2018年长江口枯季盐度监测与分析

为服务长江口周边地区经济社会发展,有效应对盐水入侵,依据2018年枯季在长江口进行的定点盐度、潮位监测资料,对长江口南北支河段盐度在时空变化上进行了分析.研究结果表明:①盐度日变化过程显示,大潮期间,各测点盐度变化受潮位变化影响较为明显;小潮期间,只有灵甸港(二)、连兴港2个测点盐度受潮位变化影响较大.②盐度月变化过程...     

长江口盐水入侵特征及规律

在分析长江口2002年3月枯季全潮水文测验资料的基础上,建立了“长江口—杭州湾—舟山群岛”海域大范围二维水流盐度数学模型,对长江口盐水入侵的特征及规律进行了研究。结果表明:受北支盐水倒灌影响,时间上南支某些水域不同于一般的涨(落)憩时盐度达到峰(谷)值,而是涨憩时盐度达到谷值,落憩时盐度达到峰值;空间上南支盐度分布在大潮期间呈现出“高—低—高”的格局,口门处的盐度在涨憩时明显大于落憩时,数值模型计算结果与实测数据分析相一致。同时,通过对北支潮径动力分析可发现,外海潮差越大,上游径流量越小,北支盐水倒灌南支的可能性越大,即北支口分流比随上游径流量呈指数增长,而与外海潮差成反比。研究成果可供研究长江口盐水入侵科技人员参考。     

长江河口枯季北支盐水倒灌特征分析

基于2002年长江口水沙盐原型观测资料,分析该年枯季长江口南北支、南北港及南北槽水域盐水入侵源和盐度的时空变化规律,从多种角度阐述北支盐水倒灌的特性。结果表明:2002年1～3月,长江月平均径流量与历史上两次特枯水文年北支发生倒灌时流量值相当;大潮期间,外海上溯至北支的咸潮强度增大,北支盐水倒灌南支严重,倒灌的盐水最远可波及南、北港分流口。通过相关分析,得到该区域盐度与盐水入侵长度呈三次曲线关系,相关关系式在有无北支倒灌情况下有所不同。     

长江口盐水入侵研究

根据长江口盐水入侵的历史和现状 ,指出流域大量蓄引提供水工程、北支入流条件恶化、湖泊和河槽调蓄能力减弱等是导致长江口盐水入侵加剧的主要原因 ,而南水北调工程将使入海径流减少以及北支河势继续恶化、海平面上升加剧 ,河口整治与开发是今后所面临主要的问题。在总结长江口盐水入侵研究现状的基础上 ,提出了一些初步想法。     

后三峡工程时代长江口水源地盐水入侵规律及其应对措施

在简述长江口盐水入侵主要影响要素与特性的基础上,对三峡水库运行以来长江大通水文站年径流量、月径流量的变化规律进行了简析,发现长江下游仍呈现典型丰、平、枯水年特征,其季节变化规律也十分显著。同时对后三峡工程时代的长江口水源地盐水入侵特征进行了研究,结果表明,枯水期水源地咸潮入侵与其发生首日的大通水文站前6日日径流量相关性相对较好;影响期一般在农历九月至来年四月间,尤以二月最为严重;各月呈现出以初八和廿二为“双驼峰”型的氯化物质量浓度峰值分布特性。提出了进一步减轻长江口盐水入侵对上海水源地供水安全影响的建议,包括采取加强流域与区域信息资源共享、北支控制工程联建、长江口水源地（水库群）联动开发等措施。     

长江口水源地取水口盐度对径潮动力的响应

上海市饮用水的80%来自长江口三大水源地——陈行水库、青草沙水库和东风西沙水库。枯季盐水入侵一直是长江口水源地安全面临的最大威胁。作为河口区域的主要动力, 有必要进一步研究径流和潮汐对长江口水源地盐水入侵的影响。通过建立长江口平面二维潮流盐度数学模型, 对长江口盐水入侵进行模拟, 分析了水源地取水口盐度过程与潮位过程的关系, 探讨了北支盐水倒灌对水源地的影响。研究结果表明:三大水源地因位置不同, 盐度过程线特征也不相同。水源地取水口盐度过程线与潮位过程线的关系可作为受北支倒灌盐水和正面入侵盐水影响程度的重要依据。北支盐水倒灌发生时, 东风西沙水库、陈行水库、青草沙水库水源地分别在大潮、中潮及小潮时受倒灌盐水影响最为严重。随着径流增大, 水源地受盐水入侵影响的时间会提前, 但是盐度则随径流的增大而减弱。     

