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长江河口潮区界和潮流界及其对重大工程的响应

李佳  
【摘要】:感潮河段潮区界、潮流界的变化是全球海岸带陆海相互作用研究的重要内容,对它进行系统研究具有重要的理论和实践意义。本文以长江下游感潮河段为研究对象,采用水文统计与数值模拟相结合的方法研究了长江的潮区界、潮流界及其对重大工程和海平面变化的响应。 水文统计主要根据长江下游9个水文(位)站的实测资料分析了潮波沿长江的传播规律。研究结果表明涨潮历时、潮差、潮波传播速度等的沿程变化,在长江下游感潮段存在一系列“交替界点”,在界点上下游,它们的沿程变化和洪枯季变化成相反的趋势。此交替界点随长江上游来水量的大小而上下摆动。流量大时向下游移动,流量小时向上游移动。 数值计算分二部分,第一部分先设计了一个理想河口,应用平面二维数值模型,对河口潮区界和潮流界对径流量、潮差、床底坡度、海平面上升、取水口位置等各种因素的响应进行了一系列的数值试验。计算结果表明:(1) 当潮差一定,径流量越大或径流量一定,潮差越小时,潮区界、潮流界越向下移动;当潮差一定,径流量越小或径流量一定,潮差越大时,它们越向上移动。(2) 潮区界和潮流界随径流量和潮差的变化并不是线性的,径流量越小,潮差越小,它们的变化对潮区界和潮流界的影响越显著。(3) 潮区界和潮流界对海平面变化的响应稍有不同,它们都随海平面升高而向上游移动,但是潮区界随海平面升高匀速上移,潮流界随海平面升高加速上移。(4) 当取水口位于潮区界和潮流界内部时,其位置对两个界面的位置也有影响。取水口越靠近口门,其影响越小。 第二部分在理想河口研究的基础上,对长江下游感潮河段进行了水动力数值模拟。计算了长江洪枯季和年平均的潮区界、潮流界的位置并分析了三峡工程、南水北调工程和海平面上升对长江潮区界和潮流界位置的影响。计算结果表明:(1) 潮区界洪季平均位置在大通以下50km附近,枯季平均位置在大通以上67km左右,年平均位置在大通以下20km附近,距河口672km。三峡工程对潮区界的影响洪季比枯季大。在平水年,三峡工程1月份流量增加使潮区界平均下移5km左右,10月份流量减小使潮区界平均上移28km左右。南水北调对对潮区界的影响甚微,可以忽略。海平面上升对潮区界的影响枯季大于洪季,若徐六泾处平均水位升高50cm,潮区界7月平均上移18km,而1月平均上移47kin。(2) 潮流界枯季平均位置离河口342km左右,洪季浅滩支汊的涨潮流离口门220kin,年平均位置在离口门260km附近。三峡工程对潮流界的影响比对潮区界的影响要显著。在平水年,三峡工程使潮流界1月份平均下移13-18km左右,10月份平均上移35-48km左右。南水北调对对潮流界的影响比对潮区界的影响大,1月调水1000m~3/s时使小潮潮流界上移10km,对大潮潮流界无太大影响。海平面上升导致潮流界位置向上游移动。移动距离枯季 内容摘要 大于洪季,若徐六径处潮位升高50cm,使潮流界7月大潮期上移约17km,1月大潮期上 移3Iklzz。海平面线性上升,潮流界位置并非线性上移,海平面从om上升到0.25m,又从 0.25m上升到0.5m,潮流界位置上移加剧。


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