基于EOF法的长江口高潮位时空变化特征研究——长时间序列的高潮位EOF分析

根据长江口 6 个主要潮位站 1993-2008 年潮位资料,通过经验正交函数分析法(EOF 法)分析了长时间序列和三峡工程前后月平均高潮位变化规律以及 2000 年的日高潮位变化规律,并探究其影响因素。结果表明:EOF 分析前三个主成分贡献率为 98.19 %,可以反映潮位变化的主要过程。EOF1 的影响因子是径流量,在空间上均为正值,呈上游至下游递减趋势,时间系数呈季节性变化;EOF2 的影响因子是月平均海平面变化,在空间上有明显的分布差异,时间系数总体有上升趋势。三峡工程前后影响因子的作用有一定变化,径流量的影响增强,海平面减小。徐六泾以上河段的潮位站受径流丰枯影响,徐六泾以下高潮位受平均海平面控制更大。

引江补汉工程丹江口下游近坝段枯水期通航水位恢复试验研究

引江补汉工程补水口位于丹江口大坝下游安乐河出口约5 km处,且补水量与调水量基本一致,工程对航道的影响主要体现在减水段,为恢复枯水期通航水位需要开展航道综合治理。利用河工模型试验论证了综合治理方案的效果,并对方案进行了优化及进一步论证。结果表明,减水-补水212 m 3/s方案尾门水位分别为86.47、85.90 m条件下,引航道口—黄家港段水位下降,黄家港以下水位保持不变,其中引航道口水位下降幅度最大,分别下降0.08、0.19 m;综合治理方案1实施后引航道口水位下降均为0.02 m,减水段的水位仍未恢复至调水前的水平,主因是从安乐河口补水的水流并未能进入到左侧主航道内;基于试验研究结果,建议对综合治理方案进行优化,在沧浪洲出水口下沿布置2道护底带;通过试验论证了护底带的4个高程,建议护底带高程为85.5 m,并对护底带高程进一步细化论证;优化后的方案可使引航道口至黄家港段的水位略超过调水前的水平,其中引航道口处最大水位抬高0.06 m。

基于BP神经网络和三次样条插值法的感潮河段水位预报

针对常熟水利枢纽外江侧为感潮河段,提出一种基于BP神经网络和三次样条插值结合的感潮河段水位预报方法。结果表明,潮位预报预见期为1 d与2 d时,模型绝对误差分别为0.06 m与0.18 m,合格率分别为87.5%与70.9%,满足《水文情报预报规范》所规定的发布正式预报要求;预见期为3 d时,模型绝对误差与合格率分别为0.28 m与61.4%,满足参考性预报要求。水位预报预见期为1 d时,模型绝对误差为0.07 m,适用于枢纽的精细化调度;预见期为2 d与3 d时,模型绝对误差分别为0.13 m和0.18 m,可为枢纽运行提供精准的外江侧水位预报。

滁河南京段环境介质中环状挥发性甲基硅氧烷的污染水平与生态风险评价

环状挥发性甲基硅氧烷(cVMSs)因进入环境后存在潜在生态风险而受到广泛关注。研究采样测定滁河南京段地表水、沉积物及周边土壤中八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)和十二甲基环六硅氧烷(D6)3种cVMSs的浓度水平,并对其生态风险进行了评价。结果表明:地表水中D4、D5、D6的检出率分别为38.1%、95.2%、100%,总含量范围为13.66~77.90 ng·L^(-1),平均值为47.82 ng·L^(-1);沉积物中D4、D5、D6的检出率分别为66.7%、86.7%、100%,总含量范围为0.56~49.74μg·kg^(-1),平均值为13.95μg·kg^(-1);土壤中D4、D5、D6的检出率分别为66.7%、20%、100%,总含量范围为1.90~7.05μg·kg^(-1),平均值为3.57μg·kg^(-1)。地表水和土壤中D6的检出浓度最高,沉积物中则为D5,对比国内外其他地区的相关结果,cVMSs处于中低水平。生态风险评价结果显示,滁河南京段水体中cVMSs存在中高风险。

