人类活动对长江河口过程的影响
第2卷第1期
1997年3月气 候 与 环 境 研 究C li m atic and Environm en tal R esearch V o l 12,N o 11M arch 1997
1996207222收到
人类活动对长江河口过程的影响
沈焕庭 李九发 肖成猷
(华东师范大学河口海岸研究所河口海岸国家重点实验室,上海 200062)
摘 要 随着经济高速发展,人类活动对长江河口过程的影响愈益显著。本文对围海造地、排污工程、取水工程、航道增深工程、南水北调和三峡工程等几项规模较大的已建和拟建工程及其对长江河口过程的影响做了初步论述,建议继续重视和加强这方面的研究,开发要适度,人工控制要遵循自然演变基本规律,以利于该地区经济的持续发展。
关键词 长江河口 围海造地 排污工程 南水北调 三峡工程 航道增深工程
1 前言
河口地处河流与海洋的交汇地带,它不仅受到海陆多种自然营力的作用,且受到人类活动的深刻影响,自然现象复杂多变,生态环境脆弱。长江是中国第一大河,长江河口位于中国东部沿海的中段,区位优越,资源丰富,交通便捷,人口密集,经济发达,尤其是改革开放以来,该地区的发展更加迅速。一批水利枢纽、跨流域调水、污水排江排海、取水工程、港口航道建设和滩涂围垦等大型工程正在兴建或行将兴建,其结果必将对河口及邻近的海岸过程和生态环境产生深刻影响。为了使长江河口地区丰富的资源免遭破坏,使其能得到合理的开发利用,促使该地区的经济持续发展,除继续深入研究长江河口的自然演变外,有必要对已建和拟建工程对河口过程的影响进行探讨,现从五个方面加以论述。
2 围海造地工程
由于长江径流每年携带4178亿t 泥沙下泄,在河流与海洋动力相互作用下,大量泥沙在河口区沉积,塑造了众多的沙岛、沙洲和潮滩。据统计,上海市50%的土地是近1000年来沿岸人民围海造地形成的,仅近40年来就围垦土地73040hm 2(图1)。这些土地为长江口地区特别是上海市的经济发展做出了重要贡献。目前,长江河口在理论深度基准面以上的沙洲面积为296km 2,主要沙洲有扁担沙、九段沙等;岸滩面积为631km 2,主要分布在南汇边滩、横沙东滩、崇明东滩和启东边滩等。
2000年前长江河口是一个漏斗状浅海湾,湾口宽达180km ,由于长江中上游大规模毁林耕种,产沙增强,输沙量增大,使大量泥沙在河口堆积,边滩迅速发育,沙洲扩张,并陆续被围垦成陆,从而导致:(1)由一个漏斗状浅海湾演变成一个三级分叉、四口入海的三角洲河口;(2)江面缩窄,河槽成形,口门宽度由180km 减为90km ;(3)河
图1 长江口新围垦区(1950～1994年)
口加速向海延伸,据推算,南汇嘴在历史时
期每23年向海推进1km ,采用工程、生物
等促淤措施后加速了潮滩的淤张速度,每10
年就向海推进1km 。崇明东滩的淤涨速率
更快,每年延伸200m ,5年就向海推进1
km 。
位于长江口的上海市和江苏省临江的
县,除崇明外,土地资源人均不到0106666
hm 2,土地资源不足是长江口沿江地区经济
发展的严重制约因素,如何根据长江河口的
演变规律,因势利导,适度地围海造地,不
仅可增加土地,减少上海市人多地少的矛
盾,还可在长江口治理中发挥重要作用[1]。
如通州沙和江心沙围垦以后,使徐六泾河段
成为窄河段,形成节点,这对长江河口起了
重要的控制作用,有利于河槽的加深与稳定。因此,应充分发挥围垦在河口治理中的作用。长江口的综合治理应以整治、围垦、疏浚三结合的方式为宜。
3 航道加深工程
长江口的通海航道长期以来一直处于自然状态。在口门处存在巨大的拦门沙体,最小水深只有6m 左右,不足7m 水深的滩长约有30km ,使5000t 以上的船只只能候潮通过,严重地影响了上海港的发展和长江水运资源的充分利用。1975年通过疏浚将南槽增深到7m ,尔后每年的维护挖泥量约1800万m 3左右,使万吨级的海轮可顺利进出上海港,两万吨级的海轮也能乘潮进港,1983年后因南槽淤积严重,7m 通海航道由南港南槽改为南港北槽,仍通过疏浚维持[2]。
