伶仃洋洪季悬沙分布特征及变化过程分析.pdf

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1、泥沙研究2010年8月JournalofSedimentResearch第4期伶仃洋洪季悬沙分布特征及变化过程分析张蔚，徐郑，董雪，林娜(1．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京2100982．中海工程建设总局，北京100036)摘要：根据珠江三角洲伶仃洋河口2003年洪季(7月)潮流、泥沙和盐度现场观测资料，通过对悬沙分布特征及变化过程进行深入分析，结果表明：伶仃洋河口洪季的悬沙浓度在径流、潮流作用下具有明显的潮周期变化，泥沙再悬浮多发生在落急、涨急后1—2小时；在0303站附近形成最大混浊带，在最大混浊带上

2、游段，呈现涨潮优势沙，泥沙净向陆输移，而下游段，呈现落潮优势沙，泥沙净向海输移；泥沙纵向输移机制分析表明，拉格朗日输沙、潮汐捕集输沙和垂向净环流输沙是伶仃洋泥沙运动的主要形式。关键词：伶仃洋河口；分布特征；泥沙再悬浮中图分类号：TV142．1文献标识码：A文章编号：0468155X(2010)04-0022-071研究背景引言：自20世纪80年代以来，珠江三角洲网河区联围筑闸及滩涂大面积围垦，大网河区落淤的泥沙大大减少，水、沙归槽，从而使河槽冲深，大量的水、沙直接排人伶仃洋，并向前伸展，西北部横门、洪奇沥、蕉门三个口门排出的泥沙除

3、在西滩落淤外，部分泥沙越过西槽进人中滩，导致中滩的淤展速度有所加快。因此，有必要在伶仃洋河口区，进行在空间上上下贯连、时间上上下同步的水文观测和比较研究，这有利于把握悬沙浓度的时空变化格局，深入认识河口陆海相互作用的特点，并为伶仃洋开发与治理提供科学的依据。研究区概况：伶仃洋为珠江河口的一部分，是一个北北西一南南东走向的喇叭形河口湾(图1)，湾顶虎门口，宽约4km，向东南偏南方向延伸约63km到达湾口，湾口东起香港，西至澳门，宽约60km，水域面积2110km。上边界自东北至西南分别有虎门，蕉门、洪奇门、横门四个人海IZl门，并与

4、珠江三角洲东片河网区沟通，承泄了东江，北江、增江、流溪河的全部径流量和西江部分径流的来水来沙。伶仃洋水下地形大致可分“三滩两槽”，即西滩、中滩、东滩三大纵向浅滩和东槽、西槽两条潮流深槽。资料与方法：2003年7月大潮对伶仃洋海域主要航道的潮流、泥沙和盐度进行了连续28h的现场观测。观测站位如图1所示，其中0301、0303、0305、0307测点位于伶仃洋主航道西槽内，0304和0306站位于西滩，0302站位于东槽顶部。测量采用六点法施测垂线流速和三点法施测含沙量和盐度。2悬沙浓度的时空变化2．1悬沙的潮周期变化本次测量从涨潮开

5、始，各站因离河口口门的距离不同，致使涨潮先后不一，当上游的0301站处于涨收稿日期：2008-05·13基金项目：水利部公益性行业专项科研经费项目(200901034)；国家重点实验室专项经费资助项gl(2009586712，2009585812)；中央高校基本科研业务费项目(2009B00214)，作者简介：张蔚(1979一)，男，江苏南京人，副教授，主要从事河流及海岸水动力学及泥沙数值模拟研究。E-mail：zhangweihhu@126．corn22图1伶仃洋河口及测站布置图Fig．1Observationstationsi

6、nthePearlRiverEstuaryandLingdingSea急阶段时，下游0307站已处于涨憩阶段。由于水体表层与近底层之间存在着一定的距离，各站的表层悬沙上升到峰值和下降到谷值的时刻都比近底层悬沙滞后一段时间，这是泥沙运动的迟后效应所致。但水体各层悬沙的总体变化趋势是一致的、相关的。计算表明(表1)，除0301、0304站外，涨潮悬沙浓度减落潮悬沙浓度多为负值，说明落潮时悬沙浓度相应更大些。0301站的涨潮悬沙浓度明显大于落潮悬沙浓度，这主要是由于0301站位于虎门附近，而虎门多年的平均山潮水比是0．26，潮流的作用远

7、远大于径流的影响，当潮波传递到虎门口时，口门缩窄，潮波发生变形导致涨潮流速增大，0301处的涨潮最大垂线平均流速达到1．2m／s，而落潮最大垂线平均流速只有0．79m／s，而其它站的落潮最大流速都基本大于涨潮最大流速。在垂向上，近底层悬沙含量的标准差显然要比表、中层的标准差大，这是近底层离床面较近，悬沙粒径相对较粗的必然结果。表1伶仃洋水文测站特征值Table1Statisticofsuspendedsedimentconcentration(SSC)intheLingdingSea232．2悬沙的空间分布平面分布图2表明，悬沙浓

8、度在纵向上基本呈现低一高一低分布，大部分站的平均悬沙浓度在0．04kg／m左右，高悬沙浓度出现在0303站，其值达到0．14kg／m，明显高于其它站，这是因为0303站位于西槽的最大混浊带内。在横向上，洪季伶仃洋的平均悬沙浓度有从东南向西北递增的趋