【摘 要】
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潮汐作为潮控型河口的主要动力因子,对潮控型河口地区的水沙动力过程和地貌演变有重要的作用。长江口北支作为典型的潮控型河口,近年来由于气候变化及北支口附近的圈围、生态修复工程的开展,北支口地区的水动力变化及地形地貌的演变趋于复杂。在新的背景下研究潮控型北支口的水沙动力过程对未来北支口的地貌演变及工程应用有着重要的指导和实践意义。基于2018年4月上旬在北支河口潮滩和河道中放置的三脚架观测系统,以及在河
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潮汐作为潮控型河口的主要动力因子,对潮控型河口地区的水沙动力过程和地貌演变有重要的作用。长江口北支作为典型的潮控型河口,近年来由于气候变化及北支口附近的圈围、生态修复工程的开展,北支口地区的水动力变化及地形地貌的演变趋于复杂。在新的背景下研究潮控型北支口的水沙动力过程对未来北支口的地貌演变及工程应用有着重要的指导和实践意义。基于2018年4月上旬在北支河口潮滩和河道中放置的三脚架观测系统,以及在河道中站点的大小潮定点观测获取的水沙数据,本文研究了北支河口潮滩及主槽的水沙动力过程;此外根据课题组建立的FVCOM数值模型对北支口的水动力过程进行了模拟,并且探讨了风对潮控型河口浅水地区水动力过程的影响。主要有以下认识:（1）北支口南侧潮滩的水动力过程和泥沙输运有明显的潮汐特征。大潮及中潮期间流速显著大于小潮,且潮汐存在明显的不对称特征;大潮和中潮期间的单宽净输沙量分别为1.61×104 kg/m和8.28×103 kg/m,小潮期间为1.30×103 kg/m,大潮和小潮期间泥沙的净输运方向指向口内,中潮期间则指向口外;平流输沙和潮泵效应输沙是潮滩输沙的主导因子,两者对输沙的贡献量大致相同。根据实测数据和FVCOM模型结果发现在潮汐作用减弱的时段,风对近岸浅水区域的水沙动力过程有重要作用。中潮期间研究区域由北风转为南风,这一时段平均风速达到了7.55 m/s,较强的南风增强了潮滩和南水道的落潮流,造成了这一时期南水道与潮滩的余流场指向外海,以及滩地泥沙输运方向发生向外海的转变。另外在中潮期间,北支口南侧潮滩的逐时单宽输沙量表现出向顾圆沙南水道输运的趋势。（2）顾圆沙南北侧两个河道的水动力过程不同且风对研究区域的水动力过程有显著的影响。南北水道中都存在明显的涨落潮历时和流速不对称,主要体现在:北支口两条主汊道的落潮历时均长于涨潮历时;北水道落潮流速在大潮结束后的由于南风的影响逐步增大并超过涨潮流速;南水道涨潮流速则始终大于落潮流速。FVCOM模型的流场及余流场的结果表明:涨潮阶段在顾圆沙西侧浅滩处,水流会从南水道发生向北水道的“越滩”现象,此外有风与无风的模型结果显示了中潮期间的南风增强了研究区域的落潮流;小潮期间的北风则使涨潮流有所增强。（3）顾圆沙南北水道的悬沙输运特征差异显著。大小潮期间单宽悬沙输运的结果表明:顾圆沙北水道与南水道在大潮期间的单宽输沙均大于小潮期间,河道而言,南水道的单宽输沙量大于北水道。此外南北水道中横向流的不同特点造成了河道中近底横向泥沙输运有所差异,北水道中由于落潮时段的横向流较为显著,故落潮时横向流携带悬沙向顾圆沙北部边滩输运;南水道的横向流特征则与北水道相反,涨潮时期较强的横向流会引起泥沙向顾圆沙南侧输运。这种泥沙输运特征意味着顾圆沙的东部边滩可能会继续向南北两侧扩展。
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