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器测时期以来长江河口泥沙冲淤及其入海通量研究

吴华林  
【摘要】: 河口泥沙通量不仅是全球变化的研究内容,而且是与河口工程、环境等有密切联系的实际课题。本文以长江口为背景,以入海泥沙通量为目标,采用GIS技术与泥沙动力学、水文统计学相结合的方法对长江中下游水沙通量、长江口海图深度基准面、长江河口冲淤演变、长江口泥沙收支平衡、长江口泥沙通量及其相关问题进行了系统研究。 长江水通量由中游向下游逐渐递增,大通站多年平均径流量为9.03×10~(11)m~3(1951-1999),比上游宜昌站增加近一倍。悬沙通量由中游向下游略有减少,大通站多年平均输沙量为4.36亿吨(1953-1999);与悬沙数量相比,长江干流推移质输沙量极少,且有从中游向下游沿程递减趋势。大通站来水年通量无明显增大或减小的趋势;悬沙通量则呈明显减少趋势,20世纪70年代以来尤甚。水量年内变化由降雨量在年内的分布决定,下游大通站径流一般集中在5-10月,占全年径流的71%。大通站洪季(5-10月)输沙量占全年总输沙量的85%,其洪季集中程度显然比水量更甚。 用Matlab语言实现了对海图理论深度基准面的人机交互式计算,基于1977年实测潮位资料计算获得的调和常数,研究了长江口10个验潮站的深度基准面,探讨了不同深度基准面之间的换算关系,为冲淤量的精确计算打下了基础。 在总结GIS和DEM的定义、特点、应用及发展趋势的基础上,提出应用GIS和DEM技术计算河槽冲淤量和进行河床演变分析的思路和方法,基于这一手段,首次将整个长江口和杭州湾作为研究对象,对其各组成区域在同一时间背景下的冲淤量进行了全面系统的分析,力求提供有关长江口及杭州湾百余年来平均冲淤状况全貌的认识。 分别对南支、南北港、拦门沙、口外及杭州湾多个区域百余年来的泥沙冲淤量进行了计算,并对各区域在不同水文条件下表现出的演变特点进行了剖析和归纳。南支河槽暗沙众多,频繁移动,造成局部演变剧烈,但总的河槽容积变化不大,来沙基本属过境性质,南港和北港河槽容积的变化呈此消彼长之态势,与分汊口的河势演变有密切关系,但两汊总的河槽容积基本保持稳定,变幅较小。拦门沙地区呈累积性淤积趋势,平均每年约有6.8%的来沙在此落淤。口外水下三角洲及杭州湾是长江来沙的主要淤积地,过大通断面的泥沙约有70%左右进入此区域沉积。 在冲淤量定量计算的基础上,首次构建了较精确的长江口泥沙收支平衡模式。长江来沙10%左右淤积在大通至徐六泾河道,6.5%左右淤积在北支,徐六 华东师范大学2001届博土学位论文 内容提要 u 径至口门的南支汉道略有冲刷,约 31%淤积在口门以外的水下三角洲,40%淤 积在杭州湾及其近海,4%左右泥沙用来塑造陆地和岸线,其它的泥沙,主要沉 ’”积在浙闽沿海近岸区域,极少量扩散至深海。通量与断面位置密切相关,考虑 一 不同的时间尺度可分为年通量、月通量、日通量等。若以口门作为河流与海洋 的作用界面,那么长江人海年均泥沙通量为3.70亿吨,同时还计算了长江口其 他若干重要断面的泥沙年通量,其中大通断面为 4.sl亿吨,徐六注断面为屯刀6 亿吨,长江口与杭州湾界面为2.30亿吨。


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