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。     

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。     

东线南水北调工程对长江口咸水入侵影响及对策

南水北调工程是长江流域继三峡工程后的又一重大工程，工程建成后对长江河口的环境与生态有何影响以及影响程度如何是众所关注的一个重要问题。南水北调是大规模的跨流域调水，有东，中，西线三种方案，它建成后必将对长江口的自然环境产生影响，这种影响可能涉及径流，泥沙，咸水入侵，岸滩冲淤，航道，水产，渔业和生态环境等诸多方面。根据有关初步设计资料及长江河口的流量和盐度等实测资料，用统计的方法对东线南水北调调水500，700和1000m^3/s后对长江口咸水入侵的影响进行了初步预测。为了减少其不利影响，还提出了采取加快实施北支整治工程，尽快建造新的避咸蓄淡水库，确定调水的控制流量和三峡工程提前蓄水等措施，供南水北调工程决策和设计部门参考。若参采取这些措施，南水北调对咸水入侵造成的负面影响是可以缓解或抵消的。     

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。     

长江口北支水域生态环境因子的周年变化

2010年10月~2011年9月在长江口北支设5个采样点,按月份采集水样品,对水环境因子的周年变化规律及环境因子的相互关系进行分析。相关性分析结果显示:温度与盐度极显著负相关,叶绿素a与悬浮物和浊度极显著正相关,亚硝态氮、铵态氮、总氮与总磷两两之间极显著正相关。长江口北支盐度周年呈现"上升-平稳-下降-上升"的变化,其中2010年咸潮入侵的提前主要受三峡工程于当年9月开展蓄水所影响,而后盐度的"平稳"则可能由三峡工程在枯水期下泄量的增加所维持。北支各营养盐指标峰值均出现在当年6~8月,长江径流所携带的营养盐和浮游动植物的生长繁殖对营养盐的需求则是导致北支硝态氮、亚硝态氮和铵态氮等变化的主要原因,盐度是影响营养盐分布的重要因素。     

长江流域发展对长江口水域功能开发的影响

长江口水域是上海市重要水源地,同时兼具工农业取水、通航、纳污、围垦等多种功能,长江口已成为上海市建设世界级城市的重要支撑之一,其水资源的开发、利用和保护已成为人们关注的焦点。重点分析了随着长江流域社会经济的发展,流域水旱灾害、水土流失、污染物排放、大型水利工程建设等因素对长江口水域功能的影响,提出长江口现状过境水资源量为9335×108m3/a,上海市最大可开发利用的资源量约在3680×108m3/a;长江口水域水质基本符合II类标准,但近岸水域的污染不容忽视;长江口咸潮入侵成为长江口水资源利用的最大障碍,每年长江口的氯化物超标天数在45d;长江流域的来沙量有减少的趋势,多年平均输沙量为4.35×108t。最后,就河口水域功能开发提出了相关对策建议。     

三峡水库蓄水前长江口生态与环境

长江三峡工程举世瞩目,引起国内外各方面极大关注。河口是大河的末端,是淡水和海水交汇的水域,所以环境因子复杂多变。河口的许多重要理化特征和生物特征都具有其特殊性,使河口生态环境形成一个结构复杂、功能独特的生态系统,该系统表现为既脆弱又敏感。在长江干流上兴建巨大的水利枢纽工程,其生态环境效应除了在库区及中、下游外,必然也会涉及到河口甚至邻近海域。为探讨三峡工程对长江河口生态环境的影响,于1998~2001年对长江口及其临近水域展开综合调查。根据调查数据,结合历史资料对三峡水库蓄水前的长江口及邻近海域水文物理、沉积环境、水化学、初级生产力、浮游生物、底栖生物和渔业资源进行了全面分析,并进一步阐明了长江口生态环境与长江入海径流量间的关系;提供了三峡水库蓄水前长江口生态与环境的基础资料,对长江口生态系统健康度作出评价,为长江口生态环境保护与可持续发展奠定了良好的基础。     