长江安庆段长江江豚分布特征及其影响因子探究

研究于2021年秋季至2023年夏季在长江安庆段(安庆市程营村-凤凰码头)开展了2个周年共8次目视考察,从种群数量、集群规模、迁移规律、栖息地偏好四个方面探讨了该水域长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis)的分布特征及影响因子。研究期间共观测到长江江豚555群次、1000头次,最大单次评估结果为192头;其中2023年观测到长江江豚336群次、603头次,较2022年分别上升53.4%和51.9%。研究期间长江江豚最大集群规模为8头,平均集群规模为1.8头/群。考察发现长江安庆段长江江豚总体呈连续分布,但存在明显的热点区域,其中张家州北汊、上三号洲、下三号洲洲尾及清洁洲洲头水域为长江江豚的重要栖息地,四个栖息地内观测头次分别占总头次的19.3%、4.9%、12.6%和10.8%。禁捕后长江江豚在河口汇流区活跃的月份增加并有从八里江安徽段向下游扩散分布的趋势,但码头、崩岸区对其栖息地范围的拓展仍存在一定影响,华阳河口以下江段仍只有清洁洲洲头水域为长江江豚的重要栖息地。因此研究认为在十年禁渔及鄱阳湖极端枯水频发的背景下,长江安庆段的长江江豚数量有明显上升趋势,同时长江江豚对各重要栖息地斑块之间迁移通道的利用情况逐渐好转,分布更具连续性。研究建议,应在长江江豚可能的聚集觅食区及迁移通道保持自然岸线占比,加大岸线整治力度,加强人类活动管控;根据极枯水位下鄱阳湖长江江豚迁移入江的时序特征,制定湖口-华阳河口水域的应急管理预案。

长江下游感潮河段水闸引排水能力的计算模型应用——以新孟河界牌水利枢纽为例

针对长江下游感潮河段水闸引排水调度的精细化需求,以新孟河界牌水利枢纽为研究对象,构建潮位预报与引排水流量计算模型。采用多元线性回归分析潮汐特性,结合镇江站与新孟河闸的水位实测资料,建立镇江站潮位动态预报方案。在此基础上,推求新孟河闸的过程水位,并构建闸下水位与引排水流量的函数关系,实现潮周期内引排水流量的精细化计算以满足水利枢纽调度需求。研究成果可为长江下游感潮河段水闸引排水调度提供理论方法和技术支撑。

长江南京段岸线长效管理和保护的实践与思考

岸线长效管理和保护旨在长期保证岸线管理和保护相关制度正常运行并发挥岸线预期功能。根据相关规划确定近期水平年规划目标和任务,通过分析管理和保护过程中面临的新形势以及出现的新问题,不断丰富、发展、完善管理和保护体制机制,实现长江南京段岸线的长效管理和保护。通过对岸线利用与保护实践的分析,从强调制度建设、落实监管责任、强化整体保护3个方面,确保岸线得到有效保护、合理利用和依法管理。

长江南京段历史洪水位追溯

沿长江南岸幕府山、燕子矶岸段的石灰岩崖壁上,保留着数道受江水浸淹形成的色深且具有溶蚀孔隙的水平印痕,沿江一线分布.在采石矶岸段的岩壁上也存在着高程大致相当的水位痕迹,反映出是保存在长江南岸岩壁上的区域性洪水位遗迹.经查阅现代水文记录与历史文献,分析对比区域地貌与沉积地层,初步论定:高出长江江面5～6 m,高程分别为8.5m和9.5 m的第一道和第二道水位遗迹是与现代长江洪水位相当的古洪水位遗迹,目前虽然已脱离长江江面,但现代长江洪水仍可达到此高度,其重现期为10～50年;高程为10.5 m的第三道水位遗迹较南京有文字记载的百年一遇特大洪水位仍高出0.3 m,相当于南京地区100～200年一遇的大洪水水位,由此印证长江南京段防洪堤高度合适;而最高的一道古水位遗迹高程为12.8 m,可能相当于全新世高海面时的洪水位.