为了满足第3、4代集装箱船全天候通航和十万吨级的散货船乘潮进港的要求,现正在计划将长江口的通海航道(南港北槽)水深由现在的7m 增深到1215m ,主体工程有5项(图2):(1)总长为4912km 的北导堤;(2)总长为4810km 的南导堤;(3)116km 的分流口工程和与之相连的115km 的水下潜坝;(4)南、北导堤间的束水丁坝约15条;(5)人工挖槽约78km 。工程实施拟分3期进行:一期工程将航道增深到815m ,满足3万t 级的海轮乘潮通航要求;二期工程将航道增深到10m ,满足第三、四代集装箱船乘潮通航要求;三期工程将航道由10m 增深到1215m ,满足第三、四代集装箱船全天候通航和十万吨级的散货船乘潮进港的要求。
通海航道增深将会在一定程度上改变长江口的水文状况。顾伟浩[3]对长江口航道增深后滞流点位置的变化作了估算(表1),估算时假定大通站流量和口门中浚站的潮差保持在多年平均水平,从表中可见,航道增深对滞流点位置的影响是显著的,增深1m ,
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图2 长江口北槽双导堤工程示意图
表1 长江口航道增深后滞流点位置的变化
月份123456789101112Q {110611111160212431374107419341704132313721701154A
{212521562160216221672169217421792179217421682158L 710
60174591953191461293115724141141021614020155281084015254174L 715
621396115555156471943312226106151681810529173291734211756139L 1010701566918163182561204114734132231932613137198371985014364165
注:Q {:大通站多年月平均流量(×104m 3 s );A
{:中浚站多年月平均潮差(m );L 710、L 715、L 1010:水深加深到710、715、10m 情况下滞流点的位置(km )
滞流点约上溯313km ,增深至10m 时,滞流点在12月和3月将越过高桥嘴。航道增深也会加重河口的盐水入侵,通过数学模型估算,若航道增深到1215m ,盐水入侵影响将波及黄浦江口[4]。
4 污水排江排海工程
上海市每日排放废水总量已超过500万t ,其中工业废水约400多万t ,生活污水约100多万t 。经处理的污水量为14315万t d ,还有36615万t d 污水未经处理通过黄浦江口以及西区、竹园、白龙港等三个排污口排入长江口(图3)。
西区排污口位于南港上段南岸的石洞口,在黄浦江口的上游,排污量60万t d ,直接岸边排放,在沿岸形成一条狭长黑带,局部水体和滩地受到严重污染,但范围有限。
表2 白龙港滩地重金属含量(单位:m g kg )
Cu Pb Zn Cd H g Cz A s
6016528163224130016101108801611120 白龙港排污口位于南港下段南岸,原为
岸边排放,排污量23万t d ,近岸滩地沉积物受到污染严重(表2),但在排污口上下游2km 以外污染物含量明显降低。白龙港排
污口正在将岸边排放改建为深水(8m )排
05气 候 与 环 境 研 究2卷
图3 长江河口排污口位置示意图
I :西区排污口;II :黄浦江口;
III :竹圆排污口;I V :白龙港排污口放,排放量也将大幅度增加,一期为280万
t d ,二期为220万t d 。
竹园排污口位于南港中段,在黄浦江口
的下游,1992年建成,为深水(8m )排放,
设计排放量为140万t d ,现排放量为70
～80万t d 。
目前上海市仍有相当可观的废水通过
黄浦江排入长江,若竹园排污口能达到设计
要求,以及白龙港一、二期深水排放工程建
成,则黄浦江污染状况将得到明显改善。
长江口污水除来自上海市外,长江沿岸
城市有数百万吨污水排入长江,这对长江河
口的水质也有较大影响。但长江水量丰富,
潮流也比较强,加上丰富的细颗粒泥沙能吸
附重金属污染物,具有净化水质的功能,故目前长江河口的水质尚保持二级标准,但岸边尤其是局部岸段污染已较严重,应引起高度重视。
5 工业和饮用水的取水工程
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高,上海市的生产和生活用水的需求量将大幅度增加。据上海市自来水公司预测,上海市最高供水量2000年达到660万m 3 d ,
比现在增加199万m 3 d ,2020年将达到800万m 3 d 。由于黄浦江的水质已遭不同程度
