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人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站(甘竹、竹银、灯笼山、三灶)的逐月高、低潮位数据及马口水文站的月均流量数据,统计分析了磨刀门河口在强人类活动驱动下月均水位、潮波振幅及其空间梯度(即月均水位坡度和潮波振幅衰减率)的季节性异变特征。结果表明,1990年和2000年为磨刀门河口径潮动力的异变年份, 1990年前为自然演变阶段, 2000年后为恢复调整阶段,1990—2000年为过渡阶段;高强度采砂导致的河床下切使磨刀门河口月均水位及月均水位坡度显著减小,夏季减小幅度最为明显,沿程平均分别减小0.53m和8.93×10~(-6);月均水位坡度减小导致潮波衰减效应减弱,进而使沿程潮波振幅增大,多年平均增大0.071m;磨刀门河口径潮动力相互作用具有明显的季节性差异,夏季月均水位坡度随流量增大在上游抬升明显,冬季月均水位坡度在上游显著减小,但在下游略有抬升;随着流量的增大潮波振幅的衰减作用增强,但当流量超过阈值20000m~3/s时,月均水位坡度引起的底床摩擦增大效应不足以抵消横截面积辐散效应,潮波衰减效应略有减弱。 相似文献
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基于FVCOM(Finite Volume Coast and Ocean Model)模型,建立北印度洋海域(31°~102°E,16°S~31°N)的M2和S2分潮潮波数值模式,研究北印度洋半日潮潮汐、潮流分布特征。对底摩擦系数进行数值试验,利用代价函数梯度下降法,得到分潮调和常数向量均方根偏差(RMSE)的变化曲线,逼近并确定最优的底摩擦系数。将采用该系数的模拟结果与TOPEX/Poseidon卫星高度计交叉点的调和常数数据、国际海道测量组织(IHO)及部分文献中的验潮站数据进行比较与验证,一致性较好。其中对比卫星数据的振幅偏差为2~4 cm、迟角偏差为7°~8°,与验潮站数据的振幅偏差为3~6 cm、迟角偏差为8°~9°。根据模拟结果,分析了北印度洋海域M2和S2分潮潮波传播特征和潮流椭圆的空间分布特征等。M2分潮潮波在阿拉伯海南部有1个无潮点,在波斯湾内有2个无潮点,最大振幅超过80 cm;潮流在西北印度洋和孟加拉湾中部大多为顺时针旋转,其余海域大多为逆时针旋转;流速在阿拉伯海东北部、安达曼海、波斯湾和孟加拉湾北部较大,最大流速为160 cm/s,其他海域较小。S2分潮的潮波传播特征、无潮点的位置和潮流椭圆的空间分布特征等都与M2分潮类似,但潮波振幅和潮流流速等都相对M2分潮较小。研究完善了北印度洋海域2个主要半日分潮M2和S2的整体特征。 相似文献
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台湾海峡同时拥有居我国第二位的大潮区和除无潮点外的小潮区，M2分潮作为主要分量，其潮汐结构的形成机制尚存争议。本研究基于MIKE 21水动力模型，建立了台湾海峡及其周边海域潮汐潮流的数值模型，数值模拟结果与20个验潮站以及4个ADCP（Acoustic Doppler Current Profiler）观测站数据吻合程度良好。根据数值模拟结果分别给出M2分潮在台湾海峡的同潮图、潮流椭圆和潮能通量分布，同时分别针对地形和南边界条件进行敏感性实验。研究结果表明M2分潮受东海传入的潮波控制，潮波受台湾岛以南陡峭地形影响发生反射，由于反射波的迟角与吕宋海峡传入潮波的相近，二者叠加后向北传入台湾海峡，在与南下潮波迟角相同处，出现最大振幅，即在台湾海峡西岸形成强潮区。研究还表明，吕宋海峡传入潮波在台湾岛南缘迟角与南下潮波的相反是出现波节带结构的主要原因，其对台湾海峡西岸振幅增益也起到促进作用。 相似文献
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长江河口潮波传播机制及阈值效应分析 总被引：1，自引：0，他引：1
河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。 相似文献
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《热带海洋学报》2021,(4)
珠江"伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道"是珠江河口"网-湾"系统中的特殊地貌结构,属潮优型河口,潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响,其时空变化复杂。本文根据珠江"伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道"的代表潮位站(赤湾、泗盛围和黄埔)1990—2016年逐日高、低潮位资料,采用经典调和分析方法提取出主要天文分潮的调和常数,通过计算获得了分潮振幅梯度及传播速度,并在此基础上分析了伶仃洋河口湾(赤湾-泗盛围)、潮汐通道(泗盛围-黄埔)和总程(赤湾-泗盛围-黄埔)的潮波传播时空特征。结果表明:全日分潮的振幅梯度和传播速度年均变化率均比半日分潮大,其中K_1和O_1分潮的振幅梯度平均每年分别增加9%和18%,传播速度每年均增加1.4%; M_2和S_2分潮的振幅梯度平均每年分别增加3%和6%,传播速度每年均增加1%。人类活动导致地形异变,进而驱动潮波亦发生突变,伶仃洋河口湾和潮汐通道的M_2分潮传播速度突变年份不同,分别为2009年和2000年。潮波传播速度突变后,伶仃洋河口湾、潮汐通道两区段的传播速度和振幅梯度的关系也发生了变化。 相似文献
