长江口北港上段河道枯季悬沙浓度垂向分布特征研究

基于2018年4月15日至4月24日在长江口北港主槽大小潮连续10天的定点水文泥沙观测资料，对枯季期间北港上段河道悬沙浓度的垂线分布特征进行了研究。结果表明：研究区域的悬沙浓度较低，大小潮平均值仅为0.17 kg/m3，悬沙浓度具有大潮显著高于小潮，涨落潮平均浓度接近的特点；水动力则具有大潮明显强于小潮、落潮明显强于涨潮的特点；观测期间的盐度值很低，平均值仅为0.16 psu，盐度的大小潮变化、涨落潮变化以及垂向变化都非常小，盐度密度分层对悬沙剖面影响微弱。在这种动力、泥沙和盐度环境下，大潮期间的悬沙剖面主要为斜线型和指数型；小潮期间的悬沙剖面有斜线型、垂线型和指数型，其中以斜线型占主导。通过Rouse公式拟合发现，大部分的实测悬沙剖面较符合Rouse公式，根据该公式计算得到的悬沙沉降速度介于0.36~2.89 mm/s。Soulsby公式能够对实测的斜线型和垂线型悬沙剖面进行较准确预测，平均误差控制在10%以内。     

近期长江口南支河道洪季含沙量时间变化及床沙再悬浮研究

基于2011年洪季在南支河道从小潮至大潮连续8天现场定点观测所获得水沙观测数据(包括潮流、悬沙浓度、悬沙粒度和表层沉积物样品),通过对悬沙浓度、悬沙粒度和沉积物在不同时刻的组成分析,以及流速、悬沙和底床切应力的相互影响分析,对长江河口南支河道悬沙随时间变化特性和河床沙再悬浮作用进行了研究。结果表明:观测期间南支主槽下段落潮水动力强于涨潮;落潮悬沙浓度高于涨潮,并由小潮至大潮逐渐增加;落潮悬沙粒径粗于涨潮,并随小潮至大潮不断粗化;河床沉积物颗粒较粗,细砂类组成达到90%以上;流速、悬沙及底床切应力之间存在显著相关性;河床泥沙再悬浮强度较强,其量值有限。而近期研究区域悬沙浓度和水沙关系发生变化,与流域来沙出现锐减有关。     

基于实测资料的长江河口南支河段盐水入侵规律分析

为对长江口南支河段盐水入侵规律有清晰的认识，在梳理、总结以往研究成果的基础上，通过对历年咸潮及氯度实测资料的分析，对长江口南支河段盐水入侵的规律进行了较为全面系统的分析研究。研究表明：北支盐水倒灌是长江口南支河段盐水入侵的主要来源；在研究水域，枯季大潮期氯度的沿程分布表现为两头高、中间低的“马鞍形”形式，枯季中潮期则为“高 低 高 低 高”的复杂的“W”形的分布形式；受外海潮汐和上游径流的综合作用，由大潮到中潮，倒灌盐水团在下移过程中，氯度的沿程分布形式发生了变异；近期盐水入侵的程度有加剧的趋势；研究水域2～3月盐水入侵最严重，在这段时间内盐水入侵超标次数多、历时长；当大通流量小于20 000 m3/s时，就可能发生明显的北支盐水倒灌南支现象；盐水入侵程度跟大通流量和潮汐强度密切相关；大通流量越大，盐水入侵程度越低；潮差越大，盐水入侵程度越高     

长江口南槽中段枯季水沙输运特征研究

根据2015年1月7日至14日在长江口南槽中段主槽内获得的流速和悬沙观测资料,运用机制分解法分析了从大潮到小潮连续变化过程中南槽中段的水沙输运机制,通过小波分析方法探讨了悬沙浓度和流速的周期性对悬沙输运的影响。研究结果表明:(1)在一个大小潮周期过程中各潮周期的单宽净输水以向海为主,斯托克斯余流和欧拉余流的强度由大潮到小潮呈减小趋势;(2)各潮周期的单宽净输沙以向陆为主,与净输水方向相反,输沙强度从大潮至小潮呈现"小-大-小"的变化特征,该特征的产生与潮泵效应输沙的剧烈潮周期变化有关,平流输沙、潮泵效应输沙与垂向净环流输沙项是影响潮周期净输沙的主要成分;(3)小波分析表明,悬沙浓度和流速具有多个时间周期的变化,它们与水位的联合作用导致瞬时输沙率具有2个明显的时间周期变化。     

