长江口南北支水沙特性观测研究

利用2009和2010年洪枯季、大小潮长江口南北支长时间序列的水沙盐观测资料,系统分析了近期南北支的水沙盐时空分布特征及南北支之间的关系,探讨了北支水沙盐倒灌,特别是泥沙倒灌对南支水域悬沙浓度的影响。分析结果表明:北支盐度和悬沙浓度年际、季节性及大小潮差异明显,一般大潮大于小潮,枯季大于洪季,平水年大于丰水年;南支受径流影响大,悬沙浓度均值在0.2kg/m3左右,盐度在0.25‰左右,南支悬沙浓度和盐度的大小均较北支小一个量级,其变化较北支复杂,尤其是在落潮时段盐度和悬沙浓度短时间内明显增加。北支作为河口唯一受潮汐控制的分支,水沙盐倒灌南支,倒灌期间南支悬沙浓度增加,洪季大潮有微弱沙量倒灌,悬沙浓度有0.05kg/m3的增幅,枯季大潮泥沙倒灌尤甚,南支悬沙浓度长时间维持在0.25kg/m3左右,最高可达0.62kg/m3。如上游径流量减小显著,则北支泥沙和盐水倒灌对南支的影响会增大。     

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。     

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。     

长江河口细颗粒泥沙絮凝体粒径的谱分析

2003年6月利用现场激光粒度仪（LISST 100）在不扰动的情况下,获取了长江口徐六泾处悬浮细颗粒泥沙絮凝体的现场粒径系列资料,应用谱分析方法研究了絮凝体粒径在大小潮、表底层的变化规律。分析表明,长江口徐六泾处细颗粒泥沙絮凝体粒径存在着明显的变化周期：大潮表层存在7.86 h,3.93 h和2.95 h的变化周期;小潮表层存在8.38 h和3.14 h的变化周期;大潮底层存在3.33 h和1.19 h的变化周期。研究认为长江口涨落潮的周期性变化对徐六泾的絮凝体粒径有影响。涨落潮的周期性变化导致流速的周期性变化,流速的周期性变化引起水流紊动剪切力的周期性变化,周期性变化的水流紊动剪切力作用于絮凝体,从而导致絮凝体粒径的变化周期和涨落潮流历时的周期相近。[HJ1]     

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     

长江口徐六泾水沙过程对流域的响应研究

以长江口徐六泾断面2009年实测水沙数据为基础，分析了其水沙特征，重点研究了三峡蓄水及长江流域旱情对徐六泾节点径流、潮位和泥沙过程的影响。结果表明：观测期间寸滩站以上流域来水减少、三峡蓄水和中下游干旱共同导致进入河口的径流量减少，各自造成的影响权重分别为38%、13%和49%。与蓄水前相比，蓄水期间徐六泾涨潮历时增加05 h，落潮历时减少05 h，潮差增大约04 m；涨潮平均流速增加35%~126%，落潮平均流速浅滩处基本不变，而深槽处减幅约为22%；蓄水期间涨落潮历时、流速流向等特征由不对称趋于较对称，说明徐六泾的水动力特征对径流减少的响应敏感。伴随径流减少，徐六泾含沙量由蓄水前的0129 kg/m3大幅下降至蓄水期间的0052 3 kg/m3，悬沙中值粒径则由3 μm增大到5 μm。综合得知进入河口徐六泾断面的水沙过程受到流域人类活动和自然条件改变的双重影响     

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。     

半月周期的潮汐对滨海湿地土壤理化性质的影响

周期性的潮汐是滨海湿地重要的水文特征,为了探讨潮汐的半月周期(包括小潮期和大潮期)对土壤理化性质的影响及可能的机制,于2009年7月中下旬测定了长江口崇明东滩湿地土壤理化性质在小潮期和大潮期交替周期内的变化规律。结果表明,与小潮期相比,由于频繁的潮水淹没,大潮期0～5 cm土壤含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:44.8%、18.5%、10.9%和14.3%,5～10 cm含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:19.2%、9.8%、12.6%和16.2%,10～20 cm则依次为:5.6%、6.1%、2.5%和7.3%。大潮期,从低潮滩向高潮滩增加的盐度依次为0.18、0.13、0.10和0.09 ms·cm^-1,增加的硫酸盐依次为0.32、0.21、0.16、0.13 mg·g^-1。与小潮期相比,大潮期氧化还原电位(Eh)显著降低;土壤容重、pH、可溶性有机碳和可溶性氮在大小潮期间无明显差异。此外,在潮汐的半月周期内,低潮滩土壤比高潮滩有更高淹水频率和更长淹水时间,受潮水的影响更明显,大潮期低潮滩土壤含水量、盐度和硫酸盐的增加幅度大于高潮滩,低潮滩土壤Eh降低幅度则小于高潮滩。半月周期的潮汐可以显著影响滨海湿地的部分土壤理化性质,且不同潮位的土壤性质对潮汐的响应程度不同,进而可能会对湿地植物生长和相关生态过程起到重要的调控作用。     