的污染,加上水量有限,因此,无论从改善水质或增加水量均急需开发新水源。
上海地处长江口南岸,长江不仅水量丰沛,且其水质基本上达到地面水国家二级饮用水标准,水质自净能力很强,因此开发利用长江口的淡水资源对解决上海日益增长的工农业生产和人民生活用水具有重要意义。但长期以来,长江河口淡水资源利用很少,主要是由于每年枯水期(11月至次年4月)上游来水量较少,导致盐水入侵,造成黄表3 咸水标准(氯化物,单位:×10-6)
≤100上海市自来水公司咸水入侵标准≤50(一个月平均值)
宝山钢铁厂标准200(最高值)
宝山钢铁厂标准≤200
世界卫生组织饮用水标准≤250
中国、美国饮用水标准≤600
水稻秧苗标准≤1100
一般灌溉用水标准3150植物安全用水最大浓度浦江下游河段和长江口徐六泾以下河段氯化物等溶解盐类剧增,往往使水质不符合饮用
水和工农业用水的标准(表3),给上海人民的生活和工农业生产带来严重影响[4]。如1978年长江流域枯水,大通站年平均流量仅21400m 3 s ,加上沿江各地大量抽水,使长江河口盐水入侵严重,崇明岛被咸水包围长达5个月,位于黄浦江口的吴淞水厂氯化物最高值达3950×10-6,氯化物超过
250×10-6的持续时间长达64d 。仅对
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51期沈焕庭等:人类活动对长江河口过程的影响
25气 候 与 环 境 研 究2卷
90家工厂的调查,此次盐水入侵造成的直接经济损失达1400万元。
宝山钢铁厂是一座大型钢铁联合企业,对生产用水的水质有严格要求,为此利用氯化物与潮汐一样具有日、半月和月变化的规律,于1985年在长江口南岸边滩建造了一个有效库容为1087万m3的“避咸蓄淡”水库,不仅成功地解决了宝钢的用水,也为充分利用河口淡水资源提供了一个样板。为了改善上海市北区的生活用水,于宝钢水库的下游侧又建了一个面积为135万m2的陈行水库,一期蓄水553万m3,日供水20多万m3,二期蓄水增至864万m3,每日可供水160万m3。为了满足2000年后上海市的用水,又在研究在长兴岛西部水域建造水库,开辟江心水源。
6 南水北调工程
中国的水资源分布极不平衡。长江流域及其以南的河川径流量占全国的80%以上,耕地不到40%;黄、淮、海流域的河川径流量只占全国的615%,耕地面积却占全国的40%。由于南方水多,北方水少,尤其是黄、淮、海平原人口密集,耕地率高,随着工农业生产日益发展,水资源更感贫乏,水资源不足已成为制约该地区尤其是北京、天津等大城市经济发展的主要因素。于是,。
早在1952年,毛主席视察黄河时首次提出了南水北调的构想。1958年有关水利部门通过初步调查研究,提出了南水北调的三种方案,即西线、中线和东线方案。
西线方案是从长江上游引水,调往黄河上游,补济西北缺水地区。由于调水线路所经地方自然条件极其复杂,调水线路太长,工程难度大,总干渠要通过许多高山峻岭,目前难以实现。
东线方案是从长江下游扬州附近的江都抽水站引水北送,沿大运河、洪泽湖等湖泊,由20多座大型抽水站逐级提升约40m,以倒虹吸穿过黄河,将水送到天津、北京。引水主干渠长1150km,设计抽江流量分二期,第一期为600m3 s,多年平均抽江水量8815亿m3,过黄河2817亿m3。第二期为1000m3 s,过黄河400m3 s,多年平均抽江水量19115亿m3,过黄河8011亿m3。
中线方案是从长江中游引水。先从汉江引水,超越汉江承受能力后,再从长江干流引水。引汉江水的引水点在已建成的丹江口水库,第一期工程设计引水流量为730m3 s,过黄河为500m3 s,多年平均引水量14713亿m3,过黄河约100亿m3。第二期工程引水流量扩大到1000～1200m3 s,过黄河800m3 s,引水量200～230亿m3。输水线路自丹江口水库开始至北京,全长1200余km[5]。
南水北调是跨流域调水,是在大范围内对水的大量调动,必然引起自然环境的某些变化。据初步研究,若按东线方案调水,由于会减少河口区的径流量,预计枯季调水将加重长江口盐水入侵的长度和强度[4]。
以上三种方案,东线方案已部分(未过黄河)实施,中线方案已被批准正在组织实施,西线方案仍在研究之中。
7 三峡工程
