崇明东滩水沙输移及植被影响分析

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1、摘要本文通过2005年9月和2006年9月两次在崇明东滩的现场水文泥沙观测，利用ADP、ADV等流速仪、OBS浊度仪，通过对潮流、悬沙、沉积物以及波浪要素的分析，探讨了潮滩泥沙输运过程及植被影响，主要研究结果如下。(一)潮流过程潮流动力较强且流速与潮差相关。在光滩外侧，大潮时观测到最大流速113c州s，大潮时涨潮平均流速36cn怕，落潮62c州s；小潮时潮周期内流速全线下降，平均流速为大潮的l／3～l／2。流向在光滩外侧基本与周围海域流向一致，靠北为沿岸往复流、靠南为近似旋转流。空间上流速沿向岸

2、方向递减，大潮时海三棱蔗草带(外侧植被)平均流速约为lOcn怕，到互花米草带(内侧植被)平均流速不足1c“s。由于浅水环境(水深小于30cm)下潮位变化引起加速效应，涨潮初、落潮末流速较高，比其他时间的平均值高出l～3倍，形成潮锋。涨潮中后期高水位时和落潮中期潮位变率大时流速也小幅上升。潮波为驻波型，中潮位时潮位变率最大，潮锋作用在光滩位置最强，至植被带减弱。近底流速垂线分布很好的符合对数分布，拟合相关系数大于95％以上的垂线占总数的78．6％。计算得出潮流摩阻流速u．。范围为0．39~6．8c

3、州s，粗糙长度z0=0．31cm。(二)泥沙过程平均含沙量受到潮汐控制。在潮水上滩阶段，水体极度混浊，最大含沙量高达14．2k时。潮周期平均含沙量在o．”．8蚝／m3范围内。大潮动力条件强，光滩上平均含沙量范围为2．5~3．8kg／m3，小潮时含沙量均变小，光滩上范围为O．7～2．3训。含沙量值空间分布复杂，多数情况下从光滩外起，向岸方向沿程增大，到植被带略为减小。流速变化影响含沙量大小，流速的增大引起泥沙再悬浮。含沙量一般在涨潮初和落潮中期较大。涨潮初由高速水流及滩涌作用，含沙量高达5～14蝌

4、。落潮时由于落潮流速的上升，及潮滩上部高含沙量水经过，在落潮中期含沙量达到峰值。在植被带也有此规律，但峰态平缓，峰值较小，一般3～5蚶。含沙量与流速做简单线性回归可看出，在光滩处相关性好，植被带关系差，说明光滩处泥沙再悬浮作用强，显著影响含沙量水平，在植被带，含沙量更多的依赖于潮流强弱，靠潮流平移输沙，再悬浮作用弱。表层沉积物由于潮流分选搬运作用沿向岸方向由粗变细。在光滩外侧为铁板沙带，D50为76岫1，至光滩靠内侧泥沙颗粒迅速变小，成为泥滩，D50为10pm，摘要崇明东滩水沙输移及植被影响分析

5、至植被带粒径变化不大。(三)波浪作用本区观测期间大部分时间风速小于10州s，波浪作用中弱。光滩外侧最大有效波高0．74m。高潮位时波浪在光滩传播未发现明显衰减，但进入植被带衰减迅速。波浪引起近底水层瞬时流速呈与波浪周期(2．8～8．5s)相近的轨迹运动。利用流速瞬时值推求出浪、流共同作用的摩阻流速是单纯潮流摩阻流速的1．3～5．6倍。近底层的含沙量过程密切响应摩阻变化，剪切力增大引起泥沙起动。通过对悬沙过程分析，得出滩地临界剪切力ta卸．48N／m2，并计算多种情况下滩地临界流速。由于波浪存在，

6、泥沙更易被潮流起动，光滩距底1m高度层处流速使泥沙大量再悬浮的临界值从31．8cnl／s降至6．9～8．4c州s。波浪加强了传统的潮流搬运分选。在铁板沙带，强动力条件导致此处泥沙颗粒粗并伴有沙纹出现。至光滩靠内侧，由于波浪的迅速衰减，D50从79岬突降至10岫，突变对应了波高迅速衰减的分布格局。(四)植被影响植被有缓流消能以及滞留泥沙的作用。通过估算，有植被区域流速衰减速度比光滩快10倍以上，海三棱蔗草带流速相应衰减量是互花米草的2～3倍。植被带有效抑制波浪向高潮滩发展。海三棱蔗草带仅前缘位置波

7、高迅速下降34％。进入植被带后水体含沙量变小，但减小幅度一般不超过1／5水平，再悬浮作用不明显，导致含沙量过程线变化平缓。植被更重要的作用是对潮滩泥沙输运模式的影响。植被带形成新的潮流屏障。大量的细颗粒泥沙在此淤积，利于植被生长，植被不断向海发展，滩地淤高。关键词：崇明东滩，潮滩，泥沙运动，底部剪切力，粗糙长度，波浪ABSTRACTChon肿i119DongtalllocatedmtlleeaStofCh0I炉ingIsl锄d，isbi鹊e瓯伽ydevelopcd锄d聊ical廿dalnatil

8、lestua叫玳a．L鸭ehltertidalz0∞，S臼·ongs础m钮t‰spon{mon觚dabull妇ltvege诅廿∞mal【eChongmiIlgDongt锄ape彘ctex锄ple蠡wstlm蛐ngtidalnat．FieldiIlVeStigationswe托carriedoutiIlSept．2005趾dSept．2006inChongmingDongt觚．Using廿把da：ca0ftidalcurrent(byADBADv)，suSperlded∞dilnentconce曲