近期长江口北槽河段河槽演变对人类活动的响应

利用多波束测深系统在2014年11月期间测量长江口北槽河段的河槽地貌形态,获取高精度的床面微地貌资料,结合北槽河槽底质资料和1979～2019年期间的海图水深数据分析近期北槽河段的河槽演变特征,探讨人类活动对北槽河槽演变的影响。结果表明:在人类活动的强烈干扰下,1979～2019年的40年期间,北槽河段(上段至口外段)以河槽侵蚀为主,净冲刷的泥沙体积达0.36×10~(8 )m~3,平均每年冲刷0.009×10~(8 )m~3,北槽河段水深增大可能加剧了盐水入侵;在流域大型工程尤其是三峡大坝的影响下,长江流域输送到河口的沙量持续减少,致使近期严重的河槽侵蚀发生北槽河段口外段;在深水航道治理工程的影响下,近期北槽河段(上段至下段)总体上呈现主槽侵蚀、两岸淤积和深水航道泥沙回淤严重的特征;北槽床面上存在着常见床面微地貌形态(平滑床底、沙波和冲沟)和人为强干扰下的床面形态(疏浚痕、凹坑和洼地);在北槽中段和下段发育的沙波的波长的均值分别为39.41和11.11 m,波高均值分别为0.48和0.33 m,与沙波有关的河槽糙率(Ks)的值分别是0.14和0.19,且此次观测到的小范围沙波为首次在北槽河段(长江河口最大浑浊带)观测到的沙波微地貌。     

近期长江张家洲南水道强冲刷机理与趋势分析

2016年9月利用多波束测深仪调查了张家洲河段河床微地貌的高分辨率形态与分布特征，结合1998年和2013年水下地形资料，分析了三峡截流以来该河段河槽的冲淤变化与演变趋势。结果表明：（1）张家洲河段整体呈冲刷状态，净冲刷量17.2×10.6 m³。其中，张家洲南水道是强冲刷区，最大冲刷深度约9 m；（2）河槽表层沉积物中值粒径为149.1~226.3 μm，与历史资料相比呈粗化趋势；（3）张家洲河段约82.9％的主航道发育了沙波，约14.0％的主航道发育了冲刷坑与冲刷槽，平床地形仅占3.1％。流域来沙量减少是张家洲河段整体冲刷的主要原因，而河流控制工程稳定了河势，迫使水流归槽，加剧了张家洲南水道的冲刷。随着流域来沙量持续减少，张家洲南水道主航道有可能进一步冲刷     

依托北槽、建设长江口亚三角洲体系——关于长江流域开发龙头新基地的战略构想

当前正处于向长江口发展的最好时机。随着长江口深水航道整治工程的开展，长江口水流复杂、河势易变的局面正在改变，加之长江口越江通道的建成通车，在长江口外形成超深水泊位及超深水航道的条件已渐趋成熟。利用长江口外-15 m以深的天然水深建设海上人工岛，就可达到-20 m以深的航道水深，打造河口深水大港，使之成为长江流域水水中转、海陆联运的桥头堡；而整治、疏浚工程所产生的大量泥沙，又为促使横沙东滩及其邻近沙洲加快成陆创造了条件。通过疏浚、促淤、造陆的三位一体，预计可在未来20 a间长江口南港与北港之间、北槽主航道两侧形成500多km²的河口岛群，发育塑造成为长江河口的亚三角洲体系.     