三峡工程位于长江干流三峡河段的西陵峡内,坝址在宜昌市三斗坪,在葛洲坝水利枢纽上游约40km 。枢纽控制集水面积100万km 2,约占长江流域总面积的55%,坝址平均年径流量约4510亿m 3,约占长江平均入海水量的一半,多年平均输沙量513亿t 。
三峡工程是治理开发长江的一项关键性工程,其主要任务是:调蓄川江洪水,以解决长江中、下游特别是荆江河段的防洪;开发三峡河段的水能资源(装机17168G W ,年发电量840亿k W ?h ),为华中、华东和川东地区提供巨大的电力;改善重庆至宜昌间长江航运条件。
三峡水库正常蓄水位175m 时,水库面积1084km 2,库长600km ,水面平均宽度约1100m ,与天然情况相比约增加一倍。水库平均水深约70m ,坝前最大水深170m 左右,断面窄深,仍然保持狭长的条带状河道形状,属典型的河道型水库。水库总库容393亿m 3,其中调节库容165亿m 3,约占坝址年径流量的317%,系一径流调节能力不大的季调水库。
按建库后的调度运行方式,出库流量与入库流量相比,其年内分配将发生一些变化。大体是6～9月和12月基本不变,10、11月有所减少,1～4月有所增加,全年入海径流总量不变。水库下泄悬沙,多年入库悬沙量为513亿t ,前10～20年出库排沙比按3015%计,则下泄沙量为1162亿t ,比建库前每年减少3168亿t 。从表4可见,大通站在水库运行后50年内,来沙量平均约3172亿t ,比建库前年平均减少约2314%(1114亿t ),以后来沙量逐渐增多,水库建成90～100年后泥沙达到平衡。
表4 三峡水库建成运行后各时期大通站悬移质输沙量
运用年限～10
1～2021～3031～4041～5051～6061～7071～8081～9091～100输沙量 亿t 3186313631693179318841084130414041474157
三峡建库后,由于来水来沙条件的改变,将对河口区的水文、水化学、泥沙和侵蚀堆积产生一定影响。据研究[6],三峡工程对河口盐水入侵的影响主要表现为:盐水入侵时间提前,历时加长,总的受咸天数有所增加,但氯化物峰值将有所削减,连续取不到合格水的天数有所减少。三峡建库后,前10年约有70%的泥沙淤积在库内,80年以后逐渐趋向平衡,坝下泥沙虽可通过河床冲刷得到一定程度的恢复,但输沙量将减少,尤其是其中的细颗粒泥沙成分减少可能更明显,从而会使长江河口和三角海岸的侵蚀堆积作用发生相应变化,堆积作用将减弱,侵蚀作用将增强。
8 结语
(1)长江河口区人口密集,经济繁荣,科学技术发达,交通条件优越,尤其是改革开放以来,在我国国民经济发展中的重要地位愈益突出。因此,人类活动对长江河口过程的影响也将与日俱增,必须引起人们高度重视。
351期沈焕庭等:人类活动对长江河口过程的影响
45气 候 与 环 境 研 究2卷
(2)本文仅对几项规模较大的已建和拟建工程作了简要阐述,这些工程对长江河口过程的影响是深刻的、多方面的,有的已显现,有的还没有显现,对这些影响的研究至今还是初步的,无论是广度和深度都尚欠不够,有待继续作深入研究。
(3)长江河口区有丰富的水土资源和水产资源,为发展经济,这些资源必然要加以开发利用,但这种开发利用不能是无限制的,一定要适度。对河口的人工控制要因势利导,遵循自然演变的基本规律。过度的开发利用将会严重地破坏生态环境,从而影响经济的持续发展。
参 考 文 献
1 陈吉余,1988,围垦在长江河口治理中的作用,长江河口动力过程和地貌演变,上海:上海科学技术出版社,424～4281
2 沈焕庭、徐海根、马相奇,1983,长江河口通海航道治理研究,海洋科学,N o13,5～91
3 顾伟浩,1982,长江口滞流点位置的预测,水运工程,N o19,24～291
4 沈焕庭、茅志昌、谷国传、徐彭令,1980,长江口盐水入侵的初步研究——兼谈南水北调,人民长江,N o13,20～261
5 曾本枢,1993,南水北调与南水北调中线近期工程,人民长江,24(71),1～61
6 罗秉征、沈焕庭,1994,三峡工程与河口生态环境,北京:科学出版社,35～581
I m pacts of Hu man Activ ities on the Processes of Changj i ang Estuary
Shen H uan ting,L i J iufa and X ia Chengyou
