【摘要】：風(fēng)暴(windstorm)是海岸帶最頻繁的制災(zāi)因子之一,中國是遭受風(fēng)暴襲擾最頻繁和最嚴重的國家之一。懸沙濃度(suspended sediment concentration)是衡量水質(zhì)的重要指標之一,其變化對底床沖淤、生物初級生產(chǎn)力及土地資源流失有重要影響。因此,研究風(fēng)暴對河口海岸懸沙濃度的影響具有重要理論和現(xiàn)實意義。本文利用近幾年在長江口內(nèi)外不同水域定點連續(xù)(每日兩次)表層懸沙濃度采樣分析資料和同步的水文氣象數(shù)據(jù)(風(fēng)速、波高、潮汐等),結(jié)合觀測平臺在典型潮灘和20 m水深海底進行的現(xiàn)場高分辨率水沙觀測資料,篩選出8個影響長江口的典型風(fēng)暴事件(分別為臺風(fēng)“圓規(guī)”、“米雷”、“�？薄ⅰ叭汀�、“鳳凰”、“黃蜂”、“莫蘭蒂”、“馬勒卡”),其中“莫蘭蒂”和“馬勒卡”為雙臺風(fēng)事件(臺風(fēng)事件中同時擁有表層定點、20 m水深海底測點、潮灘近底測點的同步資料),通過風(fēng)暴影響的前、中、后期水動力和懸沙濃度的對比,揭示風(fēng)暴對懸沙濃度影響的強度及其空間差異,探討風(fēng)暴對河口懸沙濃度影響的規(guī)律和動力機制。主要結(jié)果和結(jié)論有:(1)風(fēng)暴對動力條件的影響6次典型臺風(fēng)(“圓規(guī)”、“米雷”、“�？薄ⅰ叭汀�、“鳳凰”、“黃蜂”)影響的表層測站平均風(fēng)速是臺風(fēng)前1.7倍,雙臺風(fēng)“莫蘭蒂”和“馬勒卡”影響的平均風(fēng)速是臺風(fēng)前的1.7倍(表層)、2.2倍(海底)、1.6倍(潮灘),最大皆達到臺風(fēng)前的3至5倍。6次臺風(fēng)期間表層測站有效波高是臺風(fēng)前正常天氣(0.8 m)的2.2倍,最大可達到3.1倍;表層測點、海底和潮灘在雙臺風(fēng)影響下有效波高與臺風(fēng)前有效波高的比值分別為2.4、2.3和1.7,比值最大達到6.2、9.8和3.0。雙臺風(fēng)影響下20 m水深近底和潮灘近底測點平均流速分別是臺風(fēng)前相近潮差條件下的1.4倍和1.2倍。雙臺風(fēng)期間的潮周期平均波流聯(lián)合剪切應(yīng)力是臺風(fēng)前相近潮差條件下的1.9至2.5倍,遠大于沉積物臨界侵蝕剪切應(yīng)力的最大值。(2)風(fēng)暴對懸沙濃度的影響6次臺風(fēng)期間定點水域表層懸沙濃度平均是臺風(fēng)前相近潮差條件下(0.32kg/m3)的2.0倍,其中“圓規(guī)”臺風(fēng)期間的懸沙濃度較臺風(fēng)前最大增大5.1倍�！澳m蒂”-“馬勒卡”雙臺風(fēng)期間定點水域表層、20 m水深近底、潮灘近底的懸沙濃度分別是臺風(fēng)前相近潮差條件下的6.1倍、5.8倍和3.0倍,最大達到臺風(fēng)前的8.4倍、78倍和11.5倍。潮灘近底超高懸沙濃度層(10 kg/m~3)的厚度在正常天氣為0.5 m,臺風(fēng)期間可達0.8-1 m。(3)風(fēng)暴對懸沙濃度影響的空間差異在表層懸沙濃度的六個測站中,長江口門外的佘山站和蘆潮港站位于開敞水域,懸沙濃度對風(fēng)暴事件的響應(yīng)(變化率分別為167.1%和143.7%)較之口門內(nèi)較為隱蔽的4個測站(橫沙、高橋、徐六涇、青龍港,變化率在42.3%至116.5%之間)更為敏感。雙臺風(fēng)“莫蘭蒂”-“馬勒卡”導(dǎo)致無論在表層、海底或是潮灘,懸沙濃度都是成倍的增長,變化幅度最大的是20 m水深近底,由于風(fēng)浪的變化程度最大,懸沙濃度最大可達臺風(fēng)前的78倍。(4)風(fēng)暴對懸沙濃度影響的動力機制水動力變化是風(fēng)暴對懸沙濃度影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。風(fēng)暴把巨大能量傳遞給水體,導(dǎo)致波-流動力增強(相對于相近潮況而言),底床剪切應(yīng)力增大,剪切應(yīng)力與沉積物剪切應(yīng)力之間的差異擴大,沉積物再懸浮增強。再懸浮加速了底床沉積物和懸沙的交換頻率,導(dǎo)致中下層泥沙活躍到水體中,這對懸沙濃度增大的貢獻起到重要作用。反之,風(fēng)暴過后,波-流動力減弱,再懸浮能力下降,懸沙濃度隨之減小。
【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】：2018
【分類號】：TV148

【參考文獻】

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本文編號：2611591