长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓度

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1、第vw卷第t期海洋与湖沼∂²¯qvwo²qtussv年t月≤∞∞×≥≤¤±qoussv长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓度3分布与扩散过程吴加学k同济大学海洋地质重点实验室上海usss

2、ul张叔英任来法k中国科学院东海研究站上海usssvul提要在长江河口北槽抛泥过程中o应用≥≥2´型声学悬浮泥沙观测系统观测悬沙浓度的时空分布规律o结合多普勒流速剖面仪走航式断面流速测量∀研究发现}ktl泥沙浓度垂向分布形成至少三种结构类型o即上小下大的/0型和指数型o上大下小的/漂浮0型~kul受抛泥泥沙输移的影

3、响o断面流场形成低流速区o或分布在水体表!中层o或贯穿整个水体o形成流速切变锋o它们的强度随抛泥泥沙输移扩散逐渐减弱~kvl在落潮流和颗粒重力共同作用下o抛泥泥沙同时存在输移扩散和沉降过程∀小潮型抛泥泥沙主要就近扩散和沉降o中潮和大潮型抛泥泥沙输移扩散范围较远∀关键词悬沙o抛泥o声学后散射观测o长江口中图分类号°zvyqut河口海岸悬沙浓度的测量一直是一个困难的问题o尤其是在紊流和浅水波动的环境中高时空分辨率的近底层浓度的测量∀光学后散射设备k≥l的成功应用能部分地解决这个问题k¤±¨¶εταλo

4、t

5、{ylo但如传统的采水法一样o≥仍然存在对测量环境的扰动o而且只能进行某一个层面的现场观测o要想得到垂向水柱泥沙浓度分布o必须使用一组设备o由多个≥传感器分布在各个水层同步观测∀声学后散射k≥l泥沙观测系统能非扰动地遥测到高时k∗sqt¶l!空k∗t¦°l分辨率的泥沙浓度o将≥遥测与相同精度的流场测量同步进行o将大大地提高和加深对河口海岸泥沙输移过程的认识∀中国科学院东海站根据声散射原理研制成功了≥≥型声学悬浮泥沙观测系统k张叔英等ot

6、

7、{ot

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10、~郭纪捷等ot

11、

12、{lo并应用来研究长江口

13、泥沙浓度剖面及泥沙输移过程k≥«¬εταλot

14、

15、yot

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17、z~¤°¬¯·²±εταλot

18、

19、{l∀本文将应用≥≥2型声学悬浮泥沙观测系统k≤°lo在长江河口北槽抛泥过程中观测悬沙浓度的时空分布规律o并结合声学多普勒流速剖面仪k°l同步观测的流场结构o3上海市博士后科研资助项目o沪科usst第xvx号~同济大学海洋地质重点实验室开放课题和华东师范大学河口海岸国家重点实验室开放课题资助oussuts号∀吴加学o男o出生于t

20、y{年u月o博士后o∞2°¤¬¯}¨¶¶¨2º∏°¤¬¯q·²±ª¬q¨§∏

21、q¦±收稿日期}ussu2st2tvo收修改日期}ussu2s

22、2uu{w海洋与湖沼vw卷探讨抛泥作业状态下悬沙输移扩散过程∀1站位布置!现场观测与采样现场观测区域位于长江口深水航道治理二!三期工程吹泥上滩试验项目的东贮泥坑周围k图tl∀图t¤中°点周围两条线代表正在实施的长江口深水航道南北导堤o图t¥中的矩形为贮泥坑o其表层尺度为vzs°≅t{s°o底层为uxs°≅tus°o深度为v°o纵向内坡为tΒuso横向内坡为tΒts∀°点是矩形贮泥坑中心o为定点观测站位o平行线ksf)wfl是°和≤°走

23、航式观测断面∀施测项目包括ktl≤°声学悬浮泥沙浓度观测~kul°断面流速流向走航式测验∀现场定点观测使用/沪南渔wtts0测量船o走航观测使用/沪v南渔wttt0测量船o抛泥作业由上海航道局/航浚wssz0k仓容wxss°l完成∀图t长江河口采样点和采样断面分布ƒ¬ªqt≥¤°³¯¬±ª¶¬·¨¤±§¶¨¦·¬²±¶¬±·«¨≤«¤±ª¬¤±ª¬√¨µ¨¶·∏¤µ¼111ΑΧΠ声学悬浮泥沙浓度观测采用自主研制的≥≥2型声学悬浮泥沙观测系统k≤°l进行悬浮泥沙浓度观测o该系统的结构和基本原理可参见

24、有关文献k张叔英等ot

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26、{ot

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29、l∀观测断面分布见图t¥o探测时间为ussu年u月us日)v月ty日o共x个航次}于u月us日k小潮l进行未抛泥前的自然状态下的探测~于u月u{日k大潮l进行抛第t船泥后的探测~于v月x日k中潮l进行抛第u{船泥后的探测~于v月{日k小潮l进行抛第{s船泥后的探测~于v月ty日k大潮l进行抛第tws船泥后的探测∀112Α∆Π走航式断面测流应用美国≥×∞公司生产的≥xss型声学多普勒流速剖面仪k°lo分别于ussut期吴加学等}长江河口北槽抛泥作业状态下的悬沙浓

30、度分布与扩散过程{x年u月u{日k大潮l!v月x日k中潮l!v月{日k小潮l!v月ty日k大潮l完成w次断面测流o与≥≥2´型声学悬沙浓度观测同步进行∀在抛泥泥沙输移测定时o测船用°测流仪在布设的固定断面上采用走航式测验o当测到有泥沙经过第t个断面后再测第u个断面o依次类推o直至测定历时u«后结束∀2数据处理与标定悬浮泥沙声学观测的关键技术包括观测数据的统计平均处理!声传播损失补偿和泥沙浓度的现场标定o而决定悬浮泥沙浓度测量精度的关键在于现场标定k张叔英等ot

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33、l∀现场标定是以