伶仃洋洪季悬沙平面分布特征及成因探讨

基于伶仃洋河口2007年洪季(8月)潮流和泥沙现场观测资料,通过实测资料分析结合二维泥沙数值模型的方法,分析其悬沙浓度平面分布特征。结果表明,悬沙浓度从伶仃洋湾顶虎门至湾口沿西槽向海在纵向上呈现出先减小再增大后减小的变化趋势;横向上,西槽最大,东槽和中滩次之;内伶仃岛西北侧海域为含沙量高值中心。悬沙纵向输移机制分析表明,伶仃洋洪季输沙主要贡献项为平流向海输沙、潮汐捕集和垂向环流的向陆输沙,其中后两项在内伶仃岛附近的贡献较大。潮流、径流来沙、径潮强度对比以及地形边界作用为悬沙场平面分布差异的主要成因。

基于高频ADCP资料的磨刀门河口羽状流湍流动力特征

利用1 200kHz的宽频RDI ADCP于2015年7月在磨刀门河口拦门沙前缘的浅水站和沿岸流影响的深水站进行座底观测,采样频率为1Hz,数据经滤波去噪处理,应用方差方法分析了磨刀门的羽状流湍流动力特征。结果表明,磨刀门河口水流表现出3层流结构,峰值流速出现在表层的羽状流层,深水区雷诺应力量级为10-3~10-5 m2/s2,小于拦门沙前缘的湍流脉动强度;拦门沙前缘和深水区湍流动能密度参数的范围均在0.01~0.6m2/s2左右,羽状流的湍动能比底边界层高一个数量级。拦门沙前缘羽状流的湍动能生成率量级约为10-3 W/kg,比底层大2~3个量级,且远强于深水区;垂直涡黏系数的大小约为0~0.15m2/s。总的来说,羽状流表现出层化稳定、混合强烈,以及高的湍动能生成率,为羽状流携带高浊度悬沙离岸远距离搬运提供了湍流动力条件。

珠江口黏性泥沙絮凝的湍流动力机制

本文利用2010年枯季在珠江口进行的大、中、小潮LISST剖面及底边界层观测资料,分析了磨刀门河口枯季稳定存在的絮团三峰结构,即构建絮团的基本粒子的平均粒径约为8.3~9.0μm,小絮团为36~100μm,大絮团大于180μm。小潮期,盐跃层捕集的悬浮泥沙以强絮凝过程为主,大絮团含量占优;中、大潮期,平均粒径普遍增大,絮凝占优。潮内的动力变化对絮团多峰结构及形态参数的影响不明显,絮凝与解凝处于动态平衡。结合坐底三角架的湍流资料和简化的群体平衡模型(Population Balance Equation,PBE),进一步揭示了絮团变化的湍流动力机制。高流速下的强紊动剪切力,直接导致大絮团被破坏形成小絮凝体,絮凝体平均粒径减小,反之絮凝强于解凝作用。同时,基于高斯矩积分方法求解PBE,得到的粒径分布基本与观测值吻合,说明在有较好的现场湍流与粒径观测资料的条件下,PBE包含的湍流动力机制可以用来研究黏性泥沙的絮凝过程。