長江河口河勢變化對鹽水入侵的影響

《長江河口河勢變化對鹽水入侵的影響》是依託華東師範大學，由朱建榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：長江河口河勢變化對鹽水入侵的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱建榮
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

上世紀50年代以來，長江河口河勢發生了巨大變化，尤其是50年代至70年代。河勢變化的原因包括自然演變和人類活動。目前長江河口人類活動主要為已建的深水航道、青草沙水庫、新村沙南水道封堵工程，以及在建的橫沙東灘和南匯邊灘圈圍工程，這些工程改變了長江河口局地河勢。河勢的變化會對潮汐、流場、分流比和鹽水入侵產生影響。本申請項目收集和數值化50和70年代長江河口地形資料，分析50、70、90年代和當前河勢下北支、南支、北港、南港、北槽和南槽的容積和斷面過水麵積。採用長期套用和改進的長江河口鹽水入侵三維數值模式，數值模擬和動力分析50、70、90年代和當前河勢下潮汐、流場、分流比和鹽水入侵，揭示較長時間尺度上河勢變化對水動力過程和鹽水入侵影響。通過現場觀測、數值模擬和動力分析揭示青草沙水庫、新村沙南水道封堵、橫沙東灘和南匯邊灘圈圍工程改變局地河勢對水動力過程和鹽水入侵的影響。

結題摘要

上世紀50年代以來，長江河口河勢發生了巨大變化，尤其是50年代至70年代。河口重大工程也會改變河口局地河勢。河勢的變化會對水動力過程、鹽水入侵和淡水資源產生影響。本項目開展了三次長江河口多船同步定點現場水文和鹽度現場觀測，每次採用座底觀測系統和船隻垂向剖面連續觀測，獲得了大量流速流向、鹽度、水文和泥沙濃度的觀測資料，進一步掌握了長江河口水動力和鹽水入侵特徵和過程。數值化了上世紀50和70年代長江河口海圖，結合2012年長江河口水深實測資料，定量給出了各個年代各個汊道岸線、水深、面積和容積及其變化，分析和給出各個年代河勢變化的原因。構建50、70年代和當代各個時期數值模式格線，建立長江河口鹽水入侵三維數值模式，利用本項目3次觀測資料率定和驗證模式，模擬和定量給出近60年來長江河口河勢變化對潮汐潮流、單寬餘通量、分汊口水通量、分流比和鹽水入侵的影響。在北支，不同年代鹽水入侵的變化是由分流比和潮差共同作用造成的。50年代北支鹽水入侵較強，70年代大幅下降，2012年鹽水入侵極為嚴重。在南支，50、70年代南支大部分為鹽度都小於0.45的淡水，在2012年大潮期間由於出現了強烈的北支鹽水倒灌，南支上段出現鹽度大於0.45的鹽水。在南北港，在50年代鹽水入侵最嚴重；大潮期間，北港淨分流比南港大21.6%，北港鹽度小於南港鹽度，外海鹽水主要通過南港入侵，出現南港鹽水倒灌進入北港的現象。至70年代，南支主流轉向南港，南港淨分流比增大，比北港大10.4%，南港鹽度明顯小於北港鹽度；南北港鹽水入侵較弱。在2012年，南支主流再次轉向北港，北港分流比比南港大10.4%，南港的鹽水入侵再次強於北港。揭示了長江口北支超淺河道底摩擦係數對鹽水入侵影響。分析枯季長江河口青草沙水庫鹽水入侵來源， 給出下扁擔沙水域最長連續不宜取水時間。項目成果對揭示河勢變化對鹽水入侵和淡水資源影響具有重要科學意義。