發(fā)布時(shí)間：2022-01-12 05:27

　　鹽水入侵是河口地區(qū)最重要的現(xiàn)象之一,不僅與河口環(huán)流,泥沙輸運(yùn),生態(tài)環(huán)境密切相關(guān),還關(guān)系到河口淡水資源的利用。長江河口鹽水入侵受徑流、潮汐、河勢、混合和風(fēng)應(yīng)力等因子的綜合影響,其動力過程復(fù)雜。2014年2月長江河口發(fā)生了多年不遇的嚴(yán)重鹽水入侵事件,對上海最大水庫青草沙水庫的取水產(chǎn)生了不利影響,威脅到了上海市的供水安全。本文利用觀測資料結(jié)合數(shù)值模擬,對該次鹽水入侵的過程和動力機(jī)制進(jìn)行分析和研究,主要工作和結(jié)論如下:（1）對2014年2月實(shí)測鹽度、風(fēng)速風(fēng)向、水位和徑流量資料分析,發(fā)現(xiàn)北港、南港和南支鹽度大幅上升,且北港鹽度增加大于南港。鹽度上升同時(shí)伴隨著長時(shí)間的持續(xù)偏北大風(fēng)和強(qiáng)烈的增水現(xiàn)象。資料顯示該次極端嚴(yán)重鹽水入侵事件不是由低徑流量引起,而是由長時(shí)間持續(xù)強(qiáng)北風(fēng)引起。（2）應(yīng)用長江河口高分辨率鹽水入侵三維數(shù)值模式,模擬和揭示嚴(yán)重鹽水入侵的動力過程和機(jī)制。在僅考慮2月氣候態(tài)風(fēng)場和外海開邊界余水位情況下,不能再現(xiàn)極端嚴(yán)重鹽水入侵過程,模擬的鹽度結(jié)果與平常觀測值相似。在考慮2月實(shí)際風(fēng)場和氣候態(tài)外海開邊界余水位情況下,鹽水入侵顯著增強(qiáng),表明持續(xù)強(qiáng)北風(fēng)在鹽水入侵中起到了關(guān)鍵作用,但鹽度量值明顯低于實(shí)... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

長江河口形勢圖和水文氣象站分布

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文3見圖1-1）觀測鹽度峰值21，為記錄最高值，往年同期在該站觀測鹽度峰值很少超過5，十分的異常（圖1-2）。觀測還顯示青草沙所在的北港鹽度遠(yuǎn)高于南港鹽度，這也與經(jīng)常觀測到的鹽度分布相反（孔亞珍等，2004）。該次事件導(dǎo)致青草沙水庫連續(xù)21天未能取到淡水（取水口鹽度持續(xù)超過0.45），陳行水庫水質(zhì)變咸，超過200萬的上海居民生活用水受到了影響（http://sh.people.com.cn/n/2014/0223/c134768-20626725.html）。2014年2月的極端鹽水入侵對上海的供水安全造成了嚴(yán)重威脅，但針對此次事件的鹽度來源、背后的動力機(jī)制，尚未有專門研究。根據(jù)崇明東灘氣象站（位置見圖1-1）觀測風(fēng)序數(shù)據(jù)顯示2014年2月份出現(xiàn)近半月持續(xù)異常強(qiáng)北風(fēng)，尤其從2月7日到14日北風(fēng)最強(qiáng)，期間最高風(fēng)速超過15m/s，平均為9.1m/s。雖然2月氣候態(tài)風(fēng)況也為北風(fēng)，但該站多年2月觀測平均風(fēng)速僅為5.3m/s（戴苒和朱建榮，2015）。2014年2月長時(shí)間持續(xù)強(qiáng)北風(fēng)是否是造成該次極端鹽水入侵的關(guān)鍵因子以及動力過程還需要研究來證實(shí)和揭示。目前隨著全球變暖（McBean,2004；Trenberthetal.,2015），極端強(qiáng)風(fēng)天氣對河口動力過程和生態(tài)環(huán)境的影響越來越受到關(guān)注，本文研究可豐富極端強(qiáng)風(fēng)天氣下大型分汊河口的動力過程研究，同時(shí)也有利于上海淡水資源的利用。圖1-22011年以來堡鎮(zhèn)水文站二月份鹽度隨時(shí)間變化Fig.1-2TemporalvariationsofthemeasuredsalinityatBaozhenhydrologicalstationinFebruarysince2011

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文11航道底寬約300m，水深從7m疏浚12.5m（Liuetal.,2011）。北槽水深加深，重力環(huán)流異常明顯（Puetal.,2015；Puetal.,2016），對航道的回淤問題造成了很大的影響（SongandWang,2013；Songetal.,2013）。橫沙東灘圍墾工程是為了緩解上海日益緊張的土地資源問題，從2003年起在橫沙東灘進(jìn)行了大面積的圍墾工程，工程竣工后將圈地182km2（LyuandZhu,2019）。圖2-1長江河口地形圖以及水源地水庫分布Fig.2-1TopographyoftheChangjiangEstuaryandthelocationofresevoirs2.1.1流域來水長江徑流量巨大，其多年年平均徑流量為29300m3/s，排名世界第5（MillimanandFarnsworth,2011），但年內(nèi)分布極為不均，存在顯著的洪枯季節(jié)變化。如圖2-2所示為1950-2018年大通水文站各月平均徑流量，受氣候影響，洪季為每年的5月到10月，徑流量占全年的71.7%，其中7月平均徑流量最大，量值為49800m3/s。枯季為12月以及來年1月和2月，其中1、2月徑流量最低，月平均徑流量分別11500m3/s和11900m3/s，是長江河口鹽水入侵高發(fā)的季節(jié)，洪季長江河口鹽水入侵現(xiàn)象則基本消失。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]長江河口鹽水入侵對氣候變化和重大工程的響應(yīng)[D]. 裘誠.華東師范大學(xué) 2014
[4]長江河口鹽水入侵時(shí)空變化特征和機(jī)理[D]. 李路.華東師范大學(xué) 2011
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碩士論文
[1]長江口及閩浙海域浮游植物生長對動力過程的響應(yīng)研究[D]. 王一鶴.華東師范大學(xué) 2015
[2]長江潮流界和潮區(qū)界以及河口鹽水入侵對徑流變化響應(yīng)的數(shù)值研究[D]. 侯成程.華東師范大學(xué) 2013
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