长江口横沙附近河势变化与可利用港航资源分析

以1998/1999年长江流域洪水后奠定的河口河势为参照，利用四期大比例尺海图，数字化分析了1998/1999～2011年长江口北港河势与横沙东滩演变，讨论了北港和横沙东滩受河口重大工程影响产生的新变化。结果表明：青草沙水库工程稳定了北港河势；依托深水航道导堤工程和圈围工程，横沙东滩快速淤长，至2011年，-2 m、-5 m以上面积分别达到304 km2、522 km2，扣除深水航道坝田区面积，还有237 km2、450 km2；围绕横沙岛和横沙东滩，北岸可利用-10 m岸线达到16 km，在未来的7~23 a，可为上海的发展提供大量的新增岸线资源和土地资源。横沙北靠北港，南依长江口深水航道，东临东海；吹填成陆的横沙东滩土地资源丰富，经济地理位置优越，使得在横沙建设上海新港区成为可能     

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     

长江河口北槽浮泥消长过程的现场观测

2000年8月21－24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,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7．23μm,小于4μm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0．20m左右,寻常潮落憩浮泥厚为0．73m,涨憩为0．53m,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,若遇盐水入侵,便有利于浮泥充分发育;北槽浮泥容重均较小（γs＜1．25t/m^3）,而且活动性较大,对适航水深没有明显影响作用。     

长江口滩涂地形冲淤分析研究

为获得长江口滩涂地形的冲淤演变规律，运用GIS的数据处理与空间分析功能，提出了基于分区的冲淤量时间序列分析、冲淤量与上游来沙量相关分析、沙洲质心推移分析、典型断面分析的滩涂地形综合分析方法，即以滩涂分区和江心沙洲为对象、分时段定量研究冲淤变化的方法。在对全系列实测滩涂地形资料逐年分析的基础上，对长江口滩涂地形进行分区域的冲淤分析，并选取1991、2001和2008年3个代表年份，研究了长江南支上段主要沙洲地形演变规律。总体上，崇明东滩、长江南支、长江南港、长江北港、南汇东滩、九段沙近期冲刷大于淤积，而崇明北沿、横沙东滩以淤积为主，长江南支冲刷作用明显，江心沙洲往东南方向推移，分析表明长江入海泥沙年输移量以及年均含沙量变化是造成长江口江心沙洲冲淤演变的重要因素之一。     

近期长江口南北槽分流口河段悬沙输运机制研究

针对近期长江口南北槽分流口地区出现新的河床冲淤演变情况,对分流口河道尤其北槽入口河段多次实测水文结果进行分析,探讨了分流口河道悬沙输运机制。〖JP2〗通过引入输沙机制影响强度尺度参数,得到悬沙输运机制的数学表达形式,并进一步探讨了北槽入口河道产生淤积的原因。结果表明：(1)北槽分流口存在三级输沙机制,且不同输沙机制项在近口段、口中段和口内段各段中影响程度也不相同;(2)分流口泥沙来源于南港河段,在向“南港-北槽”输运过程中,一部分泥沙受到分流潜堤拦截,落淤在潜堤北侧造成九段沙沙头持续淤长;(3)悬沙在口中段受两项输沙机制的共同控制下,跨跃航槽,横向输运。并在输移过程中落淤,最终形成北槽入口局部区域的持续淤积     

长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系

为了研究河口前缘沙洲演变过程与流域入海泥沙要素关系，建立了长江口前缘沙洲面积冲淤速率和流域入海泥沙要素关系曲线，并预测沙洲发展趋势。结果表明：长江河口前缘沙洲1958~1989年-5 m以浅面积表现为淤涨，1989~2000年为淤涨和侵蚀交替变化，但幅度较小，自2000年起为冲刷趋势发展，这一过程伴随流域入海泥沙量和含沙量的减少而产生。同时沙洲面积的锐减过程中存在临界泥沙要素条件，并建立了相应的经验曲线，当沙洲面积冲刷和淤涨达到平衡时，临界入海沙量和含沙量临界值分别为283×10⁸t/a，0318 kg/m3。依据以往三峡水库蓄水后入海沙量预测数据，三峡水库蓄水后60 a左右前缘沙洲-5 m以浅面积将侵蚀到1958年水平，其后沙洲面积增加趋势，面积逐渐恢复。2003~2011年长江流域入海泥沙量小于三峡水库蓄水前的预测数值，沙洲面积的冲刷趋势将加剧，应引起有关机构和部门重视     