潮汐河口水库型饮用水水源地保护区划分技术方法

长江口作为上海重要水源地,至今还没有依法划定水源保护区。目前国内的饮用水水源地保护区划分技术方法在潮汐河口水域应用时存在科学性差、适用性不强等问题。对国内外饮用水水源地保护区的划分方法进行了调研;研究了河口潮汐往复流特征、水污染排放、水环境特点,明确了河口水源库水质净化和防范突发污染事故风险的要求,提出了充分利用水库库区自净能力的划分原则和应用污染物最大流动距离法划分潮汐河口水库型水源地二级水源保护范围的技术方法。以氨氮作为特征因子分析水库的自净能力,认为库区作为一级保护区可以承担二级保护区的水质净化功能。以99%保证率的涨落潮流速并考虑季风的影响计算得到最大流动距离,并以此确定了青草沙水库的二级保护区范围上下游和横向边界范围。研究表明该方法概念清晰,简单实用,可靠性强。     

水利工程对长江河口生态环境的影响

我国对长江水资源的开发利用．如在干流和支流上已建和在建的许多大大小小的水利工程．特别是规模宏伟的三峡大坝建设和南水北调工程．将显著改变长江的水、沙动态，改变营养物质的输移特征，不仅直接影响下游河道的水文、水环境条件．而且对远离工程的河口生态环境也将产生显著和潜在的影响。分析了由于上游蓄水和引水造成的河流径流量减少、季节分配变化而对水体营养物质输移能力和水体自净能力的影响，以及因上游来水来沙量减少对河口生态环境和生物多样性的影响。水文因素是沼泽湿地和滨海湿地形成和发育的重要环境因素。上游建坝蓄水以后．洪水的消除或洪泛次数减少削弱了河流与湿地之间的联系，造成湿地逐渐萎缩，甚至大面积丧失，生物食物链中断，生物多样性和生产力下降。人海径流量减少将造成海水沿河上溯，盐水入侵河道，并污染地下水，滩地土壤发生盐渍化。河流携带泥沙能力下降，将导致三角洲从淤积型向侵蚀型转化，海岸线蚀退。水利工程对河口生态环境的影响是长期的、缓慢的、潜在的和极其复杂的，并且往往是上游各水利工程的叠加作用。因此在工程建设前后研究分析河口生态环境可能或已经遭受的影响，对生态环境的变化进行长期的跟踪、监测和评价，可为今后水利工程建设和生态环境保护提供理论依据和研究基础。     

长江口及其邻近海域表层沉积物分布特征

根据长江口和杭州湾北部沉积物粒度分析数据，研究表层沉积物类型、分布以及分区特征。结果表明：沉积物的分布特征受水动力条件、地貌类型以及泥沙来源等因素的综合影响，长江口表层沉积物在纵向分布上，自西向东粒径从粗到细、分选程度从好至差，在横向上自北港－北槽－南槽，沉积物粒度逐渐变细；水流动力作用强的河槽和波浪作用强的口门浅滩沉积物粒度较粗，水动力较弱的河口边滩及口外海滨区沉积物则较细。根据沉积物分布特征可将长江口及其邻近海域分为河口分汊河段沉积区、河口拦门沙沉积区、口外海滨沉积区和杭州湾北部沉积区等4个沉积区。     

滨海平原咸水入侵灾害动态监测及综合减灾对策研究——以潍河下游平原为例

海（咸）水入侵是现代社会中典型的资源－环境－灾害问题,准确掌握咸水入侵动态变化的规律和信息,是进行预测、预报、减灾、防灾的科学基础和工作依据。据此,本文为咸水入侵的实时监测、分析、预测以及减灾方案决策与评估等提供了一个完善系统,并且提出了咸水入侵防治途径及综合减灾对策。     

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。     

长江口溢油数值模拟及对水源地影响

首先建立了一套基于非结构网格的长江口-杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,又基于最新的实测资料重点对南支水域流速、流向和水位进行验证,充分证实了模型的可靠性。在潮流模型可靠的基础上为MIKE21 SA(溢油模块)提供水动力基础数据,建立了一套基于欧拉 拉格朗日体系的“油粒子”追踪技术,综合考虑油膜扩展、输移和风化过程的长江口溢油行为与归宿预测模型。并对长江口夏季和冬季大潮溢油事故发生后取水口油膜厚度的变化及油膜运动路径进行了模拟预测。研究表明：油膜在长江口受到往复流形式的涨落潮交替作用,油膜沿深槽向下游震荡漂移;〖JP2〗油膜在纵向上逐渐被拉伸,形成窄长的油带,覆盖面积逐渐增大;油膜的运动轨迹除了受到涨落潮流的主控外还易受风况和长江口水下地形等影响;夏季溢油对3个水库均有不同程度的影响,冬季溢油只威胁到陈行水库的取水;夏季油膜蒸发量大于冬季