长江口南港河势变化及吴淞口锚地维护方案

吴淞口锚地是上海港最主要的锚地之一,位于长江口南港河段。本文收集南港河段测图资料,分析了南港河床演变及锚地水深资源变化,提出了局部锚区维护疏浚方案,以改善吴淞口锚地的锚泊条件,提升安全保障。

基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析

为探讨长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征,本文从解析解的角度构建了潮汐河口水沙输运数学模型,并将其应用到长江口南港某横断面上。南港水动力主控于半日潮流,余流主要由陆相径流及本地非线性对流项驱动,悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,水沙分布的计算结果与实测结果在结构上基本一致。通过输沙函数进一步分析表明,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧。扩散输沙指向南侧主槽,因其总是指向悬沙浓度梯度的负方向。在各输沙因子的综合作用下,南港中大量悬沙捕集于河槽北侧,使得河槽北部底层潮平均含沙量值达到最大值。

长江口南港水动力及悬沙的时空分布特征

通过2011年8月中旬一个大潮期间长江口南港某横断面上的5个定点水沙观测资料,分析了南港水动力及悬沙在潮周期及横断面上的分布特征。结果表明:在时间尺度上,南港潮位波动以半日分潮为主,日分潮较小;受径流及Stokes漂流的影响,涨潮流流速明显小于落潮流流速;含沙量随潮波动现象明显,波动频率是潮流的2倍;在空间尺度上,南港纵向流速最大值分布在南侧主槽,转流从北侧副槽率先开始;侧向流主要是由科氏力对纵向流的偏转作用形成;北侧副槽平均含沙量大于南侧主槽;半日潮流驱动下,平均含沙量在急流和憩流时刻将分别增大和降低;半日潮流和余流共同驱动下,在落急时刻和涨急时刻分别会增大和降低平均含沙量。

长江口南北港水下地形演变数值模拟研究

南北港是长江口“三级分叉、四口入海”格局中的二级河道,也是连接南支河道和北槽深水航道的重要通航水路,对其冲淤演变特征及未来演变趋势开展数值研究具有重要意义。首先构建了包含整个长江口的水沙动力学数值模型,在实测资料验证下使用地貌加速因子对未来60 a间南北港区域的河道演变趋势进行了模拟分析,同时结合南北港2006~2016年间的实测水深数据开展对比分析。结果表明:①在新的来水来沙条件以及本地青草沙工程影响下,南北港水下地形经历了显著的冲淤演变过程,实测数据和数值模拟结果均显示出“滩淤槽冲”的基本演变格局,即河道冲淤深度与水深基本呈线性关系;②冲淤演变的转换水深约为-4~-6 m,未来60 a内深槽区域的最大冲刷深度可达-12 m;③基于河口泥沙的空间运动滞后效应,分析此种河口“滩淤槽冲”模式实际上是由岸滩和深槽之间水质点和泥沙颗粒输运的相位差所致。