2006年特大枯水期间长江中下游河床沙与悬沙沿程变化特征

基于2006年10月长江中下游沿程不同断面的河床沙、悬沙以及流速等相关水文泥沙现场观测资料,采用数理统计学与泥沙运动力学相结合的方法,对极端气候与流域重大工程作用下,长江中下游水沙的沿程变化以及悬沙与河床沙交换等进行分析.流量自宜昌向下游方向总的趋势是沿程增大,观测时段与多年同期平均流量(33 500 m3/s)相比少了近57%,而在沙市河段流速最大值达1.1 m/s;近底层水体含沙量较低,平均值为0.079 kg/m3,与多年平均(50年)含沙量相比减少了90%.大通站实测悬沙含量与多年10月平均相比减少了近86%;河床沙组成以细砂和中砂为主,悬沙组成以粘土和粉砂类为主.与多年平均值相比,河床沙变化并不大,悬沙显著细化.中游河段河床沙中略细的粘土和细粉砂组分含量较上下游为多,而悬沙中略粗的中粗粉砂组分含量较上下游为多,断面垂向差异大;同时,从水流、含沙量、河床沙和悬沙颗粒组成及河道类型等多因素同步分析,表明长江中游河道泥沙交换相对频繁,河床稳定性相对较差,下游河道泥沙交换相对较少,河床稳定性相对较好.     

基于机制分解法长江口南汇潮滩悬移质泥沙通量研究

基于实测资料以长江河口南汇潮滩为例，对传统机制分解法进行改进，将机制分解计算中的含沙量项按悬沙粒径进行分组处理，分为63～250、16～63、4～16、05～4 μm 4个粒径组，对各粒径组泥沙的净输移通量分别进行机制分解计算，分析不同粒径组泥沙的各机制分解项对悬沙净输移通量的贡献。研究表明不同粒级的泥沙其控制输沙的潮滩动力因子不同。相当于粘土类（0.5～3.9 μm）和细粉砂类（3.9～16 μm）粒级的悬移质泥沙，平均流项T1+T2及潮泵项T3+T4+T5对其输移起控制作用；相当于粗粉砂类（16～62.5 μm）和细砂类（62.5～250 μm）粒级的悬移质泥沙，潮泵项T3～T5、潮振荡项T6～T8起控制作用。同时，对不同水深条件下同粒级悬沙净输移通量的机制分解项的比较，当悬沙输移过程由深水进入浅水时，潮泵项的贡献急剧减小，且不受大小潮汛、悬沙颗粒粒级粗细的影响     

长江口北支综合整治与开发思路探讨

近期长江口北支河势的不利发展已严重制约了沿岸地区社会经济的发展,合理确定北支的开发目标和整治思路已十分迫切。根据北支河势演变特征、趋势、整治方案的初步研究,提出长江北支综合整治目标为3个方面:减轻或消除北支咸潮倒灌南支,为南、北支淡水资源开发利用创造有利条件;逐步改善北支的航运条件,让昔日黄金水道重焕活力;延缓北支的自然淤积,在一定时期内维持北支引排水功能。借鉴钱塘江河口治理经验,同时考虑北支特点,要达到北支综合整治目标现阶段比较可行的是缩窄方案,具体来说,需实施上中下联动整治。     

MERIS卫星数据定量反演长江河口的悬沙浓度

悬浮泥沙浓度是描述水质的重要参数，获取其空间和时间上的分布，有助于水环境监测及泥沙输运观测。首先介绍了欧空局（ESA）发射的ENVISAT上携带的中分辨率成像光谱仪（MERIS）基本特点，其数据较SeaWiFS、MODIS在水色波段设置和灵敏度上具有一定优势，然而在我国高浑浊河口如长江口，MERIS二级产品如离水辐射率和总悬浮物浓度的反演结果与实测数据有较大的偏差。故直接利用其一级数据即传感器接收到的辐射率，采用基于辐射传输模型的MODTRAN算法进行大气校正以获得水表遥感反射率。应用遥感反射率与悬沙浓度的关系模型，反演了2005年夏季三个寻常潮（7月30日、8月3日、8月9日）悬沙浓度。通过对反演结果与实测数据进行分析，得出反演偏差可由二级产品90%相对误差降低到53%左右。最后给出了2005年8月15日、9月16日悬沙浓度分布图，通过分析得出利用MERIS数据反演高浑浊河口悬沙浓度是可行的.     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源 ,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外 ,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式 ,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律 ,由于北支倒灌咸水团的影响 ,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近。通过修建边滩水库 ,达到控制引水时间、避咸蓄淡的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题 ,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型 +Markov模型等方法推算 ,几种方法相互印证 ,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水 ,蓄淡水保质” ,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验 ,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