(state K ey L aboratory of E stuarine and Coastal R esearch,Institu te of E stuarine and Coastal R esearch,
E ast Ch ina N or m al U niveristy,S hang hai200062)
Abstract A s the rap id developm ent of nati onal econom y,it becom es mo re and mo re clear that the p rocesses of Changjiang E stuary are being affected by the stress of hum an activities1T h is paper consid2 ers som e i m po rtant p ro jects such as tidal flat reclai m ing,w ater supp ly,channel dredging,South-to-N o rth w ater transfer and T h ree Go rge P ro ject1A nd their contributi ons to the p rocesses of Changjiang E stuary are studied1To assure the continuous developm ent of th is area,w e suggest that the relative studies should be paid great attenti ons,the exp lo itati on should be moderate,and hum an interference should be act acco rding to the natural evo luti on rules1
Key words Changjiang E stuary tidal flat reclai m ing w aste w ater discharge channel dredging South-to-N o rth w ater transfer T h ree Go rge P ro ject
人类活动对长江河口过程的影响_沈焕庭
第2卷第1期 1997年3月气 候 与 环 境 研 究Clim atic and Env iro nm ental Research V o l.2,No.1 M ar ch 19971996-07-22收到人类活动对长江河口过程的影响 沈焕庭 李九发 肖成猷 (华东师范大学河口海岸研究所河口海岸国家重点实验室,上海 200062) 摘 要 随着经济高速发展,人类活动对长江河口过程的影响愈益显著。本文对围海造地、 排污工程、取水工程、航道增深工程、南水北调和三峡工程等几项规模较大的已建和拟建工 程及其对长江河口过程的影响做了初步论述,建议继续重视和加强这方面的研究,开发要适 度,人工控制要遵循自然演变基本规律,以利于该地区经济的持续发展。 关键词 长江河口 围海造地 排污工程 南水北调 三峡工程 航道增深工程 1 前言 河口地处河流与海洋的交汇地带,它不仅受到海陆多种自然营力的作用,且受到人类活动的深刻影响,自然现象复杂多变,生态环境脆弱。长江是中国第一大河,长江河口位于中国东部沿海的中段,区位优越,资源丰富,交通便捷,人口密集,经济发达,尤其是改革开放以来,该地区的发展更加迅速。一批水利枢纽、跨流域调水、污水排江排海、取水工程、港口航道建设和滩涂围垦等大型工程正在兴建或行将兴建,其结果必将对河口及邻近的海岸过程和生态环境产生深刻影响。为了使长江河口地区丰富的资源免遭破坏,使其能得到合理的开发利用,促使该地区的经济持续发展,除继续深入研究长江河口的自然演变外,有必要对已建和拟建工程对河口过程的影响进行探讨,现从五个方面加以论述。 2 围海造地工程 由于长江径流每年携带 4.78亿t 泥沙下泄,在河流与海洋动力相互作用下,大量泥沙在河口区沉积,塑造了众多的沙岛、沙洲和潮滩。据统计,上海市50%的土地是近1000年来沿岸人民围海造地形成的,仅近40年来就围垦土地73040hm 2 (图1)。这些土地为长江口地区特别是上海市的经济发展做出了重要贡献。目前,长江河口在理论深度基准面以上的沙洲面积为296km 2,主要沙洲有扁担沙、九段沙等;岸滩面积为631km 2,主要分布在南汇边滩、横沙东滩、崇明东滩和启东边滩等。 2000年前长江河口是一个漏斗状浅海湾,湾口宽达180km ,由于长江中上游大规模毁林耕种,产沙增强,输沙量增大,使大量泥沙在河口堆积,边滩迅速发育,沙洲扩张,并陆续被围垦成陆,从而导致:(1)由一个漏斗状浅海湾演变成一个三级分叉、四口入海的三角洲河口;(2)江面缩窄,河槽成形,口门宽度由180km 减为90km;(3)河
