型”特征，漲潮流從光灘向上傳遞時(shí)，沿 程通量有所下降:由于植物和歸槽水量的影響，落潮流從鹽沼流向光 灘的過(guò)程中，鹽沼和鹽沼前緣帶落潮末峰值不明顯。根據(jù)實(shí)測(cè)資料和 水動(dòng)力數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，建立了垂岸泥沙總通量湯模型和凈泥沙通 量縱模型，經(jīng)過(guò)F檢驗(yàn)，模型的置信度優(yōu)于0.01。模型顯示泥沙總通 量不僅與最大水深指數(shù)和平均流速等水動(dòng)力因子有關(guān)，還與泥沙濃度 有關(guān);凈泥沙通量不

6、僅與水動(dòng)力因子和泥沙濃度有關(guān)，還與優(yōu)勢(shì)流特 征有關(guān)。由于崇明東灘受漲潮優(yōu)勢(shì)流控制，從光灘到鹽沼優(yōu)勢(shì)流指數(shù) 從52.7%增加到84.0%，導(dǎo)致潮灘泥沙長(zhǎng)期凈向岸輸移。5.從各潮次 泥沙凈通量累積計(jì)算，分析得到潮灘沖淤變化，由泥沙輸移率的時(shí)間 積分獲得潮灘泥沙凈通量。參考國(guó)外有關(guān)潮位變率的研究成果，提出 了光灘泥沙輸移率模型和考慮植物影響的鹽沼泥沙輸移率模型，經(jīng)過(guò) F檢驗(yàn)，模型的置信度優(yōu)于0.01。模型顯示泥沙輸移率與潮位變率、 水動(dòng)力因子成正比，與灘面坡度成反比。按照772個(gè)潮次的泥沙凈通 量計(jì)算，潮灘各帶年淤積厚度分別為:光灘8.70耐a，鹽沼帶6.73c而 a，蘆葦帶1.30c而a;月淤積量

7、的季節(jié)變化分別為:光灘7月最大，達(dá) 1.86cm，n月沖淤平衡;鹽沼帶9月最大，為1.31cm，12月最小，為 0.06cm;蘆葦帶分布較均勻，8月最大，為0.13cm，l月最小，為0.07cm。 根據(jù)灘坡平衡原理，求出灘面各帶的淤漲速率，平均為100 120n 口 a，符合利用地形圖分析得到的結(jié)論。華東師范人學(xué)博士學(xué)位論文 摘要6.借鑒喬木生態(tài)價(jià)值評(píng)估方法，采用生物量相當(dāng)原則，分析了潮 灘生態(tài)價(jià)值，并估算了圍墾土地開(kāi)發(fā)的收入，顯示短期內(nèi)土地開(kāi)發(fā)收 入超過(guò)生態(tài)價(jià)值，但長(zhǎng)遠(yuǎn)期生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)大于圍墾開(kāi)發(fā)收入。目前，崇 明東灘已被圍墾到鹽沼外緣，直接導(dǎo)致潮灘生態(tài)價(jià)值降低。而潮灘牧論文發(fā)表坦家 牛將降低淤

8、漲速度17%,造成潮灘生態(tài)價(jià)值和土地收入雙重?fù)p失。通 過(guò)綜合計(jì)算，崇明東灘宜于20年后再進(jìn)行圍墾，一次得到30km2 土 地，這樣可以最大限度地保護(hù)潮灘的生態(tài)【關(guān)鍵詞】：潮灘水動(dòng)力泥 沙沖淤變化長(zhǎng)江口【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：博士【學(xué)位授予年份】：2004【分類(lèi)號(hào)】：P731.2【目錄】：摘要6-9Abstract9-131緒論13-181.1研究意義13-141.2研 究綜述14-161.3研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)16-182潮灘水動(dòng)力過(guò)程18-762.1 概述18-242.1.1研究區(qū)域與測(cè)點(diǎn)設(shè)置19-222.1.2測(cè)驗(yàn)方法22-242.2實(shí) 測(cè)數(shù)據(jù)分析24-432.2.1灘面

9、24-332.2.2潮溝33-372.2.3潮流優(yōu)勢(shì)流計(jì) 算37-432.3潮灘水深時(shí)空分布43-552.3.1水深時(shí)空分布43-492.3.2潮 灘水深相關(guān)分析49-552.4潮灘流速與水深關(guān)系分析55-682.4.1最大水 深和潮灘流速關(guān)系55-602.4.2垂岸潮流和水深關(guān)系分析60-682.5潮灘 單寬流量時(shí)空分布68-762.5.1單寬流量68-692.5.2單寬流量過(guò)程 69-763潮灘懸浮泥沙輸移過(guò)程76-1253.1概述76-793.2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)整理 和分析79-933.2.1灘面懸沙濃度79-863.2.2潮溝懸沙濃度86-903.2.3 懸沙濃度統(tǒng)計(jì)90-933.3懸沙濃度時(shí)

10、空分布93-1003.3.1南側(cè)剖面論文發(fā)表虧彖 93-943.3.2南北剖面94-953.3.3大小潮次95-983.3.4灘面和潮溝比較 98-1003.4“潮鋒作用”與懸沙濃度100-1043.4.1概述100-1013.4.2實(shí)測(cè) 潮鋒101-1023.4.3潮鋒對(duì)懸沙影響102-1043.5懸沙與流速關(guān)系 104-1103.5.1實(shí)測(cè)懸沙與流速104-1073.5.2懸沙濃度和流速分析 107-1103.6潮灘懸沙通量110-1253.6.1概述110-1123.6.2平均泥沙通 量和殘余泥沙通量計(jì)算112-1153.6.3泥沙通量與動(dòng)力因子關(guān)系115-1183.6.4垂岸泥沙通量計(jì)算118-1254潮灘沖淤變化125-1544.1概 述125-1264.2泥沙沖淤時(shí)空分布126-1304.3泥沙沖淤量月估算值 130-1394.3.1根據(jù)凈通量與最大水深關(guān)系估算泥沙月通量 130-1324.3.2根據(jù)泥沙輸移率估算泥沙月通量132-1384.3.3放牧對(duì)泥 沙通量影響138-1394.4潮灘沉積物淤積速率139-1424.5植物群落對(duì) 潮灘沖淤變化影響142-1504.5.1潮灘植物群落對(duì)水動(dòng)力過(guò)程影響 142-