长江口盐水入侵数值模型研究

本文利用ECOM模式建立了一个长江口水动力盐度三维数值模型。当水底地形变化比较剧烈时,原ECOM模式中水平扩散项的计算就可能产生虚假的流场和物质输运,所以文中首先对ECOM模式物质输运方程的水平扩散项计算方法进行改进,采用返回z坐标系计算,离散变量利用σ层二次Lagrange插值得到。对于改进方法,文中采用Huang＆spaulding提出的数值试验进行验证,证明此方法大大地提高了水平扩散项的计算精度。改进模型采用长江口实测水文资料进行率定验证,计算和分析了南北槽垂向盐度分布和盐水通量过程,结果表明,模型能较好反映测点盐度变化过程,也能较好地模拟出垂向表底层的盐度差异。     

北支盐水入侵对长江口水源地影响研究

在介绍长江口(徐六泾以下)已建和规划水源地分布以及氯度观测站布设情况的基础上,根据近10 a的长序列、大范围氯度同步观测资料,揭示了长江口南北支水域洪、枯季含氯度时空分布的主要规律,明确提出:南北港盐水上溯对长江口已建和规划水源地的连续不宜取水天数不构成威胁,而北支盐水倒灌是南支水域盐水入侵的主要来源,近年有显著增强的趋势.采取适当的工程措施,削弱或切除北支盐水倒灌进入南支的源头,对低成本开发和利用长江口淡水资源,支持南水北调工程上马,确保上海、江苏两地可持续发展具有重大的战略意义.     

浅探盐水入侵对陈行水源地影响程度的评价项目与指标

本文以枯季长江口长序列水文监测资料为基础，以北支盐水人侵对长江口水源地影响的研究为理论依据，提出了盐水入侵对陈行水源地影响程度的评价项目及系统评价指标，可为长期、中期、短期准确预报长江口的盐水入侵，为陈行水源地避成蓄淡提供调度依据。     

长江口盐水入侵对海平面上升的响应特征

基于MIKE3软件建立了潮流作用下长江口三维水动力及盐度输运数学模型, 采用实测潮位、流速、流向以及盐度资料对模型进行了验证。运用验证好的数学模型对海平面上升后长江口枯季盐水入侵进行了模拟, 从而分析海平面上升条件下长江口枯季盐水入侵的响应特征, 得出以下结论:海平面上升1 m后, 北支上段、南支、南北港以及南北槽的盐度均上升, 南支平均盐度均超过0.45 psu, 北支中下段的盐度却明显减小;海平面上升后潮汐的作用更强, 北支下段底层层化现象减弱, 北支径流动力增强, 表层层化现象增强, 表层Richardson数达150;南槽Richardson数底部减小, 表层增大, 但垂直结构趋势变化不明显。     

长江口北支水道水沙特性分析

从实测资料出发,结合水流数值计算成果,对长江口北支水道的水流、泥沙和含盐度等资料进行分析,得出了北支水道的水沙特性,并分析了水沙变化与河床变化的相互关系.北支水道在1958年南通河段河势控制后,径流分流比逐年下降,并渐趋稳定于3%左右.北支水道受径流影响越来越小,主要受潮流作用.随着水沙特性的逐年变化,北支水道0 m以下槽蓄容量逐年减小,并渐趋稳定,北支上段为逐年淤积最快的区域.由此反过来影响了水沙条件的进一步变化,使北支上段平均潮差增加,北支的会潮点由崇头附近下移至青龙港附近.     

钱塘江河口咸水入侵长历时预测和对策

对钱塘江河口咸水入侵数值预测方法进行了分析,认为对短历时（15d）可联合求解一维水流运动和氯度对流扩散方程进行预测;对长历时（半年）高强度河床淤积、天文潮的月际变化,还要耦合不平衡泥沙输移和河床变形方程的动床数学模型或基于实测资料的统计模型。在实测资料分析和氯度验证的基础上,采用所建立的长历时预报模型研究了钱塘江河口的咸水入侵,结果表明,通过新安江水库增大下泄量,采用“大潮多泄、小潮少泄”的非均匀放水的顶潮拒咸对策,可以有效减少取水口处氯度值及连续超标天数和总超标时间。预报实践表明,采用本预报模型得到的富春江电站下泄的最小流量能满足杭州市各取水口不同时期超标时间的要求。     

