长江口南支系统悬沙浓度的平面格局、垂向剖面和年代际对比

发布时间：2017-08-05 03:12

  本文关键词：长江口南支系统悬沙浓度的平面格局、垂向剖面和年代际对比

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【摘要】：悬沙浓度(Suspended sediment concentration)是河口水体的重要属性之一对生态环境、地貌演变和港口航道等工程具有重要意义。河口悬沙浓度受河流、潮汐、风浪、地形、人类活动等多种因素影响,其变化十分复杂。尽管国内外学者已经在河口悬沙浓度方面开展了大量研究,但有关悬沙浓度变化时空规律性的认识仍有待深入。长江是世界第三长河,也是世界上输沙率第四大和径流量第五大的河流。由于流域建坝(特别是三峡工程)和水土保持等人类活动的影响,近期长江入海泥沙通量出现急剧下降趋势。此外,近期长江河口也实施了一系列大型工程,在一定程度上改变了河口的边界条件。在这样的背景下,长江口悬沙浓度的总体水平和分布格局是否发生了显著变化,是一个值得深入探究的科学命题。这不仅在长江口的管理方面具有重要的现实意义,而且对丰富河口泥沙学的理论认识有所裨益。本文基于2012年和2013年7月在长江口南支系统10个站位上进行的大、小潮准同步双潮(相邻两个潮汐)观测资料,得出了洪季长江口悬沙浓度的空间格局和潮情变化；并通过与1982年、2003年和2005年相同月份、相近测点和相同潮型上的悬沙浓度对比,探讨了近期长江口悬沙浓度的年代际变化,并对未来几十年长江口悬沙浓度的变化趋势进行了展望。鉴于前人在测点悬沙浓度的大、小潮对比和潮周期内的对比研究已经很多,本文不把这两个方面作为研究重点。主要结果和结论如下：1)长江口悬沙浓度的平面格局。(1)各测点的时间平均悬沙浓度分别是：徐六泾(河口节点)节点0.15 g/l、南支0.19g/l、北港上段0.18 g/l、北港拦门沙水域0.40g/l、北港口外海滨0.14g/l、南港0.21g/l、北槽拦门沙水域0.55g/l、北槽口外海滨0.19g/l、南槽拦门沙水域0.68g/l、南槽口外海滨0.30g/l。即平均悬沙浓度在口内(拦门沙的上游一侧)沿几十公里的河槽变化不大(0.2g/l左右),而在口门拦门沙地区陡增数倍,在口外海滨的相应距离上回降至与口内悬沙浓度相当的水平,从而在口门附近形成“最大浑浊带”；(2)大潮潮周期平均悬沙浓度的纵向差异明显大于小潮潮周期平均悬沙浓度的纵向差异；(3)表层水体的平均悬沙浓度纵向差异明显小于底层水体的平均悬沙浓度纵向差异；(4)“最大浑浊带”在空间位置上与最小水深(拦门沙)、最大潮差、盐度突变带和底质沉积物的砂-泥过渡带大致吻合。2)长江口悬沙浓度的垂向变化。每小时测量的即时(即单个)悬沙浓度剖面的形状多种多样,但潮次(一般26小时)平均剖面上悬沙浓度与水深之间通常具有显著的回归关系(相关系数R20.99),反映总体上悬沙浓度从表层向底层增大的统计规律。10个测点总平均剖面上近底层悬沙浓度是表层悬沙浓度的5.3倍;口内河槽悬沙浓度的垂向差异在拦门沙最大浑浊带区域(近底层悬沙浓度是表层的7.2倍)明显高于口内河槽(约2.9倍)和口外海滨(约4.9倍)。3)近期长江口悬沙浓度的变化趋势。在可进行约10年对比的10个测点上,2012-2013年洪季(7月)的平均悬沙浓度较之2003-2005相同季节和月份的平均悬沙浓度下降了约30%,与同期大通站的输沙率下降幅度(33%)和悬沙浓度的下降幅度(31%)相近；拦门沙三个测点的平均悬沙浓度下降率小于口内河槽四个测点的平均悬沙浓度下降率。在可进行30年对比的口外海滨三个测点上,1982年、2003-2005年、2012-2013年三个阶段的平均悬沙浓度分别是0.18 g/1、0.13g/l和0.2g/l,变化趋势不明显,有待进一步研究。可见,在长江入海悬沙通量和悬沙浓度下降的背景下,长江口悬沙浓度的响应具有空间差异。4)未来几十年长江口悬沙浓度的变化趋势展望。在未来几十年,由于流域新建水库(例如金沙江梯级水库)等人类活动的影响,长江入海悬沙通量和悬沙浓度将进一步下降；长江水下三角洲侵蚀将因为表层沉积物粗化和沉积物的向下压实程度增大(抗侵蚀性能增强)而逐渐减弱,从而使再悬浮细颗粒泥沙减少。因此,未来几十年长江口悬沙浓度的总体水平(空间平均)很可能进一步下降。但是,悬沙浓度的空间差异和短期变化(例如季节性、大小潮、潮周期变化、风暴事件)仍将十分明显。
【关键词】：长江口 悬沙浓度 时空格局 长期变化 最大浑浊带
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV148
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 绪论14-19
• 1.1 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 国外河口悬沙浓度研究进展15
• 1.2.2 国内其它河口悬沙浓度研究进展15-16
• 1.2.3 长江口悬沙浓度的研究进展16-18
• 1.3 本文的研究思路18-19
• 第2章 研究区概况19-28
• 2.1 长江口地理位置19-20
• 2.2 流域来水来沙条件20-22
• 2.3 长江口水动力特征22-24
• 2.4 长江口悬沙浓度特征24-26
• 2.5 长江口底床沉积物粒径特征26-28
• 第3章 资料来源与研究方法28-32
• 3.1 资料来源28-30
• 3.2 研究方法30-32
• 第4章 研究结果和讨论32-69
• 4.1 长江口悬沙浓度的平面格局32-42
• 4.1.1 测点平均悬沙浓度的平面分布32-36
• 4.1.2 大、小潮悬沙浓度平面分布的差异36-37
• 4.1.3 2012年和2013年洪季悬沙浓度平面格局的差异37-40
• 4.1.4 测点最大最小悬沙浓度变化范围的平面差异40-42
• 4.2 长江口悬沙浓度的垂向变化42-59
• 4.2.1 潮周期内悬沙浓度的垂向变化特征42-44
• 4.2.2 全潮悬沙浓度平均剖面44-51
• 4.2.3 全潮各层悬沙浓度变化范围的垂向分布51-56
• 4.2.4 瞬时悬沙浓度剖面的多样性56-59
• 4.3 长江口悬沙浓度的长期变化趋势59-69
• 4.3.1 测点全潮平均悬沙浓度的年代际对比59-65
• 4.3.2 测点悬沙浓度剖面的年代际对比65-67
• 4.3.3 未来几十年长江口悬沙浓度的变化趋势展望67-69
• 第5章 结语69-72
• 5.1 主要结论69-71
• 5.2 创新和不足71-72
• 参考文献72-83
• 致谢83

【参考文献】

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1 汪亚平;潘少明;H.V.Wang;高建华;杨e，

本文编号：622918