长江河口九段沙形成发展及演化规律研究
长江河口九段沙形成发展及演化规律研究 【摘要】：在长江河口口门附近存在一个滩槽相间的拦门沙系，自南向北为南槽—九段沙—北槽—横沙东滩—北港—崇明东滩—北支。九段沙系—河口砂坝，是三角洲前缘的重要沉积体，也是长江河口拦门沙系的重要组成部分。对九段沙形成及演化的系统研究不仅可丰富河口动力地貌学和河口动力沉积学的内容，在理论上具有重要意义，且对通海航道治理、港口选址、护岸围垦等生产活动具有重要的应用价值。本文采用动力沉积和动力地貌、GIS技术和DEM模型、历史资料与现场观测资料、定性和定量相结合的方法，对九段沙的沉积特征及形成与演化过程进行了较为系统的研究。在九段沙沉积物特征研究方面，主要通过2003年枯、洪季的现场观测与采样以及室内样品分析，对九段沙及南北槽沉积物的粒度特征、矿物组成、沉积构造和沉积速率等能够反映其形成过程中沉积环境变化的几个参数进行了较为深入的研究。在九段沙形成与演化过程的研究方面，主要利用长江河口1908年以来丰富的历史海图资料，用先进的GIS技术及建立DEM模型，对九段沙形成的背景与过程、形成后的变化及南北槽的演变过程进行了较深入的研究。通过上述研究不仅加深了对九段沙形成与演变规律的认识，也加深了对九段沙与南北槽相互制约关系的认识。【关键词】：长江河口九段沙形成演变沉积特性 【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2004 【分类号】：P343.5 【目录】：第一章绪论13-261．1研究意义13-151．2国外河口拦门沙研究进展15-191．2．1水文泥沙15-161．2．2地貌与沉积16-191．3国内河口拦门沙的研究进展19-211．3．1水文泥沙19-201．3．2地貌与沉积20-211．3．3数学模拟及其它211．4选择九段沙为研究对象的缘由及论文框架21-261．4．1缘由211．4．2框架21-26第二章长江口动力与泥沙特性26-412．1区域背景及河口区分段26-272．1．1区域背景262．1．2河口区分段26-272．2河口区径流特征27-332．2．1来水来沙的年际变化27-312．2．2来水来沙的年内变化31-332．3河口区动力特性33-392．3．1潮汐潮流33-352．3．2余流352．3．3波浪35-362．3．4盐淡水混合36-392．4小结39-41第三章九段沙的沉积特征41-713．1现代长江三角洲的形成41-423．2九段沙及南北槽的沉积特征42-633．2．1粒度参数42-433．2．2南北槽表层沉积物的粒度变化特征43-523．2．3九段沙表层及短柱状样的粒度变化特征52-633．3九段沙的矿物组合与沉积速率63-693．3．1矿物组合63-673．3．2沉积速率67-693．4小结69-71第四章GIS与DEM 在九段沙研究中的应用71-784．1地理信息系统与数字高程模型71-744．1．1地理信息系统71-724．1．2数字高程模型72-734．1．3GIS
长江河口青草沙水库盐水的入侵来源
第３６卷 第１１期海 洋 学 报 Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１１２０１４年１１月 ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１４ 陈泾，朱建荣．长江河口青草沙水库盐水入侵来源［Ｊ］．海洋学报，２０１４，３６（１１）：１３１－１４１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-４１９３．２０１４．１１．０１５ ＣｈｅｎＪｉｎｇ，ＺｈｕＪｉａｎｒｏｎｇ．ＳｏｕｒｃｅｓｆｏｒｓａｌｔｗａｔｅｒｉｎｔｒｕｓｉｏｎａｔｔｈｅｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅｏｆＱｉｎｇｃａｏｓｈａＲｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｔｈｅＣｈａｎｇｊｉａｎｇＥｓｔｕａｒｙ［Ｊ］．Ａｃ-ｔａＯｃｅａｎｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１４，３６（１１）：１３１－１４１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ． ｉｓｓｎ．０２５３-４１９３．２０１４．１１．０１５长江河口青草沙水库盐水入侵来源 陈泾１，朱建荣１* （１． 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海２０００６２）收稿日期：２０１３-０８-３０；修订日期：２０１４-０６-０５。 基金项目：国家自然科学基金项目（４１１７６０７１）；上海市科学技术委员会重大项目（１２２３１２０３１０１）；水利部公益性项目（２０１２０１０６８）。作者简介：陈泾（１９８８－），男，福建省龙海市人，从事河口海岸动力学研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｉｎｇｆｊｘｍ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ*通信作者：朱建荣，男，教授，从事河口海洋动力学研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｊｒｚｈｕ＠ｓｋｌｅｃ． ｅｃｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ摘要：应用改进的三维数值模式ＥＣＯM -ｓｉ，从模式计算的盐度和流向的变化过程、涨憩和落憩时刻盐度等值线和淡水区域的变化，分析在一般动力条件下青草沙水库取水口盐水入侵来源。计算结果表明， 小潮后中潮、大潮、大潮后中潮和小潮期间北支倒灌占青草沙水库取水口表层盐水入侵比例分别为６９．５％、８９．３％、９８．５％和９９．５％，占底层盐水入侵比例分别为３４．９％、８８．９％、９８．５％和９９．５％。 除了小潮后中潮期间底层盐水入侵来源主要来自下游外海（占６５．１％），青草沙水库取水口表层和底层盐水入侵来源主要来自北支盐水倒灌，尤其是大潮后中潮和小潮期间几乎全部来自北支盐水倒灌。关键词：青草沙水库；盐水入侵；来源；数值计算 中图分类号：Ｐ７３１．１２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０２５３-４１９３（２０１４）１１-０１３１-１１ 1 引言 长江河口地区，经济发达，人口密集，需要大量优质原水。２０１０年前上海的用水主要取自黄浦江，水量不足，水质较差，为典型的水质性缺水城市。长江河口水量充沛，水质优良，要从根本上解决上海的用水难题，必须从长江河口取水。为了解决用水难题，上海市在长江口建成了大型河口江心水库———青草沙水库。青草沙水库位于南北港分汊口附近、长兴岛西北侧（见图１），水域面积达到６６．１５ｋｍ２，于２０１０年建成并开始向上海供水，承担了上海市约５０％的原水供应，规划供水规模为７．１９×１０６ｍ３／ｄ， 受益人口超过１０００万人［１］。青草沙水库的兴建，大大缓解了上海供水紧张的局面，为上海城市发展和工农业生 产提供有利的保障。但从长江河口取水面临的主要问题是枯季盐水入侵，如果取水口盐度大于饮用水标 准０．４５（实用盐度单位，按国际惯例单位一般不标注）就不能取水。 长江河口枯季经常面临盐水入侵，最大的特点是南支除受外海盐水入侵外，还受上游北支盐水倒灌的 入侵［２］ 。已有的大量观测和研究表明，潮汐和径流量是影响盐水入侵的主要原因，另外还受风应力［３—４］、口外陆架环流［５］和河势变化［２］等影响。以往对长江河口盐水入侵来源的研究，沈焕庭等［２］指出潮汐河口 外海盐水入侵导致的盐度周日变化一般规律是盐度最高、最低值分别出现在涨憩、落憩附近，且周日变幅大。长江口南支、南北港受北支盐水倒灌后，改变了盐度周日变化规律， 具体反映为盐度周日变幅小，周日的盐度峰值和谷值出现在落憩和涨憩附近。茅志 昌等［６］通过分析现场观测资料，指出青草沙水源地的 盐水源自外海盐水入侵和北支盐水倒灌， 其中以受北支倒灌盐水团过境作用为主。顾玉亮等［７］根据观测