长江南京段近岸沉积物中重金属富集特征与形态分析

在对长江南京段八卦洲和杨中两个冲积洲近岸沉积物及其优势野生植物中Al、Cu、Zn、Cr、Pb、Ni和Cd元素含量分析的基础上,分别考查了这些重金属的富集系数(EF)和生物富集因子(BCF),并采用BCR连续提取法对Cd的赋存形态进行了研究。结果表明,本区域长江近岸沉积物和野生植物中重金属存在不同程度的富集现象,两洲沉积物中Cu、Cr、Pb、Ni、Cd均有富集趋势,各元素EF>1的样品占总样品比例分别为Cu50%、Cr40%、Pb40%、Ni40%、Cd20%。而在野生桐蒿和芦蒿两种优势植物中Cd富集显著,其中桐蒿的BCF平均值高达2.57。采用BCR连续提取法对沉积物中Cd进行形态分析,结果显示,沉积物中Cd主要以酸溶/交换态(B1)和可还原态(B2)为主,二者分别为31.7%和45.5%,占到总量的70%以上,B1态远高于一般土壤和沉积物中重金属的分布,表现出很强的迁移性和生物可利用性。新生成沉积物较老沉积物中的B1态有显著增加,反映出沉积物越新,Cd的迁移性越强的趋势。研究结果说明长江城市段近岸沉积物中Cd受近期人为因素影响明显,具有一定的生态风险。

长江口综合整治工程前后潮汐特征分析

利用改进的Godin潮汐调和分析及预报程序,对长江口北槽附近横沙和北槽中两验潮站的潮位资料进行调和分析,得到不同年份不同时段11个分潮的振幅H、迟角g、平均海平面值Z0以及各站的特征潮位.根据计算结果比较长江口综合整治工程前后横沙站和北槽中站各主要分潮(M2,S2,K1,O1)调和常数的变化,分析综合整治工程前后特征潮位的变化趋势;利用工程前的潮汐调和常数预报2002年、2003年和2006年横沙和北槽中两验潮站的潮位过程,对预报潮位过程和实测潮位过程进行比较.分析结果表明,两站主要分潮的调和常数、特征潮位以及潮位过程,在整治工程后特别是2003年和2006年发生了较明显的变化.

长江河口动力与风暴潮相互作用研究

长江口是我国最大的河口,风暴潮是本地区最严重的自然灾害之一.本文分析了本地区风暴潮发生的特点,建立了中尺度气象模式驱动下长江感潮河段河口海岸风暴潮预报数学模型,分析了风暴潮与长江河口动力的相互作用.结果表明,长江河口地区受风暴潮作用特别明显,河口风暴潮最大增水在江阴与徐六泾之间,其位置受上游径流和河口潮汐的影响而摆动;并指出了长江口天文潮、风暴潮与长江洪水作用的一般规律,预测了长江口风暴潮作用下的洪水位.

长江口现代潮滩沉积物粒度特征及其在沉积相识别中的应用

本研究通过对长江口现代潮滩6个柱状样沉积物的粒度精细分析，试图提取研究区潮滩沉积相识别的粒度敏感指标，并通过对长江三角洲南部平原一个全新世钻孔（SL67孔）潮滩沉积物的粒度研究，检验现代沉积粒度敏感指标在全新世钻孔潮滩沉积相识别中的应用。研究显示，长江口现代高潮滩和中潮滩的黏性颗粒（＜8μm）和粗粉砂（32～63μm）含量差异显著，可以成为区分高潮滩和中潮滩的敏感组分；在开敞型的中、低潮滩之间，砂（＞63μm）和细粉砂含量（8～32μm）也差异明显。长江口现代潮滩沉积物的粒度频率曲线及众数值也可以有效协助区分高潮滩、中潮滩和低潮滩沉积物。利用上述粒度敏感组分和众数指标检验 SL67孔全新世早中期在海平面波动控制下的潮滩演替过程，并揭示了7.5 cal ka BP前后的一次海平面加速上升事件。

长江下游镇江至吴淞段潮位相关途径预报方法

选择镇江、江阴、浒浦、七浦、吴淞口等潮位站为研究对象,通过分析沿江各潮位站日平均水位的影响因素,利用多元线性回归建立了沿江各站日平均水位与上游大通站日平均流量过程的相关关系;在此基础上,考虑到沿江各站日平均水位除了与上游大通站流量有关外,还与吴淞口天文潮的大小有关,增加了能够反映潮差大小的相关因子,有效提高了相关方程的精度.由于吴淞口潮汐向上游传播时会产生潮差减小、相位后移、潮汐变形等水力现象,沿江各站的潮差大小与吴淞口潮差大小及长江干流的流量有密切关系,建立了相应的潮差相关方程.通过此相关途径方法来预报沿江各断面整点潮位过程,可取得较高的预报精度.