长江口水源地咸潮入侵应对预案体系

基于对长江口咸潮入侵及其发展态势、水源地咸潮入侵影响因素及其灾害应对措施等的分析,研究了长江口区水源地咸潮灾害应对预案的框架体系及相关要素或指标,提出了预案组织与职责、监测、预报、预警、应急响应、保障等体系的设计方案。     

1974年以来长江口北支沙洲演变过程遥感监测

1974年以来,长江口北支沙洲处于快速演变中。应用1974~2013年逐年的卫星遥感影像,对长江口北支主要沙洲的演变过程进行了分析。结果表明:长江口北支沙洲在40 a间处于不断地发育和消失过程中,以永隆沙和兴隆沙逐步并入崇明岛、新村沙发育形成并不断壮大为典型。此外,周围还有一些沙洲处于不断地形成、壮大和消失过程中。研究成果可为长江口北支沙洲的开发利用、生态保护等提供数据支撑。     

长江口北支平面改善方案对咸潮倒灌的控制效果

为了分析长江口北支外顾园沙3种不同围圈方案对咸潮倒灌的控制效果,基于EFDC二维水盐模型,模拟出方案实施前后南北支流场、盐度场分布以及重要水源地盐度变化。结果表明:(1)工程后北支口连兴港处潮流量减小,且单独圈围方案(方案一)进潮总量最小;(2)方案一流场变化最小,并北岸方案(方案二)、并南岸方案(方案三)导堤内侧深槽流速明显增大;(3)方案三北支高盐水上溯范围最大,而南支水源地盐度下降,陈行水库、青草沙水库、东风西沙盐度值分别下降32.16%,27.90%和13.38%;(4)方案二北支盐度通量与现状最接近,方案三盐度通量减幅最大;(5)南支盐度的整体变幅明显小于北支。3种方案下北支口潮动力有所减弱,且潮流量越大减弱效果越明显,但该削弱作用很有限,故对北支咸潮倒灌控制效果并不显著,还需结合其他工程措施。     

长江口北支近期水流泥沙输移及含盐度的变化特性

为了保障长江口北支的航运功能,满足沿江两岸引排水需求,对20世纪70年代以来长江口水文观测资料进行分析.结果表明:近期北支分流比持续减少,涨潮分流比大于落潮;洪、枯季涨落潮分沙比呈减小之势,且均大于相应的分流比.近年来,泥沙倒灌南支现象有所减弱;北支河段受径流影响逐渐减小,主要受潮流作用影响,但随着下段喇叭口逐渐收缩,...     

长江口北支咸潮倒灌控制工程水动力数值模拟

运用水流数学模型对长江口北支咸潮倒灌控制工程方案进行模拟,分析了3个控制工程方案实施后的效果及对周边区域的影响。结果表明,综合咸潮倒灌的控制效果、防洪排涝影响及对南支的影响等,中束窄方案为本研究的推荐方案。     

长江干流河口地区枯水季水量分配研究

针对枯水年枯水季,因河道径流量较少,盐水入侵的频率和强度显著提高而引起的长江河口沿岸地区生产生活用水安全,文中结合长江口地区水资源利用和水环境现状,以大通以下长江干流地区在枯水季水量分配为实例,在初步预测未来河口地区水资源需求的基础上,提出长江口地区水资源配置的思路、方法及方案框架。     

长江口盐水入侵对径流变异和海平面变化的响应

基于1960—2019年长序列实测径流、潮位资料,采用Mann-Kendall检验和Theil-Sen估计分析了长江口径流变异和海平面变化趋势,结合MIKE21水动力模型和蒙特卡罗方法,提出了计算盐度超标率的方法,并对长江口盐水入侵风险进行了评估。结果表明：径流对数值的年方差和平均海平面高度分别呈显著下降和上升趋势;预计到2060年和2100径流对数值的年方差分别减小30%和60%,平均海平面高度分别上升0.2 m和0.4 m;海平面上升增大了长江口盐度超标率,河口中段的盐度超标率增幅相对明显;随着径流变异性的减小,长江口沿线盐度超标率呈交错增减变化;2060年和2100年长江口平均盐度超标率将从46.9%增大到52.2%和54.9%,其中海平面变化对长江口盐水入侵的影响显著大于径流变异。