长江口悬浮细颗粒泥沙絮凝体特性研究

长江口悬浮细颗粒泥沙絮凝体特性研究

利用B型现场激光粒度仪LISST-100，在不扰动天然细颗粒泥沙絮凝体的情况下，2003年6月在长江口徐六泾测站和2003年12月在长江口横沙测站，对悬浮细颗粒泥沙絮凝体粒径和体积浓度进行了定点大、小潮连续以及垂线观测。用500k的ADP获取同步的水动力资料，同时用OBS-3A取得相应的悬沙浓度和盐度资料。

计算了现场絮凝体的有效密度和沉速。观测显示：1) 长江口徐六泾和横沙絮凝体粒径和分散粒径差别明显，潮周期表层絮凝体粒径要比其分散粒径大2～5倍。

2) 徐六泾大、小潮表层絮凝体粒径潮周期平均分别为39.8μm和64.4μm。横沙小潮表层絮凝体粒径潮周期平均为48.1μm。

絮凝体垂线粒径分层现象明显，细颗粒泥沙絮凝体粒径从表层到底层逐渐增大。徐六泾洪季大潮垂线絮凝体粒径垂线平均63.9μm，小潮垂线平均70.Oμm。

3) 洪季徐六泾大潮表层的絮凝体体积浓度潮周期内平均为98.0μ

LL^-1，小潮表层潮周期内平均为70.8μLL^-1。4) 徐六泾大潮和小潮表层絮凝体平均有效密度分别为1173 kg·m^-3和919 kg·m^-3。

絮凝体有效密度随水深的增加呈减小趋势，有效密度在532～

1456kg·m^-3之间。5) 不同动力条件下絮凝体沉速变化显著，徐六泾大潮表层絮凝体沉速潮周期平均0.80 mm·s^-1；小潮表层相应1.62 mm·s^-1；大潮底层潮周期平均1.68 mm·s^-1。

絮凝体沉速表、中、底层分层现象明显。徐六泾大潮垂线平均为1.71

mm·s^-1；相应垂线平均为小潮1.97 mm·s^-1。

研究表明：1) 在潮周期内，絮凝体粒径的过程线和流速变化过程线趋势相反，即流速增大时，粒径减小，流速减小，粒径增大；絮凝体有效密度的过程线和流速过程线变化一致，即流速增大时，有效密度增大，流速减小，有效密度减小。长江口细颗粒泥沙絮凝体粒径、有效密度受水动力条件的影响显著，水流产生的紊动剪切力制约着絮凝体粒径和有效密度。

徐六泾处涨落潮流历时的周期性变化影响着絮凝体粒径的变化。现有资料未显示盐度对絮凝体粒径的作用。

水温和有机质浓度也许是造成徐六泾和横沙两处细颗粒泥沙絮凝体粒径差

异的因素之一。2) 长江口徐六泾表层絮凝体的体积浓度主要受水流流速影响。

再悬浮现象明显，絮凝体体积浓度过程线滞后于流速过程线，落潮滞后约在10～30分钟，涨潮滞后约在30～50分钟。3) 絮凝体有效密度的变化趋势和其

粒径的变化趋势相反，大粒径的絮凝体有效密度要比小粒径的絮凝体有效密度小。

絮凝体有效密度和其粒径的关系可以用△p∝Dm^a表示。4) 不同水动力条件下絮凝体沉速变化显著，水动力条件强，絮凝体沉速小，水动力条件弱，絮凝体沉速大。

大潮沉速小于小潮，表层沉速小于底层。絮凝体的大小和有效密度共同决定着絮凝体的沉速。

絮凝体的沉速随着其粒径的增加而增加。絮凝体沉速与其粒径的关系可用ω_s∝Dm^a表示。