【摘 要】
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长江口是一个典型的多级分汊型河口,受河势影响长江口存在着不同形式的盐水入侵现象,其中最重要的特征是北支盐水倒灌南支。盐水倒灌制约着南支淡水资源利用,对上海市供水安全造成严重威胁。近些年随着北支河势逐年淤积缩窄,北支水动力和盐水倒灌也发生了较大的变化。模拟北支不同河势下盐水倒灌的动力过程,对揭示盐水倒灌的动力机制具有重要科学意义,对南支淡水资源利用具有重要的现实意义。本文主要利用遥感技术分析了197
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长江口是一个典型的多级分汊型河口,受河势影响长江口存在着不同形式的盐水入侵现象,其中最重要的特征是北支盐水倒灌南支。盐水倒灌制约着南支淡水资源利用,对上海市供水安全造成严重威胁。近些年随着北支河势逐年淤积缩窄,北支水动力和盐水倒灌也发生了较大的变化。模拟北支不同河势下盐水倒灌的动力过程,对揭示盐水倒灌的动力机制具有重要科学意义,对南支淡水资源利用具有重要的现实意义。本文主要利用遥感技术分析了1974年以来北支岸线变化,利用三维数值模式ECOM-si,精确模拟了1974年以来北支不同河势下盐水倒灌的变化过程,以及结合观测资料,模拟了2007年以后南北支分汊口新生沙体和北支下段淤积对水动力和盐水入侵的影响,取得了以下主要结论。利用遥感技术分析了长江口北支岸线变化,90年代之前,北支两岸岸线主要变化有永隆沙并岸、海门港附近圩角沙圈围。90年代后人类活动较多,北支岸线变化较大,主要有上段新悦沙围垦和崇头外侧淤积滩地的形成,以及中段老灵甸沙、新隆沙、新村沙围垦并岸,下段北湖和崇明东滩圈围等。围垦工程使得北支岸线外移幅度较大,北支的平面形态逐渐束窄为上、中段宽度均匀缩窄的喇叭型河势。1974年至今,北支围垦面积约483 km~2,围垦工程直接束窄了河宽,淤浅了河槽,对北支河势的稳定造成了极大影响。以长江口上游大通水文站多年1-2月平均径流和长江口地区1-2月平均风况为水文、气候条件,数值模拟了北支在1974、2007、2016年河势下水动力和盐水入侵的过程。结果显示1974-2007年河势变化导致连兴港附近枯季大潮期间涨潮量下降28.2%,落潮量下降31.9%,小潮期间涨潮量下降44.2%,落潮量下降23.8%。2007-2016年河势变化导致大潮期间涨潮量下降20.6%,落潮量下降23.2%,小潮期间涨潮量下降26.2%,落潮量下降23.7%。从南支水库取水口盐度随时间变化序列、北支单宽水通量和盐通量、表底层盐度分布及其变化看,北支河势变化导致北支盐水倒灌减弱明显,东风西沙、陈行和青草沙水库取水口的盐度减小明显。河势变化有利于南支淡水资源利用。利用2020年5月南北支分汊口附近观测资料以及2007、2016年实测水深数据为基础,分析北支上端新生沙体和下段淤积对水动力和盐水入侵的影响。通过对新生沙体分汊河道定点观测,表明该处落潮流占绝对优势。大潮时段观测结果显示落潮时间远大于涨潮时间,南支涨潮流通过主汊道大量进入北支,新生沙体对南支潮流进入北支起阻挡作用,改变了南北支分汊口局部水动力格局。数值模拟结果表明,新生沙体导致在一个大小潮周期内盐水倒灌量增加24.9%,新生沙体明显增强了北支盐水倒灌。数值试验结果还得出新生沙体若继续淤浅0.85 m,北支盐水倒灌将不再增加。北支下段淤积导致连兴港附近大潮涨落潮量分别减少15.2%和16.4%,小潮涨落潮量分别减少21.2%和19.0%,大潮期间高潮位下降,低潮位抬升,盐水入侵减弱。
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