长江口南港北槽河床底质时空分布特征分析

在前人研究及大量长时间、连续、大范围河床底质现场采样资料的基础上,对长江口南港北槽河床底质时空分布特征进行了初步分析,并从河床底质的角度对长江口深水航道回淤物质来源进行了初步的探讨。研究表明:长江口河床质具有总体较细、上粗下细以及时空分布不均匀等特点;南港北槽河床质的变化与风浪掀沙、底沙过境、洪枯季变化等因素有关;南港段河床质季节性变化大于北槽;南港河段河床底质有细化的趋势;长江口深水航道回淤物质偏粗且与周边河床质组成相近,航道回淤应关注滩槽泥沙以近底高含沙水流方式的交换。     

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。     

荆江河段4次裁弯后干流河道调整研究

1949~1979年长江中游的荆江河段共发生4次裁弯，包括2次自然裁弯（碾子湾和沙滩子）和2次人工裁弯（中洲子和上车湾），裁弯后上下游的河床和河势发生显著调整。基于实测水文资料和遥感影像（1955~2016年），计算2次人工裁弯后新河道的冲刷量，并验证老河道的淤积量，分析裁弯后4个牛轭湖的发展过程与现状，并指出荆江4个牛轭湖的快速衰退主要受当地人类活动影响。荆江河段的裁弯增加了河床比降，引起水流功率的调整，促使河床长期冲刷下切和床沙粗化。荆江4次裁弯完成后，直至1990年代荆江河床才基本达到冲淤平衡，且下荆江略有淤积。 关键词： 长江中游；弯曲河道；裁弯；冲刷；水流功率；牛轭湖     

长江下游铁板洲洲头冲淤变化规律

长江下游是典型的分汊型河道，其江心洲的洲头正面临清水冲刷蚀退的严峻形势，如大通河段的铁板洲。基于大通水文站年均水沙数据（1956~2014年），选取铁板洲的遥感影像（1998~2016年）和实测地形数据（2004~2011年），并采用MIKE21 FM模拟铁板洲河段的水动力变化，分析近20年大通站年际及年内水沙变化、铁板洲的形态变化、洲头冲淤变化及主控因素。2003年后长江下游年均径流量变化较小，年均输沙量比2003年之前锐减67.4%。铁板洲受到低含沙水流的冲刷，洲头显著蚀退，其体积从163.57万m3（2004年）萎缩至68.84万m3（2011年），且年均蚀退率由8.88%（2004~2008年）增至11.57%（2008~2011年）。水动力模拟表明来流量增大对洲头的冲刷作用更加剧烈，即铁板洲在洪水期受到的冲刷大于枯水期。由于洲头的逆坡和阻挡作用，铁板洲洲头上游沿程流速不断减小并在洲头前缘岸边急剧降至零，最大流速出现在洲头左侧，使得其左侧成为主要蚀退区。     

长江口拦门沙河槽季节性冲淤的主控因子探讨

根据长江口南槽3a中的23次地形实测资料,揭示拦门沙航道的季节性冲淤规律及其主要影响因子,并利用所获得的经验关系对入海水沙特征年份及洪水、风暴迭加情况下河床的冲淤幅度进行了预报,结果表明：拦门沙航槽的季节性冲淤变化主要受洪水和风暴控制,在不受风暴干扰的前提下,河槽纵向上各点的水深同大通站径流量之间存在负相关关系,相关性以径流同落后1-2月的地形之间的关系为最好;随着向海距离增大,这种“滞后”时间有延长趋势,正常年份径流引起的洪枯季最大冲淤幅度约为0.6-0.7m量级,特枯水（沙）年和特丰水（沙）年引起的洪枯季最大冲淤幅度估计分别为0.4-0.5m和0.9-1.0m量级,十年一遇的风暴引起约0.4m的淤积。苦特丰水（沙）年洪水和百年一遇的强台风碰头,拦门沙河床的洪枯季冲淤幅度可能达1.5m左右量级。