【摘要】：河口地區(qū)海陸相互作用強烈,各種環(huán)境因素相互影響,這些因素的變化都與水動力條件的變化密切相關(guān)。潮汐是河口水動力環(huán)境的重要組成部分,而潮差則是衡量潮汐強度的重要指標(biāo)。河口地區(qū)潮差受外海潮汐、海岸地形、河流徑流等因素共同影響,變化機制復(fù)雜,具有強烈的時空分布特征。潮灘是河口海岸地區(qū)主要的地貌類型之一,它的沖淤演變、植被分布等與潮汐及其變化密切相關(guān)。研究河口潮差的時空變化可以為河口鹽水入侵、泥沙運動、航道演變、岸灘沖淤規(guī)律等提供重要的動力機制詮釋。本文利用長江口佘山潮位站1972-2018年共66336個數(shù)據(jù)的預(yù)報潮差序列,以及部分站點的短期實測潮位資料,結(jié)合統(tǒng)計分析、小波分析、MK檢驗、調(diào)和分析等方法,探討了在海平面上升等因素影響的背景下,長江口潮差的時間變化特征。利用海圖資料、實測潮灘地形、潮灘實測水文數(shù)據(jù)、遙感影像等資料,并結(jié)合MIKE21水動力數(shù)值模型、ArcGIS軟件等技術(shù)方法,構(gòu)建了長江口潮汐動力模型與崇明東灘數(shù)字高程模型�；谏鲜瞿Ｐ头治隽碎L江口潮差空間分布特征及其對于海平面與徑流變化的響應(yīng),以及潮差變化對于潮灘淹水區(qū)域變化的影響。主要研究結(jié)論如下:1)佘山站潮差除了常見的大小潮周期之外還存在著周期為0.5 a的季節(jié)性變化以及周期為18.5 a的年代際尺度變化。0.5 a周期潮差變幅約19 cm,約等于多年平均潮差的7.5%,月均潮差的年內(nèi)極大值出現(xiàn)在3月和9月,極小值出現(xiàn)在6月和12月;18.5 a周期潮差變幅約16 cm,相當(dāng)于多年平均潮差的6.3%,1972-2018年間年均潮差的極大值出現(xiàn)于1977、1996和2015年,極小值出現(xiàn)于1986和2005年。這種中長周期的潮差變化與長江口鹽水入侵、懸沙濃度變化以及水下三角洲沖淤演變等環(huán)境因素的重大變化在時間上存在著明顯的對應(yīng)關(guān)系,可能對長江口生態(tài)環(huán)境等因素的變化具有十分重要的潛在影響。根據(jù)潮差18.5 a周期變化推斷,在2015~2024年間長江口的潮差將呈現(xiàn)出顯著減小的趨勢,這可能導(dǎo)致鹽水入侵和海底侵蝕活動產(chǎn)生相應(yīng)的減弱,長江口的懸沙濃度也會相應(yīng)的降低。2)在空間上,長江口年平均潮差從口內(nèi)南支系統(tǒng)上游徐六涇的1.9 m到口門攔門沙處的3.9 m。在口外海域南匯嘴附近潮差大于啟東嘴附近,但由于河道收窄、水深較淺等因素導(dǎo)致口內(nèi)部分北支潮差普遍大于南支。調(diào)和分析結(jié)果顯示半日分潮M2為長江口地區(qū)主導(dǎo)分潮,且M2分潮與潮差的空間變化趨勢基本相同。3)上游徑流量的改變會對長江口潮差產(chǎn)生一定的影響,利用潮汐數(shù)值模型分別模擬徑流量10000 m~3/s、30000 m~3/s、50000 m~3/s以及70000 m~3/s時的潮差變化。當(dāng)徑流量增大后自口門向內(nèi)的區(qū)域月均潮差整體呈下降趨勢,相比于徑流量10000 m~3/s時,月均潮差的平均下降幅度分別約為2.3 cm,5.3 cm以及7.8 cm。潮差下降幅度自上游至口門方向逐漸遞減,至口外已無明顯變化。徑流增加引起潮波變形加劇,隨著徑流量增大口內(nèi)大部分地區(qū)的潮汐不對稱強度均呈顯著上升狀態(tài)。4)受全球變暖等因素影響,中國海平面近年來呈顯著上升趨勢。長江口地面沉降問題素來十分顯著,與海平面上升相結(jié)合后,造成長江口地區(qū)相對水深的改變,這無疑會對潮波傳播和潮差產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)模擬結(jié)果,平均海平面升高1m后,長江口自口門向內(nèi)區(qū)域潮差呈上升趨勢,上升幅度自口門攔門沙處向上游徐六涇逐漸遞增,平均上升幅度約0.25 m。隨著平均海平面升高,潮汐作用加劇,口內(nèi)潮汐不對稱強度呈下降趨勢。5)以崇明東灘為例,根據(jù)遙感影像與數(shù)值模型分析,潮灘植被覆蓋面積在2015年較2005年增加約27.5%。在不包括海平面上升、灘面沖淤及圍墾的情況下,在潮差18.5 a周期變化中,年均潮差處于極大值的2015年潮間帶淹沒區(qū)域面積較年均潮差處于極小值的2005年增加9.2%。綜上所述,長江口潮差的時空變化達到不可忽視的程度,其對環(huán)境的影響值得引起重視。
【圖文】：

長江口概況長江總長度約6300 km，流域總面積達1.8x106km2。年均徑流量居世年均輸沙量居世界第四位。據(jù)大通站統(tǒng)計資料，長江徑流枯季0~15000 m3/s，洪季可達40000~50000 m3/s(Milliman and Farnsworth, 2河口廣義上自安徽大通至水下三角洲前緣，全長約660km(沈煥庭等，上的長江河口只是指江陰至口門之間約220 km的一段，自上世紀(jì)50年段地貌基本呈現(xiàn)為“三級分汊，四口入�！钡母窬�。自上游的徐六涇先是在崇明島分為南北兩支，南支往下又在長興島分為南北兩港，南港分為南北兩槽(惲才興，2004)。長江口門最寬處（啟東嘴至南匯嘴）約9處（北支上段）不足1 km。

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3.2 模型的建立與參數(shù)設(shè)置3.2.1 模型范圍與網(wǎng)格劃分整個模型的計算范圍西至安徽大通，東到東經(jīng) 125 度海域，北至江蘇洋口港，南至浙江象山港，包括整個的長江口、杭州灣水域。為了更加真實的模擬長江口地區(qū)的潮流情況，模型中加入了北槽深水航道導(dǎo)堤，南匯東灘圍墾導(dǎo)堤等近海工程，并在淺水區(qū)域?qū)W(wǎng)格進行了加密。上游開邊界設(shè)在安徽大通，采用大通站每日實測徑流量作為輸入條件。外海開邊界設(shè)于平均水深 50m 的東海海域，，邊界潮位時間分辨率為 1h，潮位通過模型數(shù)據(jù)庫中的全球潮汐調(diào)和模型給出。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P731.23;P737.1

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本文編號：2599540