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长江口水文、泥沙计算分析

文献综述

1研究背景

河口地区是海陆相互作用最为典型的区域，其水动力条件复杂，如径流、潮

汐、波浪、沿岸流以及地转科氏力等作用强烈；人类活动也颇为活跃，其作为经

济发展的强势地位集中体现在沿江、沿海等地域优势上。众所周知，河流泥沙资

料是为防治水土流失、减轻泥沙灾害、合理开发水土资源、维护生态平衡等方面

的宏观分析与决策研究，以及流域水利水电工程建设规划、设计和水库运用、调

度管理等提供科学依据的重要基础工作。

我国属于多河流、广流域的国家，据统计，在我国长达21000多公里的海岸

线上，分布着大小不同、类型各异的河口1800多个，其中河流长度在100公里

以上的河口有60多个（沈焕庭等，2001）。长江是我国第一大河，水量丰沛，输

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沙量大，全长约6300km，流域面积约180万km，占全国面积的1/5。其河流长

度仅次于尼罗河与亚马孙河，入海水量仅次于亚马孙河与刚果河，均居世界第三

位。据长江大通站资料(1950~2004)，流域平均每年汇集于河道的径流总量达

1138

9.00X10m，并挟带约3.78X10t泥沙(中华人民共和国泥沙公报，2004)，

由长江河口的南槽、北槽、北港和北支等四条汉道输送入海。

根据长江口水流动力性质和形态特征，可分为径流段、过渡段、潮流段和口

外海滨段。过渡段是径流与潮流相互消长的河段，它自五峰山镇至徐六径，长约

184km。潮流段是潮流势力逐渐增强，径流势力相对减弱，风浪与风暴潮对河道

的影响大增的河段，它自徐六径至河口，长约174km。口外海滨段是诸多水动力

因素非常活跃的场所，又受到海岸、海底等边界条件的制约，水流动力情况比较

复杂。它的大致范围是西起长江口拦门沙前端、东至水下三角洲前缘，南自南汇

嘴附近、北达江苏省篙枝港(胡辉，1988；沈焕庭2000，2001；宋兰兰，2002)。

每个典型河段都有其固有的且相互影响的悬移质含沙量分布特性，它们在长江口

地貌形态、河口演变过程中扮演着重要角色。同时，港口与航道部门也十分关注

水体悬移质含沙量分布的变化规律，营养盐和污染物的分布变化也和悬移质泥沙

分布息息相关。因此，研究河口地区的悬移质含沙量分布特性具有广阔的科学背

景和应用价值。

2研究意义

长江是一条世界级的巨川，巨量的水、沙下泄使长江河口成为高浊度、细颗

粒泥沙为主要特征的河口，而且对邻近陆架海域的水文、泥沙、沉积和生态环境

等有重大影响。泥沙本身的物理、化学特性复杂，在河口盐淡水交汇中的絮凝机

制又处在研究初期，加之复杂动力因子共同作用下的悬浮、沉降、再悬浮过程，

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使悬移质泥沙分布具有时空多变和不确定性。因此对河口悬移质含沙量分布及其

动力条件的研究有着重要理论意义，有助于港口航运的管理维护，为自然资源的

合理使用提供依据。

3国内外河口区域泥沙数值模拟研究现状

潮流与泥沙数值模拟始于20世纪60年代,是一门新兴的综合性模拟技术,

它以流体力学、泥沙动力学以及计算数学等学科为基础,结合具体工程技术,通

过采用数学模型来模拟某种物理现象,并利用数值计算进行近似求解以复演某

种自然或人工过程。与物理模型相比,数值模拟具有经济、快速、修改方便等优

点,并且不受比