近30年来长江口北支及口外沉积特征及输移趋势

近30 a来长江口北支在自然和人类活动影响下,沉积物特征及输移趋势发生显著变化。研究基于2015年和20世纪80年代沉积物粒度调查资料,通过粒度对比、趋势分析等方法,探讨长江口北支及口外沉积特征与输移趋势。结果表明:长江口北支及口外沉积物类型以粘土质粉砂、砂质粉砂和砂为主,近30 a来平均中值粒径减小20%左右。其中,北支口内粒径减小约30%,表明北支口内整体为淤积环境;口外0～10 m水深区域粒径增加约25%,表现为风浪和潮流作用下的侵蚀特征; 10 m水深外,粒径略有减小,沉积特征基本稳定。从沉积物输移趋势上看,北支崇头至灵甸港河段,沉积物较粗,以径流作用下的沉积为主;灵甸港至三条港河段,沉积物输移趋势向下指向三条港,其中灵甸港至三和港河段边滩粗、主槽细,径潮流交汇作用明显;三条港以下河段,沉积物以海域来沙为主,颗粒细,输移趋势指向上游;北支口外,0～10 m水深区域,沉积物粗化,沉积物随水深增加变细,其中0～2 m水深区域,砂含量占比超过90%; 10 m以深离岸水域,沉积物输移趋势不显著。流域来沙减少和北支围垦工程建设,致使沿岸泥沙补给不足,口外浅滩泥沙在风浪和潮流作用下,一部分随涨潮流向口内输运,一部分随落潮流向外海扩散,构成北支及口外沉积物输移趋势格局。

长江河口表层沉积物输移特征分析

基于聚类分析和Gao-Colliins粒径趋势分析模型对长江口948个表层沉积物样品的特征及输移进行研究,结果表明：长江口表层沉积物的变化可划分为3类：第一类沉积物以粉砂为主,主要分布在长江口外东南方向10~40 m等深线以浅区。第二类沉积物主要以粉砂质砂、砂质粉砂为主,主要分布在长江口苏北沿岸以东海域20~40 m等深线之间。第三类沉积物以细砂、中细砂为主,分布区域主要在苏北沿岸地区。长江口外沉积物整体的输移趋势大致可分为沿岸向南和朝口外偏东北两个方向。长江北支出口附近沉积物有向河口内输移的趋势,北支口外20~40 m等深线之间有来自苏北沿岸、外海陆架的来沙在此汇聚后转向东北方向输移。南、北港口外受径流、沿岸流的影响大部分沿岸向南输移,另一部分向外海陆架输移,并在10 m等深线处部分泥沙输移趋势逆时针偏向东北,在研究区域东北角存在有陆架向河口的输移趋势。

人类活动影响下磨刀门河口的泥沙输运沉积

磨刀门河口的自然演变进程深刻叠加了人类活动的影响,河口的地貌演变、水动力特征和泥沙输移沉积、底床冲淤趋势等发生显著变化。对围垦滩涂和修建治洪导堤两个主要人为治理措施的影响进行分析,得出整治前的磨刀门河口深槽水流散漫、泥沙漫滩沉积的状况得到改变,治理后河口的干支水道格局明确,水沙归槽输运,其中磨刀门水道因河槽束水束沙,径流输运显著,河槽呈现冲刷、延长的趋势;洪湾水道和白龙河水道亦河槽断面窄化、深化;磨刀门河口呈现出向外海延伸发展的趋势。

北戴河中海滩人工养护前后沉积物粒度变化特征

依托秦皇岛北戴河中海滩养护工程,对养滩前后不同时期抛沙区内外表层沉积物样品进行粒度实验,获得沉积物粒度参数,并结合Gao-Collins粒径趋势模型,对海滩养护后沉积物粒度变化特征、沉积物输运变化以及抛沙区外未养护海滩沉积物的影响进行研究。结果显示,海滩养护后,抛沙区内沉积物粒度总体细化,在养滩初到养滩之后6个月期间,抛沙区内沉积物变细、分选变好,这是由于外来抛沙的混杂和夏季ES向波浪的搬运作用,抛沙物质和原始海滩沙混合,抛沙区外变化趋势相反。养滩9个月后,由于冬季暴风浪的增多,抛沙区内沉积物遭受侵蚀并在抛沙区外淤积,抛沙区内沉积物变粗、分选变差,抛沙区外沉积物变细、分选变好。15个月后,抛沙区内外沉积物均变细,冬季侵蚀的海滩得到恢复。沉积物净运移趋势由沿岸输移逐渐变为垂岸输移,这是由于经过1年多的时间,海滩与区域动力环境相适应,海滩处于横向输沙动态平衡的状态,即夏季向岸输沙、冬季离岸输沙。

潮汐水域油污染计算

采用河口海岸三维模型(POM模型)计算了杭州湾、长江口的潮致流场.在此基础上,对杭州湾北岸的中港、星火和金山3个排污口冬、夏两季排放的含油废水油浓度分布进行了数值模拟.计算结果表明,在杭州湾、长江口以半日潮波占支配地位,其潮流场以M2分潮为主;在长江径流的影响下,潮致余流组成不甚明显的不对称顺时针方向的涡旋,有利于污染物向杭州湾外输移.从污染物向杭州湾外输移的情况来看,以中港较为有利,星火次之,金山较差.在现有计算条件下,取排污口油浓度初值为10 mg/L,3个排污口排出的含油废水均可达到国家Ⅲ类水质的标准.