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。     

Hydrodynamics of the Segara Anakan lagoon

A hydrodynamic field study of the Segara Anakan lagoon combined with a reconstruction of the recorded data using a three-dimensional numerical model provides insights into the processes driving the hydrodynamics of the lagoon. This includes bathymetry, quantification of water volume fluxes with ADCP measurements, sea level recordings, salinity measurements, water budget and numerical model results for the periods of the field studies. Salinity measurements at the Klaces village show a complete flushing of the western lagoon during neap tide in the rainy season, which is assumed to increase the sedimentation. Mean salinities of the western part are in the order of 10 and 21 g/kg, while the eastern part has a larger mean salinity of 27 and 32 g/kg for the rainy and dry season, respectively. A numerical sensitivity study shows a relationship between the Citanduy discharge and the nett water volume transport between the eastern and western part of Segara Anakan. A nett transport to the west, which differs from neap to spring tides, turns to zero when Citanduy discharges are between 300 and 400 m³/s. The flushing time of the lagoon depends on the monsoon season and is about 1–3 days at the western outlet and increases to 12 days in the central parts.     

Estimating sediment and caesium-137 fluxes in the Ribble Estuary through time-series airborne remote sensing

High spatial and temporal resolution airborne imagery were acquired for the Ribble Estuary, North West England in 1997 and 2003, to assess the application of time-series airborne remote sensing to quantify total suspended sediment and radionuclide fluxes during a flood and ebb tide sequence. Concomitant measurements of suspended particulate matter (SPM) and water column turbidity were obtained during the time-series image acquisition for the flood and ebb tide sequence on the 17th July 2003 to verify the assumption of a vertically well mixed estuary and thus justifying the vertical extrapolation of spatially integrated estimate of surface SPM. The ¹³⁷Cs activity concentrations were calculated from a relatively stable relationship between SPM and ¹³⁷Cs for the Ribble Estuary. Total estuary wide budgets of sediment and ¹³⁷Cs were obtained by combining the image-derived estimates of surface SPM and ¹³⁷Cs with estimates of water volume from a two-dimensional hydrodynamic model (VERSE) developed for the Ribble Estuary. These indicate that around 10,000 tonnes of sediment and 2.72 GBq of ¹³⁷Cs were deposited over the tidal sequence monitored in July 2003. This compared favourably with bed height elevation change estimated from field work. An uncertainty analysis on the total sediment and ¹³⁷Cs flux yielded a total budget of the order of 40% on the final estimate. The results represent a novel approach to providing a spatially integrated estimate of the total net sediment and radionuclide flux in an intertidal environment over a flood and ebb tide sequence.     

基于MODIS的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演

监测和预报悬浮泥沙浓度的沿程分布和时间变化,无论是对于河流水利工程还是河流生态和环境保护都具有重要意义。卫星遥感反演同步性好、速度快、周期短,可以实时和全面地观测大尺度悬浮泥沙分布。旨在建立基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演模型, 并利用建立的模型反演2002~2009 年长江中游河段丰水期的悬浮泥沙浓度, 分析其在时间和空间上的变化特征。研究揭示,MODIS Terra 影像红波段与悬浮泥沙浓度具有显著的相关性（R2=0877,n=125,RMSE=4057 mg/L）,可以用于长江中游丰水期悬浮泥沙浓度的反演。长江三峡工程经历三次蓄水,坝下游宜昌至汉口段悬浮泥沙含量显著减少,荆江河段、洞庭湖及城陵矶至武汉江段下降最为显著。洞庭湖来水来沙是长江中游城陵矶以下江段主要的悬浮泥沙来源之一,从预测结果可知,洞庭湖来水在城陵矶汇入长江后与江水混合以至形成数十公里的混合带,至洪湖以下江段逐渐混合均匀