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长江口是典型的多泥沙混浊河口之一,在国际河口海岸研究领域占据着十分重要的地位。高潮滩盐沼是河口潮滩的重要组成部分,是潮滩动植物及各种微生物的聚集区域,不仅对海岸带的保护有屏障作用,而且同时对环境变化的响应也最为敏感。随着长江口三角洲的发展,潮滩盐沼潜在的可利用资源日益重要。同时,人类活动对其产生的威胁也引起政府以及专家学者的关注。因此,近年来众多学者专家专注海岸带潮滩研究,采取了多种手段和方法,取得了众多成果。但基于长周期野外实测的盐沼潮流过程研究还有待进一步加强。
本研究于2007年春、夏两季对崇明东滩高潮滩盐沼区域的实际潮流过程进行了长周期实地勘测,并首次尝试在潮滩利用ADCP获取数据,基本完成了与研究相关的野外实测、数据收集和样品采集等工作,以及经过实验室分析后得到的海三棱蔗草的垂直分布生物量。在此基础上,本文探讨了长江口崇明东滩盐沼潮流过程,主要取得了以下几个方面的研究成果:
(1)崇明东滩盐沼潮流过程变化特征如下:潮汐呈现不对称性,落潮期历时比涨潮期历时长0.1-0.5h;涨潮期流速是落潮期流速的1.07-1.95倍。平静天气条件下(风速<5m/s),潮流过程在涨潮期和落潮期各出现一个流速峰值,但受盐沼影响落潮期的峰值远小于涨潮期;大风天气条件下(风速≥5m/s),潮流过程出现单峰值,最大流速在接近转流阶段的涨潮末期出现。沿岸流势力通常强于垂岸流势力,水深较大时尤为明显。潮流势力(最大水深相当于潮差)对垂向流速的影响显著,最大水深越大的潮周期,其垂向流速越大。
(2)根据经典流速剖面von Karman-Prandtl模型,采用u-lnz线性关系分析法,对流速剖面特征和各潮次符合对数分布的剖面数量进行了统计分析,发现最大水深大的潮周期出现符合对数分布剖面的频率较大,涨潮期出现频率大于落潮期。再根据内部一致性要求做计算,同样发现最大水深大的潮周期满足内部一致性要求的水层较多。潮流垂线平均流速分布受风、波浪、垂线流速变化、底床形态等因素影响。风浪大时,垂线平均流速剖面易偏离对数分布。平静天气下,最大水深较大时,则表层流速偏离对数分布,最大流速出现在次表层。近底层流速因受底床形态影响,流速剖面偏离对数分布。海三棱蔗草的垂直分布生物量是影响垂线平均流速的因素之一,生物量越大,流速越小。
(3)涨潮期流速垂线梯度大于落潮期,即涨潮期水层间流速之差大于落潮期。流速的垂线梯度受到潮流流速大小的影响,涨潮期流速大,流速垂线梯度则大,而落潮期流速小于涨潮期,则其流速的垂线梯度比涨潮期小。
(4)通常情况下,瞬时水深变化呈“纺锤型”——涨潮初期瞬时水深变动较小,随后逐渐增大,中间时段出现高峰,落潮期瞬时水深变化又逐渐转小。但在0802D潮周期中间时段却出现瞬时水深变化的低谷,这是由于此时水深较小的缘故。