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珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”是珠江河口“网-湾”系统中的特殊地貌结构, 属潮优型河口, 潮波传播受河口湾地形辐聚效应、口门转换效应、潮汐通道辐散效应和底床摩擦等显著影响, 其时空变化复杂。本文根据珠江“伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道”的代表潮位站(赤湾、泗盛围和黄埔)1990—2016年逐日高、低潮位资料, 采用经典调和分析方法提取出主要天文分潮的调和常数, 通过计算获得了分潮振幅梯度及传播速度, 并在此基础上分析了伶仃洋河口湾(赤湾-泗盛围)、潮汐通道(泗盛围-黄埔)和总程(赤湾-泗盛围-黄埔)的潮波传播时空特征。结果表明: 全日分潮的振幅梯度和传播速度年均变化率均比半日分潮大, 其中K1和O1分潮的振幅梯度平均每年分别增加9%和18%, 传播速度每年均增加1.4%; M2和S2分潮的振幅梯度平均每年分别增加3%和6%, 传播速度每年均增加1%。人类活动导致地形异变, 进而驱动潮波亦发生突变, 伶仃洋河口湾和潮汐通道的M2分潮传播速度突变年份不同, 分别为2009年和2000年。潮波传播速度突变后, 伶仃洋河口湾、潮汐通道两区段的传播速度和振幅梯度的关系也发生了变化。 相似文献
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径潮相互作用是感潮河段水动力变化的典型特征，受其影响潮波传播具有明显的洪枯季及沿程变化。本文基于长江感潮河段天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山及芜湖6个潮位站2002?2014年连续高低潮位资料及大通站月均流量数据，统计分析长江感潮河段潮波振幅衰减率、潮波传播速度及余水位坡度等传播特征值的洪枯季及沿程变化特征，并探讨这些潮波传播特征的变化规律及其主要影响因素。结果表明，潮波传播特征的洪枯季差异自上游至下游逐渐减小，其分界点位于天生港与江阴之间（其中，天生港和江阴站的多年平均洪枯季潮差差值约为0.01 m和?0.04 m）；径流动力对潮波衰减的影响主要位于江阴以上河段，江阴以下河段主要受潮汐动力控制；径流驱动下余水位坡度引起的余水位及水深增加，导致潮波传播的有效摩擦减小，当流量超过某个阈值时潮波振幅衰减反而减弱，特别是上游马鞍山-芜湖段最为明显，统计结果表明该河段流量阈值约为33 000 m3/s。本文分析结果作为前人研究的重要补充，可为长江河口感潮河段径潮相互作用机制研究及河口治理等提供基础参考。 相似文献
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基于非结构网格半隐式跨尺度海洋模式（semi-implicit cross-scale hydroscience integrated system model,SCHISM）,作者采用非结构三角网格,对全球大洋潮波进行数值模拟。通过调和分析,将196个潮位站的实测数据与模拟结果进行比较验证,两者符合良好,M2、K1分潮同潮图的形态也与TPXO8、FES2014b和NAO.99b模型给出的相似。根据模拟结果,给出了M2、S2、K1、O14个主要分潮的同潮图。结果表明,太平洋中存在8个M2分潮无潮点,大西洋中存在4个M2分潮无潮点,印度洋中存在3个M2分潮无潮点。总体上来说,M2分潮在北太平洋和北大西洋东岸附近海域的振幅大于西岸附近海域的振幅,而在南太平洋和南大西洋情况相反。S2分潮分布特征与M2分潮类似,但振幅较小。太平洋中存在5个K1分潮无潮点,大西洋中存在3个K1分潮无潮点,印度洋中存在2个K1分潮无潮点。K1分潮的振幅普遍较小,在大部分海域不超过30 cm,在北太平洋和南极洲附近海域,由大洋向近岸有增加的趋势。太平洋中存在4个O1分潮无潮点,大西洋和印度洋中各存在2个无潮点。O1分潮在大部分海域不超过20 cm,在北太平洋和南极洲附近海域,由大洋向近岸有增加的趋势。最后,讨论了本模型与对比模型之间误差存在的原因。 相似文献
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横向汊道对维持珠江河网径潮动力格局的稳定发挥着重要作用,研究其径潮动力时空演变过程及规律对粤港澳大湾区的防洪、供水和通航等具有重要意义。本文基于1966—2016年“南沙—南华”横向汊道沿程潮位站的逐日高低潮位数据及马口、三水水文站的日均流量数据,采用双累积曲线方法及T＿TIDE潮汐调和分析模型,分析了该横向汊道径潮动力的时空差异性。结果表明:1) 1993年为该横向汊道径潮动力的异变年份,1993年后横向汊道潮波振幅梯度绝对值与余水位梯度多年均值降幅分别为25%和38%; 2)强人类活动干预后该横向汊道径潮动力变化存在时空差异性, 1993年后口门南沙站潮动力减弱(M2与K1分潮振幅多年平均降幅分别为0.01m和0.02m),其他站点潮动力增强,潮波衰减效应在中游略有增强,而在上游和下游减弱,且夏季比冬季变化显著; 3)上述时空差异性受自然变化与人类活动的非线性累积影响。口门附近高强度的围垦叠加航道整治工程使得口门快速延伸,导致潮波传播阻力增大,而横向汊道上游高强度的采砂活动使得地形显著下切,导致潮波传播阻力减小;受上游流量与下游海平面季节性变化的叠加影响,横向汊道径潮动力变化在夏季... 相似文献
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瓯江口是一个径流量变化剧烈的强潮河口。本文基于非结构网格FVCOM模型，建立瓯江口海域大范围三维数学模型，研究不同时间尺度（潮周期、大-小潮）的盐度变化，并利用势能异常动力方程对数值模拟结果分析了瓯江口层化过程的动力机制。同时，利用河口Ri数和层化参数△s/<s>研究了不同时间尺度的层化稳定性及其空间变化，得出决定层化状态的潮差和径流量的阈值。结果显示：瓯江北口上段、中段和口门在潮差分别超过3.8m、4.0m和4.6m时呈完全混合状态。当径流量小于280 m3/s或大于510 m3/s，北口上段持续完全混合；而在口门附近，完全混合和层化的临界径流量约为280 m3/s。研究认为瓯江河口北口存在周期性的层化，北口下段在落潮和涨潮初期呈部分混合状态，而其它时段为完全混合。上段只在落潮初期存在层化。层化增强主要是纵向对流与横向速度剪切导致，而湍混合和纵向潮应力是层化减弱的主要因素。 相似文献
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John D. Milliman Ya Hsueh Dun-Xin Hu David J. Pashinski Huan-ting Shen Zuo-sheng Yang Peter Hacker 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》1984,19(1):119-128