长江河口北槽浮泥消长过程的现场观测

2 0 0 0年 8月 2 1～ 2 4日 (小潮汛 )和 9月 3～ 6日 (派比安台风过后 ,寻常潮 )在长江河口北槽下段通海航槽中进行定点观测浮泥潮周期变化过程及影响要素 ,本文对这些现场观测资料进行了描述和综合分析。长江河口北槽浮泥由细颗粒粘粒泥沙组成 ,中值粒径为 7.2 3μm ,小于 4 μm极细颗粒泥沙占 32 .7% ;浮泥的发育和运动存在明显的大小潮和涨落潮周期和风暴潮变化规律 ,实测小潮落憩浮泥厚为 0 .96m ,涨憩为 0 .78m ,涨急为 0 .2 0m左右 ,寻常潮落憩浮泥厚为 0 .73m ,涨憩为0 .5 3m ,涨急为 0 .17m左右。若遇小潮汛大风 ,因水位低 ,流速小 ,风浪对潮滩冲刷强 ,带入河槽泥沙多 ,河槽浮泥发育良好 ,反之 (大潮 )浮泥发育差。可见 ,北槽浮泥形成、发育和消失与泥沙来源、水流速等因素有关 ,若遇盐水楔入侵 ,更有利于浮泥充分发育 ;北槽浮泥容重均较小 (γs <1.2 5t/m3) ,而且活动性较大 ,对适航水深没有明显影响作用     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律,由于北支倒灌咸水团的影响,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近,通过修建边滩水库,达到控制引水时间、避咸蓄谈的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型＋Markov模型等方法推算,几种方法相互印证,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水,蓄淡水保质”,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

近15年来长江口控制站徐六泾悬沙变化特征研究

基于近15年的实测数据，分析给出了长江河口控制站徐六泾悬沙浓度和组成的变化特性。研究表明：徐六泾站多年平均表层（2003～2017年）、中层和底层（2010～2017年）含沙量分别为0.07、0.07和0.13 g/L；表层（2004～2017年）、中层和底层（2009～2017年）的中值粒径分别为7.3、9.4和11.0 μm。研究期间，年平均含沙量呈显著下降趋势，洪季较枯季降幅更明显。其中2015～2017年均洪枯季表层含沙量较2003～2005年均值分别降低了57%和20%；表层含沙量在2008年出现明显降低的拐点，2008年之后的洪枯季表层含沙量较之前分别降低56%和44%。悬沙粒度具有一定的波动变化，但没有显著趋势性变化特征，或与样本数量限制和流域内人类活动有关。     

长江口潮间带湿地涨退潮期N2O的排放通量研究

随着河口区接收上游人为氮排放量的增加,为这一区域氧化亚氮（N2O）的排放增加了很大不确定性。选择长江河口潮间带湿地为研究对象,分别采用原位静态箱法和静态顶空法,从2011年1月至12月对长江口沉积物 大气界面以及涨潮水 大气界面的N2O排放通量进行了为期一年的现场观测和研究。研究结果表明,沉积物 大气界面N2O通量有着显著的时空差异。N2O排放通量在日变化以及季节变化上都表现出明显的源汇转变,就年平均排放通量,光滩带沉积物 大气界面达到了599 μgN2O/(m2〖DK〗·h),而海三棱藨草盐沼带与大气间N2O交换则十分微弱,为060 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。对长江口涨退潮期光滩和草滩上覆水体 大气界面N2O排放通量的研究表明,长江口涨退潮期在夏季和秋季,无论是光滩还是草滩均表现为大气N2O的稳定排放源,其中夏季平均253 μgN2O/(m2〖DK〗·h),秋季平均排放通量为207 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。作为河口区上游排放氮素的直接接收者,和沉积物 大气界面N2O排放相比,长江口涨潮水 大气界面N2O排放稳定而又显著,是长江口N2O排放的主要贡献者,应成为这一区域N2O排放的关注热点     

湖南省四水流域水沙周期特征及其影响因素分析

采用复小波变换和M K非参数检验的方法分析了湖南省四水流域主要控制站1951~2011年径流量与输沙量周期规律和突变特征。结果表明：(1)湖南四水径流量存在多个波动增加和波动减少的波动变化现象，但无显著变化趋势；而输沙量虽然有一定的波动，但总体上呈波动减少变化态势，而且下降趋势较显著;(2)湘潭站、桃江站和桃源站径流量和输沙量存在20~25 a的第一主周期，而石门站径流量和输沙量的第一主周期不具有一致性，径流量主周期为2 a，输沙量主周期为13 a，但其径流量和输沙量第二、三主周期变化规律相吻合，均为3~5 a的周期;(3)大量的水利工程建设是导致输沙量减少的主要原因，径流量的变化与降水的变化规律较为一致     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月，每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样，分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量，研究它们的季节变化特征，并计算出相应的输送通量。结果显示，水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon，POC）含量在034~092 mg/L，黑碳（Black carbon，BC）含量在0035~0096 mg/L；POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material，TSM）含量有显著的正相关，但POC％随着TSM浓度的增加而减小；此外，水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr，BC通量为277×105 t/yr，且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%