长江口细颗粒泥沙过程.doc

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1、长江口细颗粒泥沙过程摘要：本文对长江口细颗粒泥沙过程研究进行了总结,并提出了今后重点研究方向：1）长江口细颗粒泥沙是非均匀沙，其运动机理究竟如何？2）大规模水利工程究竟如何影响长江口最大浑浊带?3）在长江口细颗粒泥沙过程的数学模拟中,如何考虑河口波、流相互作用(耦合)及其对近底细颗粒泥沙输移的影响?4）整个长江口水域瞬时、连续的水深、含沙量、地形变化资料的获取技术和方法的改进，以提高长江口细颗粒泥沙过程数学模拟的精度。5）长江口悬沙以拉格朗日模式输运,而过去大多悬沙观测调查是在欧拉模式中进行，如何进

2、行欧拉和拉格朗日模式对比研究?6）风暴潮、台风等对长江口细颗粒泥沙运动的影响。关键词：长江口最大浑浊带细颗粒泥沙1引言　　长江口是长江注入东海的入海口，自徐六泾以下经过三次分汊，共形成四个入海通道。崇明岛将长江口分为南支和北支；长兴岛和横沙岛又将南支分为南港和北港；南港又进一步被九段沙分为南槽和北槽(图1)。根据大通水文站多年统计资料，长江多年平均流量29500m3s-1。长江口外潮汐为正规半日潮，口内为非正规半日浅海潮。长江口为中潮河口，根据中浚站多年统计资料，多年平均潮差为2.66m。长江口波浪

3、主要为风浪以及风浪和涌浪的混合浪。长江口水域的沿岸流主要为苏北沿岸流。长江口实测最大年输沙量为6.78亿t，最小年输沙量3.41亿t，年平均输沙量大约有4.66亿t[1]。每年由上游携带来的泥沙中有50%左右在长江口水下三角洲地区沉积下来，成为形成长江口拦门沙的主要成份。图1长江口略图SketchmapofChangjiangRiverEstuary　　长江口细颗粒泥沙过程的研究主要起因于:1)12海洋科学陆海相互作用中长江河口动力学的基础理论研究；2)长江口深水航道的维持(整治、疏浚);3)长江河

4、口水环境、污染物的处理的日益恶化。长江口细颗粒泥沙过程主要研究径流、潮流、波浪、科氏力及沿岸流与细颗粒泥沙、淤泥质底床相互作用。长江口细颗粒泥沙过程研究可以揭示长江口淤泥底床侵蚀、堆积过程的机制[2]和长江河口演变规律[3]，深入理解长江口细颗粒泥沙过程,是海岸带陆海相互作用（LOICZ）的重要基础研究内容,具有重要的科学理论意义。而且对港口航道回淤有重要影响的浮泥形成运动机制、时空分布规律得到进一步认识，并从而得到工程措施所需的科学依据，特别对上海市的长江口深水航道建设有重要现实意义。　　长江口细

5、颗粒泥沙过程研究成果大量来自海洋学家（河口海岸学、物理海洋学）、土木水利工程师(海岸工程师)、流体力学家（环境流体力学）的文献、著作。本文的目的:1)是力图把这些文献（以正式发表的文献为准，不包括研究报告）汇集起来，对长江口细颗粒泥沙过程的研究进行总结;2)究竟我们对长江口细颗粒泥沙过程了解多少？3)究竟长江口细颗粒泥沙过程还有哪些问题值得研究？2长江口细颗粒泥沙特征　　河口水体中含有大量细颗粒泥沙，即粒径小于0.004mm的粘土和一定比例的粉沙(粒径在0.0044～0.062mm之间)。细颗粒悬沙

6、一般并不是以单颗粒的形式存在,往往同附近其它大量的悬沙颗粒结合在一起，并形成一定的结构，这种相邻颗粒在一定条件下结合成集合体的作用被称为“絮凝作用”,通过絮凝作用结合而成的这种结构体称为“絮凝体”。长江口悬沙或底沙，粒径均以<0.032mm的颗粒为主，在悬沙中占90%以上，底沙中占75%[4]。长江口河床质主要由粉沙和粘土所组成，是一种粘性细颗粒非均匀沙，<0.050mm的颗粒占88%，其中<0.005mm的粘土约占13%[2]。长江口细颗粒悬沙粒径0.032～0.016mm以下各

7、粒级占90.5%[5]。3长江口细颗粒泥沙过程　　不少学者对长江口细颗粒泥沙输移做了定性研究[6～9]。Millimanetal.[10～12]就长江口悬沙通量进行了半定量研究,北槽似乎是悬沙进入海洋的主要通道[10]。长江口门附近的悬沙浓度和净输沙量在时间上有明显的涨落潮、大小潮和洪枯季变化。北港是长江输水输沙的主要通道，122°30'E-123°E是悬沙向东扩散的一条重要界线，入海泥沙主要向东偏南方向扩散[13]。借助于环行水槽的实验装置，沈承烈、阮文杰[2]对长江口天然河床质的冲淤特性和机理

8、进行了初步研究。在动水淤积过程中，长江口悬移质与床沙有着粗细颗粒泥沙交换,而在冲刷过程中无[2]。长江口细颗粒泥沙过程与环流有关[6，14～16]。基于现场水文泥沙调查资料，潘定安[17]就长江口南港的水文泥沙环境及污染物输移进行了探讨。4长江口悬沙平面扩散、悬沙锋　　遥感卫星资料被应用于长江口入海悬沙扩散问题研究，进而定量分析了长江口不同季节的悬沙浓度、扩散方向、扩散范围[8，18～20]。依据悬沙浓度分布，分四类：①高浑浊舌状构成长江向海冲泻的主体；②浑水带(12