973项目(2002CB412403):中国典型河口-近海陆海相互作用及其环境效应03课题
(2002.12 - 2008.09)
研究目标
深化认识河口细颗粒泥沙的特性及在河-海界面的运动规律;
探索大河河口泥沙运动过程与机制;
揭示生化过程对细颗粒泥沙运动及沉积过程的作用。
1. 细颗粒泥沙近底边界层研究
建立近底边界层观测系统,获得了河口近底边界层水流、波浪和泥沙的系统资料;揭示了近底悬浮泥沙浓度动力响应的特有过程,并进行了机制分析。
主要认识:
(1)主槽中近底悬浮泥沙浓度的变化和动力的响应关系,总体可以归为四类关键过程,其中部分过程是常规水沙观测难以发现的;
(2)水流摩阻流速变化范围为0.5 - 6.7cm/s,平均为2.8cm/s;波流相互作用的摩阻流速变化范围为4.1 - 10.7cm/s,平均为6.5cm/s。说明由于波浪的作用,剪切应力显著增加。
2. 粘性细颗粒泥沙絮凝特性研究
通过现场真实环境的絮团观测和多影响因子综合研究,得到主要认识:
(1)在长江口及其邻近水域,粘性细颗粒泥沙发生了明显的絮凝现象;絮团大小的空间变化总体表现为从口内向口门附近逐渐增大。长江口粘性细颗粒发生絮凝现象的临界粒径约为32.5 μm;杭州湾为20.0μm。
(2)水动力和盐度对絮团大小的影响明显:水动力影响表现在流速小于约42 cm/s时,动力条件促进絮凝的发生;而当流速大于约42 cm/s时,强动力条件导致絮团的破碎;盐水促进絮团的形成;水动力条件和盐度对絮团的形成均有一定时间的滞后;在浑浊带水域,盐度对粘性细颗粒泥沙絮凝的影响比水动力条件的影响即大且快;温度的影响整体表现为夏季絮凝强于冬季。
3.长江口近二十年悬沙含量变化与分析
悬沙浓度的分布大格局基本未变,但浓度普遍降低;1982年夏季悬沙浓度等值线在南槽口外和北港口外呈双舌状向东凸出,在2003&2005年,北港口外的等值线外凸现象不太显著。
4. 自主研发长江口风暴冲淤预测模型系统
通过对近五年影响长江口主要台风引起航道冲淤变化的逐个后报检验,进一步率定模型中的有关参数,大大提高长江口北槽航道风暴冲淤的预测精度,使预报系统达到了能为生产、建设单位提供台风骤淤灾害预警的实用化要求。