Tidal phase plays a major role in controlling sediment discharge from the Yangtze River estuary in eastern China. Direct measurements indicate that during spring tide in mid-November 1981 approximately 3 times the sediment passed down the main channel of the river as during the next neap tide, 3 days later. The estuary presumably acts as a conduit for riverine sediment during spring tide but as a sink during neap tide. Tidal phase control of sediment discharge appears to be primarily dependent upon tidal range relative to estuarine depth rather than river discharge or absolute tidal range per se. 相似文献
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Current velocity and suspended sediment concentration measurements at anchor stations in the downstream extremity of the Gironde estuary indicate that during periods of high river discharge, a significant amount of suspended sediment is transported out of the estuary onto the adjacent continental shelf. The vertical profile of the residual (non-tidal) suspended sediment flux is similar to that of the residual current velocity, with a net upstream flux near the bottom and an overlying seaward-directed transport. The overall, depth-integrated result is a net seaward transport of suspended sediment out of the estuary. It appears that this net seaward transport varies directly with tidal amplitude.Aerial photography and water sampling indicate that during high river inflow, the downstream extremity of the turbidity maximum extends onto the continental shelf at ebb tide. The tidal and coastal current patterns of the inlet and inner shelf induce a northward transport of the turbid estuarine water, and at each tidal cycle, a certain amount of suspended sediment leaves the estuary; part of this sediment is deposited in a silt and clay zone on the continental shelf. 相似文献
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Suspended sediment dynamics on a seasonal scale in the Mandovi and Zuari estuaries,central west coast of India 总被引：2，自引：0，他引：2
V. Purnachandra Rao R. ShynuPratima M. Kessarkar D. SundarG.S. Michael Tanuja NarvekarViegas Blossom Prakash Mehra 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2011
Suspended particulate matter (SPM) collected at regular stations from the Mandovi and Zuari estuaries indicates that the peaks of high SPM coincide with peaks of high rainfall and low salinity and also with peaks of moderate/low rainfall coupled with high salinity during the monsoon. The estuarine turbidity maximum (ETM) is a characteristic feature, it occurs in the channel accompanying spring tide during the monsoon and pre-monsoon, and shifts to the bay on neap tide during post-monsoon. ETM remains at the same position in