【摘要】：長(zhǎng)江口濱岸潮灘環(huán)境在咸淡水交替、出露和淹沒(méi)交替、沖淤交替等海陸交互作用的影響下，波潮流水動(dòng)力作用強(qiáng)烈，泥沙輸移和物質(zhì)交換頻繁。長(zhǎng)江每年攜帶巨量泥沙堆積于河口濱岸地區(qū)，形成了大片寬闊的淤泥質(zhì)潮灘，每年以數(shù)十米的淤漲速率不斷向海推進(jìn)，為城市空間拓展提供了豐富的后備土地資源。但隨著人類(lèi)對(duì)潮灘大規(guī)模圍墾等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，導(dǎo)致生物多樣性減少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量降低，產(chǎn)生了對(duì)該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的潛在威脅。 河口潮灘水沙過(guò)程及沖淤變化研究，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，分別從地貌、沉積、水文、生物、地球化學(xué)等不同角度進(jìn)行了大量有益的探索。但對(duì)潮灘水動(dòng)力過(guò)程的實(shí)地觀(guān)測(cè)十分有限，阻礙了完整潮流泥沙運(yùn)動(dòng)模型的建立，影響了泥沙輸移規(guī)律和沖淤變化研究的進(jìn)展。 本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“長(zhǎng)江口濱岸潮灘復(fù)雜環(huán)境條件下物質(zhì)循環(huán)研究”(批準(zhǔn)號(hào)：40131020)，選擇了長(zhǎng)江口崇明東灘敞開(kāi)型潮灘為研究對(duì)象，設(shè)置典型斷面，在平靜天氣條件下，實(shí)測(cè)了水文要素，獲得了水位、流向、流速、泥沙含量及粒徑等指標(biāo)4000多個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，著重對(duì)長(zhǎng)江口潮灘水動(dòng)力過(guò)程、泥沙輸移規(guī)律及沖淤變化進(jìn)行研究。得到如下結(jié)論： 1．分析得到了潮灘不同部位水動(dòng)力基本特征：光灘水位漲潮和落潮時(shí)間基本相等，而鹽沼前緣帶水位漲潮時(shí)間略短；光灘流速過(guò)程線(xiàn)在漲潮初和落潮末出現(xiàn)峰值，呈現(xiàn)“雙峰型”特征，鹽沼前緣帶僅在冬、春季節(jié)呈現(xiàn)“雙峰型”，夏、秋季節(jié)落潮峰值消失，鹽沼帶四季呈現(xiàn)單峰特征，潮溝過(guò)程線(xiàn)為“雙峰型”；各測(cè)點(diǎn)流向均具回轉(zhuǎn)流特征，在高水位時(shí)流向迅速改變，不存在明顯的憩流。灘面各測(cè)點(diǎn)的水位資料與橫沙水文站同期資料具有一致性，為水文資料系列展延提供有利條件。 2．根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建了系列潮灘水動(dòng)力模型：1)水深預(yù)報(bào)模型，以橫沙水文站為參證站，預(yù)報(bào)各測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)水深；2)流速模型，以最大水深為參數(shù)，分別預(yù)測(cè)測(cè)點(diǎn)漲潮和落潮期間的最大流速、平均流速；3)灘面測(cè)點(diǎn)垂岸流速模型，以瞬時(shí)水深為參數(shù)，預(yù)測(cè)瞬時(shí)流速，得到各潮次流速過(guò)程線(xiàn)；4)總水通量模型，以各潮次最大水深為參數(shù)，估算大潮潮次的總水通量。經(jīng)過(guò)F檢驗(yàn)，模型2)的置信度優(yōu)于0.05，其它都優(yōu)于0.01。各類(lèi)水動(dòng)力模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，與后期實(shí)測(cè)數(shù) 華東帥范人學(xué)博上學(xué)位論文 摘要 據(jù)吻合良好。 3.潮灘懸沙濃度隨時(shí)間變化規(guī)律與水動(dòng)力特征一致:光灘懸沙濃度在漲潮初 和落潮末出現(xiàn)峰值，呈現(xiàn)“雙峰型”特征;欲沼前緣帶和潮溝冬、春季節(jié)呈現(xiàn)“雙 峰型”，夏、秋季節(jié)落潮末峰值沒(méi)有出現(xiàn)，呈現(xiàn)單峰特征;鹽沼帶四季呈現(xiàn)單峰 特征。潮灘懸沙濃度季節(jié)變化明顯，秋季最大，冬季最小，春夏兩季次之。光灘 和鹽沼前緣帶懸沙平均濃度相當(dāng)，而鹽沼僅為同期光灘和鹽沼前緣帶的1/4左右。 由于測(cè)點(diǎn)位置和泥沙來(lái)源不同，懸沙時(shí)空分布存在差異:潮灘懸沙濃度鹽沼前緣 帶北側(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于南側(cè)，同期潮次中北側(cè)平均鹽度高于南側(cè)7倍:冬、秋兩個(gè)季節(jié) 北側(cè)懸沙濃度比南側(cè)大10多倍。 4.潮灘懸浮泥沙通量變化取決于水動(dòng)力特征，光灘在漲潮初和落潮末都出現(xiàn) 峰值，具有“雙峰型”特征，漲潮流從光灘向上傳遞時(shí)，沿程通量有所下降:由 于植物和歸槽水量的影響，落潮流從鹽沼流向光灘的過(guò)程中，鹽沼和鹽沼前緣帶 落潮末峰值不明顯。根據(jù)實(shí)測(cè)資料和水動(dòng)力數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，建立了垂岸泥沙 總通量湯模型和凈泥沙通量縱模型，經(jīng)過(guò)F檢驗(yàn)，模型的置信度優(yōu)于0.01。 模型顯示泥沙總通量不僅與最大水深指數(shù)和平均流速等水動(dòng)力因子有關(guān)，還與泥 沙濃度有關(guān);凈泥沙通量不僅與水動(dòng)力因子和泥沙濃度有關(guān)，還與優(yōu)勢(shì)流特征有 關(guān)。由于崇明東灘受漲潮優(yōu)勢(shì)流控制，從光灘到鹽沼優(yōu)勢(shì)流指數(shù)從52.7%增加到 84.0%，導(dǎo)致潮灘泥沙長(zhǎng)期凈向岸輸移。 5.從各潮次泥沙凈通量累積計(jì)算，分析得到潮灘沖淤變化，由泥沙輸移率的 時(shí)間積分獲得潮灘泥沙凈通量。參考國(guó)外有關(guān)潮位變率的研究成果，提出了光灘 泥沙輸移率模型和考慮植物影響的鹽沼泥沙輸移率模型，經(jīng)過(guò)F檢驗(yàn)，模型的置 信度優(yōu)于0.01。模型顯示泥沙輸移率與潮位變率、水動(dòng)力因子成正比，與灘面坡 度成反比。按照772個(gè)潮次的泥沙凈通量計(jì)算，潮灘各帶年淤積厚度分別為:光 灘8.70耐a，鹽沼帶6.73c而a，蘆葦帶1.30c而a;月淤積量的季節(jié)變化分別為: 光灘7月最大，達(dá)1.86cm，n月沖淤平衡;鹽沼帶9月最大，為1.31 cm，12 月最小，為0.06 cm;蘆葦帶分布較均勻，8月最大，為0.13 cm，l月最小，為 0.07 cm。根據(jù)灘坡平衡原理，求出灘面各帶的淤漲速率，平均為100一120n口a， 符合利用地形圖分析得到的結(jié)論。 華東師范人學(xué)博士學(xué)位論文 摘要 6.借鑒喬木生態(tài)價(jià)值評(píng)估方法，采用生物量相當(dāng)原則，分析了潮灘生態(tài)價(jià)值， 并估算了圍墾土地開(kāi)發(fā)的收入，顯示短期內(nèi)土地開(kāi)發(fā)收入超過(guò)生態(tài)價(jià)值，但長(zhǎng)遠(yuǎn) 期生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)大于圍墾開(kāi)發(fā)收入。目前，崇明東灘已被圍墾到鹽沼外緣，直接導(dǎo) 致潮灘生態(tài)價(jià)值降低。而潮灘牧牛將降低淤漲速度17%，，造成潮灘生態(tài)價(jià)值和土 地收入雙重?fù)p失。通過(guò)綜合計(jì)算，崇明東灘宜于20年后再進(jìn)行圍墾，一次得到 30km2土地，這樣可以最大限度地保護(hù)潮灘的生態(tài)
【圖文】：

