《河口鹽躍層的泥沙捕集效應及動力學機制》是依託中山大學，由任傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：河口鹽躍層的泥沙捕集效應及動力學機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：任傑
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鹽躍層是河口水體層化形成的一種常見的分層剪下層，它控制著垂向湍流混合的強度，是影響河口動量交換、能量平衡與物質輸運的重要因子，因此開展鹽躍層的湍流混合研究一直是近岸淺海和河口地區關注的關鍵科學問題，可以豐富河口動力學理論。本項目擬採用現場微結構觀測和理論分析，對一個新的河口動力現象- - 河流羽狀流發育條件下的鹽躍層捕沙效應開展系統研究工作，分別從現場數據採集、高頻資料的污染控制、特徵參數的估算及剪下不穩定的線性理論分析入手，從平均流尺度上闡述流與沙的動力結構及時空變化，從湍流混合小尺度上探討剪下分層流的能量平衡關係與動力學不穩定性，從而揭示潮汐應變與湍流混合驅動下的鹽躍層懸沙捕集機制，為河口最大混濁帶的形成及長距離泥沙搬運提供新的解釋機制。
結題摘要
珠江河口洪季調查了超臨界（弗洛德數大於1）條件下發育的湍流混合與泥沙羽。設計鹽躍層觀測系統（HOL）和座底三角架觀測系統協同觀測躍層及底邊界層的湍流混合動力結構，湍流微結構則通過船載剖面方式進行。調查發現，河口攔門沙內緣發育超臨界分層流，經攔門沙激發水力內躍，羽狀流向外擴展過程，轉換為次臨界流，羽狀流內部發育強烈的湍流混合，其驅動機制是水力內躍。水力內躍是由分層流與河口攔門沙相互作用產生的。羽狀流內強烈湍流混合是維持高濃度泥沙懸浮和遠距離輸運的重要機制，它可以形成跨陸架的泥沙羽輸運。同時，鹽度層化抑制了底邊界層湍流的發育，這樣變出現了一個分離式的入海泥沙擴散模式（即表底高濃度，中層低濃度）。因此，由水力內躍激發的強湍流混合及其導致的泥沙羽是洪季河流泥沙向海擴散的重要形式，它的長距離搬運對水下三角洲和遠端沉積體的形成都有重要的意義。