长江南京段新兴污染物污染特征及风险评估

在长江南京段上游至下游依次布设6个采样点采集水样,使用固相萃取和LC-MS/MS相结合的方法对5种选定药物的质量浓度进行测定,并采用风险熵模型评估其生态风险。结果表明,6个采样点均检测到药物存在。其中,四环素、红霉素、罗红霉素和氯霉素的检出率为100%,最高检出值为10.29 ng/L(氯霉素)。与国内外其他地表水相比,长江南京段水中的药物质量浓度较低。生态风险评估结果表明,长江南京段水中5种药物的风险熵值均低于1,对水生生物不存在高风险。

长江口北槽潮波传播变化特征研究

长江口深水航道治理工程实施后,北槽河势发生了巨大变化,北槽河床形态、水深的变化必将影响长江口潮波传播。为研究长江口潮波传播的变化,利用非结构网格FVM方法建立了大通至外海的大范围数学模型,研究长江口深水航道治理工程各分期工程对潮波传播的影响。研究表明:长江口深水航道治理一期工程因工程量相对较小,工程实施后,北槽潮波变化相对较小;二期工程后北槽潮波能量损失较大,高潮位略有抬升,低潮位大幅度抬升;三期工程后,潮波变化与二期工程基本一致。北槽导堤工程引起的潮波能量损失较小,丁坝工程致使潮波能量损失较大。

里下河地区引江能力分析

为了探讨引长江水对里下河地区冲淤的技术方案,拟对里下河地区的引江能力进行了水文分析。首先根据长江大通站水位系列资料计算,确定长江下游段的丰枯水年型,然后绘制典型年的潮位和相应的里下河地区水位过程对比图,弄清典型年引水特点和规律,最后通过各年型水位差及最大引江水量计算分析,得出典型年各月最大平均引江水量,据此可制定引江冲淤的技术方案。

长江口海面上升量分析

对当前全球性海面上升对长江口的影响问题作了定量的探讨，并通过计算长时间序列的验潮资料，得出长江口平均海面的变化大约具有２年的短周期，１０年，１９年的长周期。近７０年来长江口海面的上升速率为０．１８±０．０６ｃｍ／ａ．近４０年海面上升速率为０．２６±０．０７ｃｍ／ａ．

长江南京段水质自动监测点位优化

简述了长江南京段监测断面现状,用相关分析与聚类分析方法对水质监测数据进行了统计分析,对长江南京段水质自动监测优化布点提出了相关建议。

长江南京以下12.5m深水航道建设一期工程的主要技术问题与研究成果

提出了工程河段的水沙运动特征与碍航特性、航道整治的时机与关键部位、航道整治方案优化、航道整治建筑物新型结构等长江南京以下12.5 m深水航道建设一期工程建设的主要技术问题,分析了解决这些问题的思路与成果,有助于对工程的了解与潮汐河段航道整治技术的认识。

末次盛冰期以来长江下关-栖霞山段下切深度及沉积旋回

选择长江下关-栖霞山段作为研究河段,搜集了南京长江大桥、四桥附近的76个钻孔资料.根据地质钻孔资料,绘制南京长江大桥和长江四桥附近长江古河槽地质剖面.在拟建长江四桥附近的4个钻孔采集了沉积物样品,在-59.33m深度上河床相沉积物的年代为(14 682±110)a BP,据此判断位于该沉积层下部的上一期沉积旋回应形成于末次盛冰期;在约-42.7m深度上河床相沉积物的年代为(11 305±130)a BP,该层以上应是全新世以来的沉积.末次盛冰期长江南京下关-栖霞山段古河槽埋深在-90m以下,形成局部深切.古河槽中充填了3次从粗到细的沉积旋回:约-65m以下的深槽中为末次盛冰期时的沉积旋回,-65～-40m为晚冰期的沉积旋回,-40m以上为全新世以来的沉积.