长江河口河势变化对盐水入侵的影响

The river regime of the Changjiang Estuary has changed significantly since 1950, expecially during 1950-1970s. The cause of river regime change includes the natural evolution and human activities. The main human activities in the estuary at present are the builted projects (deep waterway, Qingcaosha reservoir and Xincunsha south waterway block), the building projects (Hengsha eastern shoal and Nanhui shoal reclamation). Those projects change the local rive regime. The river regime change could influnce tide, current, water diversion ratio and saltwater intrusion. This project will collect and digitize the topography of the Changjiang Estuary in 1950s and 1970s, analyze the water discharge volume and sectional area of the North and South Branch, North and South Channel, North and South Passage in 1950s, 1970s, 1990s and at present. Adapted the long-term applied and improved 3-D saltwater intrusion numerical model in the Changjiang Estuary, the tide, current, water diversion ratio and saltwater intrusion in 1950s, 1970s, 1990s and at present will be simulated and anlyzed, and the impacts of river regime change in a longer time scale on the hydrodynamic processes and saltwater intrusion will been revealed. By in situ observation, numerical simulation and dynamic analyse, the influences of the local river regime change induced by the Qingcaosha reservoir, Xincunsha south waterway block, Hengsha eastern shoal and Nanhui shoal reclamation projects on the hydrodynamic processes and saltwater intrusion will be revealed.

上世纪50年代以来，长江河口河势发生了巨大变化，尤其是50年代至70年代。河势变化的原因包括自然演变和人类活动。目前长江河口人类活动主要为已建的深水航道、青草沙水库、新村沙南水道封堵工程，以及在建的横沙东滩和南汇边滩圈围工程，这些工程改变了长江河口局地河势。河势的变化会对潮汐、流场、分流比和盐水入侵产生影响。本申请项目收集和数值化50和70年代长江河口地形资料，分析50、70、90年代和当前河势下北支、南支、北港、南港、北槽和南槽的容积和断面过水面积。采用长期应用和改进的长江河口盐水入侵三维数值模式，数值模拟和动力分析50、70、90年代和当前河势下潮汐、流场、分流比和盐水入侵，揭示较长时间尺度上河势变化对水动力过程和盐水入侵影响。通过现场观测、数值模拟和动力分析揭示青草沙水库、新村沙南水道封堵、横沙东滩和南汇边滩圈围工程改变局地河势对水动力过程和盐水入侵的影响。

上世纪50年代以来，长江河口河势发生了巨大变化，尤其是50年代至70年代。河口重大工程也会改变河口局地河势。河势的变化会对水动力过程、盐水入侵和淡水资源产生影响。本项目开展了三次长江河口多船同步定点现场水文和盐度现场观测，每次采用座底观测系统和船只垂向剖面连续观测，获得了大量流速流向、盐度、水文和泥沙浓度的观测资料，进一步掌握了长江河口水动力和盐水入侵特征和过程。数值化了上世纪50和70年代长江河口海图，结合2012年长江河口水深实测资料，定量给出了各个年代各个汊道岸线、水深、面积和容积及其变化，分析和给出各个年代河势变化的原因。构建50、70年代和当代各个时期数值模式网格，建立长江河口盐水入侵三维数值模式，利用本项目3次观测资料率定和验证模式，模拟和定量给出近60年来长江河口河势变化对潮汐潮流、单宽余通量、分汊口水通量、分流比和盐水入侵的影响。在北支，不同年代盐水入侵的变化是由分流比和潮差共同作用造成的。50年代北支盐水入侵较强，70年代大幅下降，2012年盐水入侵极为严重。在南支，50、70年代南支大部分为盐度都小于0.45的淡水，在2012年大潮期间由于出现了强烈的北支盐水倒灌，南支上段出现盐度大于0.45的盐水。在南北港，在50年代盐水入侵最严重；大潮期间，北港净分流比南港大21.6%，北港盐度小于南港盐度，外海盐水主要通过南港入侵，出现南港盐水倒灌进入北港的现象。至70年代，南支主流转向南港，南港净分流比增大，比北港大10.4%，南港盐度明显小于北港盐度；南北港盐水入侵较弱。在2012年，南支主流再次转向北港，北港分流比比南港大10.4%，南港的盐水入侵再次强于北港。揭示了长江口北支超浅河道底摩擦系数对盐水入侵影响。分析枯季长江河口青草沙水库盐水入侵来源， 给出下扁担沙水域最长连续不宜取水时间。项目成果对揭示河势变化对盐水入侵和淡水资源影响具有重要科学意义。