新洋港河口悬沙特征与再悬浮过程

中小型入海河口由于数量众多、分布广泛,其沉积动力学特征对于河口区的地貌环境演化等具有重要意义.新洋港河口是江苏淤泥质平原海岸上的典型中小型建闸河口,本文通过在新洋港河口进行的高精度三船同步现场观测,研究了河口的悬沙特征及沉积物对再悬浮作用的响应状况.结果表明,潮周期内悬沙浓度变化显著,涨潮及开闸放水期间悬沙浓度较大,最大平均悬沙浓度达1.45g·L^-1;而在其它时间段内悬沙浓度较小,从口门至闸门悬沙浓度有逐渐增大趋势.潮周期内典型时刻悬沙垂向分布符合＂L型＂分布特点,表、底层悬沙浓度差异显著.在有径流下泻期间,悬沙浓度垂向变化较为均匀,水体混合作用显著.悬沙平均粒径介于5～10μm;悬沙组分以粉砂为主,平均含量在70%以上.闸下及入海口区域再悬浮作用显著,最大再悬浮通量为10-4～10^-3 kg·m^-2·s^-1,从口门至河闸呈递减趋势;同时,悬沙出现粗化现象,砂组分含量增加.

风浪扰动下南四湖悬浮颗粒物分布与侵蚀深度模拟

风浪扰动下河湖底泥再悬浮和沉降过程中悬浮颗粒物的分布、沉积对区域水土保持与环境保育具有重要意义。以山东南四湖南阳湖区为研究对象,在风情统计的基础上,利用Y型旋浆式底泥再悬浮装置对底泥再悬浮和沉降过程进行模拟,并对底泥悬浮颗粒物的动态分布特征和物理侵蚀深度进行研究。结果表明:小风、中风和大风扰动条件下,夏季和冬季南阳湖湖心区最大悬浮物增量分别比河口区高35.8%、25.0%、47.1%和54.2%、74.1%、22.7%,大风作用下湖心区和河口区夏季比冬季最大悬浮物增量分别高62.2%和22.6%;沉降过程显示,最初沉降6 h内,不同风速下悬浮物量均下降85%以上,20 h后,水柱中悬浮物浓度与风浪前初始浓度趋于一致;南阳湖不同风浪扰动条件下表层底泥侵蚀深度在0.09~13.73 mm之间。风浪扰动下南阳湖底泥再悬浮规律在空间和季节上差异显著,这种差异主要是由表层底泥颗粒尺寸的不同和冬季湖面被菹草大面积覆盖所致;风浪扰动停止后,最初沉降6 h是水体透明度恢复的关键;常规风情下,南阳湖底泥很难出现分米级甚至厘米级的表层底泥侵蚀。

强潮环境下悬沙对底部边界层的影响

对杭州湾金山深槽附近两个定点站位的大潮期间同步水文、泥沙观测结果进行了粉砂分布区再悬浮效应的分析,提出了根据再悬浮过程反演底床切应力的新方法。研究结果表明,在强潮动力、高悬沙质量浓度环境下,即使无密度成层性,悬沙质量浓度对底部边界层的影响仍然存在,表现为底部切应力的减小。在这一条件下,如仍然采用卡门-普朗特模型(κ=0.4),则估算的底部切应力将大大高于实际的数值。

水沙交界面冲刷与淤积的同步性探讨

在悬沙与底床泥沙的交换过程中,冲刷的同时是否伴随着悬沙的淤积,这对于了解水沙交界面泥沙通量至关重要,冲刷和淤积的具体过程值得进一步探讨。本文分析总结了几个系列实验,包括经典的Krone、Mehta、Partheniades等的实验,并从近底泥沙通量的几个不同提法出发,分析各自所描述的冲刷和淤积过程,结合Sanford等在一些河口、海湾的分析,认为近底水沙交界面附近,不论非粘性粗颗粒泥沙还是粘性细颗粒泥沙,冲刷和淤积同时发生。利用再悬浮过程解释细颗粒泥沙冲刷与淤积过程同时发生的问题,从而进一步完善近底泥沙交换现象的物理图谱。