长江口细颗粒泥沙过程

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1、长江口细颗粒泥沙过程摘要：本文对长江口细颗粒泥沙过程研究进行了总结,并提出了今后重点研究方向：1）长江口细颗粒泥沙是非均匀沙，其运动机理究竟如何？2）大规模水利工程究竟如何影响长江口最大浑浊带?3）在长江口细颗粒泥沙过程的数学模拟中,如何考虑河口波、流相互作用(耦合)及其对近底细颗粒泥沙输移的影响?4）整个长江口水域瞬时、连续的水深、含沙量、地形变化资料的获取技术和方法的改进，以提高长江口细颗粒泥沙过程数学模拟的精度。5）长江口悬沙以拉格朗日模式输运,而过去大多悬沙观测调查是在欧拉模式中进行，如何进行欧拉和拉格朗日模式对比研究?6）风暴潮、台风等对长江口细颗粒泥沙运动的影响。关键词：长

2、江口最大浑浊带细颗粒泥沙1引言　　长江口是长江注入东海的入海口，自徐六泾以下经过三次分汊，共形成四个入海通道。崇明岛将长江口分为南支和北支；长兴岛和横沙岛又将南支分为南港和北港；南港又进一步被九段沙分为南槽和北槽(图1)。根据大通水文站多年统计资料，长江多年平均流量29500m3s-1。长江口外潮汐为正规半日潮，口内为非正规半日浅海潮。长江口为中潮河口，根据中浚站多年统计资料，多年平均潮差为2.66m。长江口波浪主要为风浪以及风浪和涌浪的混合浪。长江口水域的沿岸流主要为苏北沿岸流。长江口实测最大年输沙量为6.78亿t，最小年输沙量3.41亿t，年平均输沙量大约有4.66亿t[1]。每年

3、由上游携带来的泥沙中有50%左右在长江口水下三角洲地区沉积下来，成为形成长江口拦门沙的主要成份。图1长江口略图SketchmapofChangjiangRiverEstuary　　长江口细颗粒泥沙过程的研究主要起因于:1)海洋科学陆海相互作用中长江河口动力学的基础理论研究；2)长江口深水航道的维持(整治、疏浚);3)长江河口水环境、污染物的处理的日益恶化。长江口细颗粒泥沙过程主要研究径流、潮流、波浪、科氏力及沿岸流与细颗粒泥沙、淤泥质底床相互作用。长江口细颗粒泥沙过程研究可以揭示长江口淤泥底床侵蚀、堆积过程的机制[2]和长江河口演变规律[3]，深入理解长江口细颗粒泥沙过程,是海岸带陆海

4、相互作用（LOICZ）的重要基础研究内容,具有重要的科学理论意义。而且对港口航道回淤有重要影响的浮泥形成运动机制、时空分布规律得到进一步认识，并从而得到工程措施所需的科学依据，特别对上海市的长江口深水航道建设有重要现实意义。　　长江口细颗粒泥沙过程研究成果大量来自海洋学家（河口海岸学、物理海洋学）、土木水利工程师(海岸工程师)、流体力学家（环境流体力学）的.L.编辑。5长江口最大浑浊带　　自80年代，河口学家对长江口最大浑浊带细颗粒泥沙输移过程进行了深入的实验研究[26]。沈焕庭等[27]系统分析了长江口最大浑浊带形成的环境背景、时空变化规律、泥沙来源和絮凝作用对悬沙落淤的影响、浮泥的

5、特性与分布以及悬沙的富集机制。时伟荣[28]、ShiandLi[29]利用长江口南槽底层含沙量资料，分析计算了不同潮时的泥沙垂向紊动扩散系数，研究了底床泥沙再悬浮与最大浑浊带形成的关系。时伟荣、李九发[30]运用机制分解的方法计算了长江口南北槽浑浊带区域内的余流和悬沙单宽输移量，并据此探讨了浑浊带的发育过程。通过对长江口不同河段的悬沙特性(大小、沉速、含沙量)和输移规律的分析对比,李九发等[31]、LiandZhang[32]探讨了这些因素对长江口最大浑浊带形成过程的重要性，认识到最大浑浊带潮流强劲，引起床沙再悬浮。沈健等[33]对长江口最大浑浊带的水沙输运机制进行了定量分析。贺松林、

6、孙介民[34]研究了长江口最大浑浊带悬沙输移过程中的“潮泵效应”(在涨落潮中，悬沙颗粒在水体与底床之间周期性地做上下悬扬、沉降的现象),并指出南、北槽之间的大尺度平面环向悬沙输移和南、北槽内的次级尺度的平面环向悬沙输移的重要性。ZhouandsoNormalstyle="TEXT-ALIGN:left"align=left>　　从以上研究可见，长江口最大浑浊带细颗粒泥沙运动主要表现为：1)垂向交换、2）南北槽平面输移3）水平富集沉降。这几种运动方式分别发生于何种条件下呢?作者认为可能同时发生,从已有的9长江口细颗粒泥沙运动的数学模拟　　从90年代开始,河口学家、海岸工程师和环境流体力学

7、家对长江口细颗粒泥沙运动及冲淤变化进行了数学模拟研究，这些包括垂向一维悬沙数学模型、垂向二维悬沙数学模型、平面二维悬沙数学模型等等。9.1垂向一维悬沙数学模型　　在实测资料分析的基础上，认为长江口地区瞬时含沙量的变化主要取决于泥沙沿垂线方向的扩散和沉降，徐建益等[66]对非恒定二维泥沙扩散模型进行了简化，建立了长江口南支非均匀沙垂向分层的数学模型，通过求解垂向扩散方程给出垂线上分层的含沙量和悬沙粒径级配。利用垂向一维悬沙数学模型，时钟、陈伟民[