河口滩槽体系物质交换的新机制:潮间侧向环流

       滩槽系统是河口普遍存在的地貌形态,其易形成显著的侧向环流。侧向环流对浅滩与深槽间的物质输运、深槽内的泥沙淤积、地貌变化等过程将产生重要影响。但侧向环流在潮周期时间尺度上如何影响物质输运,以及物质(盐度或泥沙等影响水体密度的溶解、颗粒态物质)输运过程对侧向环流的反作用机制尚不明确。本研究选择在典型的长江口北槽滩槽系统中布放高精度近底三脚架观测系统,发现了潮周期内一种具有特征性的盐度变化模式,这一盐度变化正是由水体侧向(由边滩向主槽)流动所产生,因而可作为滩槽系统内侧向流存在的一个普适性指示;并结合数值模型,模拟了该盐度变化模式在侧向环流影响下的生成、维持和扩展、以及消亡的完整过程,并确定了滩槽间盐度梯度对侧向环流形成的贡献。研究还发现,这一规律性的水体侧向流动与河口工程措施,例如导堤丁坝等结构也有密切关系。因此,此项研究在河口整治工程应用上也具有重要价值。研究中所发现的盐度变化模式不仅存在于长江口北槽,在世界其他典型河口也有相似过程。因此,该研究成果可扩展到其他潮控滩槽系统中。本研究近期发表于Journal of Geophysical Research: Oceans


图1:(a)北槽内盐度变化过程,观测位置为(b)中红点位置;(b)模拟落憩时期北槽底层盐度分布与流场示意,右上为盐度变化;(c)距观测位置最近的丁坝去除后与(b)对应的模拟结果;(d)模拟落憩时期过观测点的垂直航道剖面上盐度分布与流场示意;(e) 距观测位置最近的丁坝去除后与(d)对应的模拟结果。
Zhou, Z., Ge, J., Wang, Z. B., van Maren, D. S., Ma, J., & Ding, P. (2019). Study of lateral flow in a stratified tidal channel‐shoal system: The importance of intratidal salinity variation. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124. https://doi.org/10.1029/2019JC015307