the Mandovi River, both during the monsoon and pre-monsoon, whereas in Zuari it stretched upstream during monsoon and migrates seaward of the channel during pre-monsoon. The ETM coincides with the freshwater–seawater interface during the monsoon and is formed by the interaction between tidal currents and river flows. The ETM during pre-monsoon is associated with high salinities and is generated by tidal and wind-induced currents. The turbidity maximum on neap tide during post-monsoon may be due to the erosion and resuspension of sediments from the emergent tidal flats and transport of these turbid waters into the bay. Funneling effect of the narrowing bay in the Zuari estuary and associated physical processes effectively enhance the magnitude of the currents and transports sediments to the channel. SPM retention percentage indicates that the estuarine channel is prone to siltation. 相似文献
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河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上下边界(上游流量和口外海平面)下由强人类活动引起的水位异变。结果表明:1)强人类活动后,河道地形下切显著,外海海平面对沿程各站水位的线性影响增强,上游马口流量对水位的线性影响减弱。2)强人类活动后甘竹至灯笼山站同概率水位事件明显降低;三灶海平面呈上升趋势;马口流量分布特性变化不明显。3)水位与海平面、流量的联合依赖关系发生明显改变,低水位与海平面关系的敏感度增加,而高水位与海平面关系的敏感度下降。低水位与流量关系的敏感度基本不变,而高水位与珠江流量关系的敏感度明显下降。4)强人类活动后各站水位变化幅度变窄,在相同概率海平面及流量驱动下,强人类活动后各站水位均有明显下降,水位与海平面、流量遭遇概率为0.1—0.9时,其月均水位下降幅度达0.01—1.24m。低海平面和低流量联合驱动下各站水位的下降幅度明显小于高海平面和高流量联合驱动下月均水位的变幅,而且上游站位的水位下降幅度明显大于下游站位。本研究成果可为强人类活动的影响辨识及珠三角水资源的合理配置和可持续发展利用等提供技术支撑。 相似文献
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河口回水区长度的时空演变对防洪、供水、航运等水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文在经典河流回水理论的基础上考虑潮汐动力的影响,聚焦潮汐动力引起的回水效应问题,基于一维水动力解析模型,重新定义河口回水区上游界限（回水界）,并以长江河口为例,探讨河口回水动力演变过程及其影响机制。结果表明:回水界距天生港的距离（即回水区长度）与上游流量、外海边界振幅分别具有显著的负相关和正相关关系,且基本为线性关系;回水界对径潮动力的响应比潮区界更为敏感,能有效表征河口感潮河段径潮动力格局演变;长江河口回水界位置具有明显的季节性差异,其春季和秋季回水界位于芜湖附近（春季和秋季分别距天生港419 km和367 km）,冬季回水界位于感潮河段以上区域,夏季潮汐动力引起的回水效应基本可忽略;长江河口潮流因子和径潮相互作用因子控制的余水位梯度的季节性变化,是长江河口回水界位置变动的主导因素。 相似文献
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鸭绿江河口地区沉积物的粒度变化及影响因素 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对比鸭绿江河口不同地区柱状样的粒度参数及敏感组分变化规律,分析了河口不同地区沉积动力环境和沉积特征的差异;结合代表性柱状样的210Pb测年,分析了柱状样在不同时期自然和人类活动影响下的沉积特征变化。结果表明,西水道主要受潮流作用而含有泥沙互层,粒度参数变化小;西岸潮滩受潮流和波浪作用含有贝壳碎屑,并在顶部出现粗化层。近几十年来,鸭绿江河口地区沉积特征的变化主要由于人类活动对水沙入海通量的影响:1941年以前柱状样的波动沉积特征反映了河流山溪性特征;1941—1970(1980)年随水沙入海通量减少而呈现砂含量降低、粉砂增加的特征;1970(1980)—1990年由于水沙入海通量变化较小,而呈现沉积物组成和敏感组分保持稳定的特征;但1990年后随水沙入海通量的进一步降低,邻近河口区域的沉积物出现明显的粗化。 相似文献
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长江口最大浑浊带是陆海交汇的核心区域,其航槽是扼海-河联运的咽喉,悬沙峰的涨落潮周期变化深刻影响航槽的稳定性。本文利用长江口南槽上、中、下段3个站点枯季小潮和大潮的流速、盐度、悬沙平均粒径和悬沙浓度的实测资料,分析最大浑浊带悬沙峰特征及其动力机制。发现:流速和滩槽交换增强导致大潮平均悬沙浓度比小潮增加了0.78—1.97倍,絮凝也导致憩流底层悬沙浓度增加8%左右,但流速和絮凝与悬沙浓度的关系均非线性。大小潮盐度梯度与底层悬沙浓度关系呈现高线性相关关系,表明盐度梯度强化或突变是泥沙再悬浮形成悬沙峰的主要动力。 相似文献