現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的潮流水深過(guò)程，在選定平靜天氣條件下的觀(guān)測(cè)日(保證觀(guān)測(cè)日的風(fēng)速<5耐s)之前，先于指定位置設(shè)立觀(guān)測(cè)平臺(tái)。觀(guān)測(cè)平臺(tái)由泡沫船(筏)經(jīng)GPS定位固定在指定位置構(gòu)成(見(jiàn)圖2.2)。水深由固定在灘面和潮溝上的水尺讀取，精度為Icm。流速由LS78旋杯式流速儀和LS1206B型旋槳式流速儀測(cè)定。在水深小于0.5m時(shí)，一律采用旋槳回轉(zhuǎn)直徑較小(60幻n們n)的LS1206B型流速儀，水深大于0.5米時(shí)則采用LS78型流速儀，流速儀的測(cè)流誤差<l.5%，見(jiàn)圖2.2。為了固定流速儀位置，在一些研究中往往只觀(guān)測(cè)某一個(gè)或兩個(gè)固定水深的流速過(guò)程(Dyeretal.，2000)
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：P731.2

【引證文獻(xiàn)】

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1 陳華;王東啟;陳振樓;楊紅霞;王軍;許世遠(yuǎn);;崇明東灘海三棱呰草生長(zhǎng)期沉積物有機(jī)碳含量變化[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

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2 任杰;長(zhǎng)江口崇明東灘鹽沼邊緣帶懸浮泥沙短期變化特征研究[D];上海師范大學(xué);2008年

3 秦曉怡;基于ADCP的高潮灘鹽沼潮流過(guò)程研究[D];上海師范大學(xué);2008年

4 吉曉強(qiáng);崇明東灘水沙輸移及植被影響分析[D];華東師范大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2628855