长江下游潮汐河口段水位流量关系分析
27 长江下游潮汐河口段水位流量关系分析 夏明嫣 （扬州大学水利及能源动力工程学院，江苏 扬州 225009） 摘要：长江下游潮汐河段受上游径流和下游潮汐共同影响，水位流量关系复杂，以长江河口 徐六径水文站为例，分析徐六径站高低潮位和流量的关系，反应了潮位流量过程非单值对应特性，以及潮汐对水位流量关系的影响，通过对徐六径断面单值流量对应潮位分析，反应了流量对应水位频率分布的特征，为河道整治设计中确定水位流量对应关系提供参考。关键词：水文站；水位流量关系；频率分布 中图分类号：TV131.65 文献标识码：B 文章编号：1007-7839（2018）05-0027-04 Analysis on the stage-discharge relation in the tidal estuary of the lower reaches of the Yangtze River XIA Mingyan （School of Hydraulic ，Energy and Power Engineering ，Yangzhou University ，Yangzhou 225009，Jiangsu ）Abstract：The lower reaches tidal river of the Yangtze River was affected by upstream runoff and downstream tide, which had a complicated stage-discharge relation. Taking Xuliujing hydrological station in Yangtze estuary as an example, the relationship between high and low tide level and discharge was analyzed, which reflected the characteristics of non-single value of tidal flow and the influence of tide on the stage-discharge relation. According to the analysis of the tidal level of Xuliujing cross-section single value flow, the characteristics of the water level frequency distribution of the flow were reflected, which could provide a reference for the corresponding stage-discharge relation in river regulation design. Key words：hydrologic station；stage-discharge relation；frequency distribution 收稿日期：2018-03-01 作者简介：夏明嫣（1996-），女，专业方向为水利工程。 江 苏 水 利 JIANGSU WATER RESOURCES 2018年5月May.2018水文水资源 0 引言 长江下游自大通以下受长江口潮汐影响，每天两涨两落，潮位和河道断面流量随时间变化而变化，受上游来水和长江口潮汐共同作用，水位流量关系复杂。而长江大通以上宽浅稳定的单一优良河段水位流量关系相对稳定，单值性较好，局部河段受洪水涨退过程、河床冲淤以及回水等因素影响，水位流量关系呈现绳套曲线，水文分析计算方法提出了单值化的校正因素法等方法进行修 正，可获得良好水位流量关系。本文针对长江潮汐河口段，以徐六径水文站为例，收集实测资料，分析测量断面涨落潮期瞬时水位流量关系，以及上游径流大通来流流量和徐六径站水位关系，近似反应了徐六径断面净泄流量和潮位的关系特征。通过分析可认识潮汐河口段水位流量关系特性，以及受潮汐影响的单值流量对应水位分布特征。水位流量关系曲线反应河道行洪特性，为河道治理和航道整治中水力计算和设计参数的确定，提供水位和流量的对应关系。