《河口區徑流潮汐相互作用及其機制研究》是依託華東師範大學，由郭磊城擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：河口區徑流潮汐相互作用及其機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭磊城
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在長江河口這樣徑流和潮汐共同作用的大型河口，發現不同頻率的分潮在空間和季節上表現出顯著的差異特徵，但目前對其尚缺乏系統全面的定量認識，而徑流影響下的河口潮汐傳播和變形過程是河口動力學研究的關鍵內容。為此本課題將聚焦於徑流潮汐相互作用的非線性特徵及控制機制這一基礎科學命題，以長江河口為例，基於多站位、長序列的潮汐實測資料，採用非平穩潮汐調和分析和小波分析等方法，分析連續變化的徑流情況下的潮汐傳播和變形特性在河口系統的時空變化和規律；採用基於潮汐動力方程的解析和數值模型的手段，模擬不同非線性因素、不同徑流控制情況下的河口潮汐過程，以期更科學準確的量化徑流對潮波衰減和變形的作用，探討徑流潮汐相互作用的關鍵動力機制。由此深化對河口動力特徵的認識，同時也可為徑流影響下的潮汐預報及相關的動力沉積地貌研究打下理論基礎，為河口航運資源開發及生態環境管理提供科學依據。
結題摘要
海洋潮波傳入河口後，受到地形和徑流改造作用明顯，已往研究主要關注了地形幅聚效應和徑流對天文潮的衰減作用，本項目研究更進一步的研究了不同大小的徑流對潮波傳播和變形的多重作用，同時擴展研究徑潮相互作用及機制。首先通過結合傳統調和分析、近似非恆定分析、連續小波分析等多種手段，系統分析了長江河口潮波傳播和變形的時空特徵，認識到長江口的潮差具有顯著的半月、月、半年和年際的變化特徵，大小潮引起的潮差變化最大，年際變化與徑流及海洋因素共同有關，其中洪季大徑流對江陰以上的近口段潮汐衰減作用顯著大於枯季，江陰以下的河口段的平均潮差年內秋季最大。此外還分析認識到口內高頻淺水分潮M4的振幅在河口下段(徐六涇)最大，且振幅洪季大於枯季；而低頻淺水分潮如MSf則在河口上游(南京)振幅最大。小波分析結果表明，從口門往河口上部，半日和全日周期的潮汐信號逐漸衰減，四分之一日潮信號在徐六涇最大，而後向上游衰減，半月等低頻信號則往上游逐漸增大。以上分析綜合表明徑流對潮汐改造的非線性作用。進而結合潮汐動力模擬等手段，模擬分析了主要天文分潮和淺水分潮的振幅沿程變化、季節變化特徵和規律，由此進一步揭示了徑流增大對潮波傳播和變形的非線性作用，即隨著徑流增大，河口上游潮平均水位抬升，天文分潮衰減加劇，淺水分潮先增強而後減小，而河口下游的淺水分潮增強，由此表明中等徑流量下河口潮波變形最顯著。通過對非線性的摩擦作用的敏感性模擬分析，認識到摩擦非線性的雙重作用，表現為對天文潮的衰減和對淺水分潮的強化，兩者的淨效果決定了河口上下游的差異性回響特徵。這些研究拓展了關於河口潮波傳播和變形的基礎認識，可為水道航運及相關河口研究提供科學參考和依據。
