长江口北支缩窄工程对水动力环境影响数值分析

长 江 口北支 缩 窄 工 程 对 水 动 力环 境 影 响数 值 分 析
宋 泽 坤 ， 王 松 ， 程 和 琴 ， 李 身 铎 ， 郭 小 斌２ ， ４
（ １ ． 国家海洋局第二海洋研究所 工程海洋 学重点实验 室， 浙江 杭 州 ３ ０ ０ ０ １ ２ ； ２ ． 华 东 师 范 大 学 河 口海 岸 学 国家重点实验室， 上海 ２ ０ ０ ０ ６ ２ ； ３ ． 中交 第 一航 务 工 程 勘 察 设 计 院 有 限公 司 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ２ ２ ； ４ ． 张 家 港 市 航
顺直 ， 呈 喇 叭 口形 态 ， 喇 叭 口顶 点位 于头 兴港 至三 条港
由于 自然 演变 和人 类 活 动 的影 响 ， 近 年 来 北岸 岸 线 冲刷 后退 ， 南 岸 沙洲 淤涨 并 岸 。 中上 段 在 岸 线 整体
北 移过 程 中使河 宽变 窄 ， 最窄 处 位 于青 龙 港 附近 ， 为２
中 图法 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ８ ５ ６ 文献标志码 ： Ａ
目前 长江 河 口呈三 级分 汉 ， 四 日人 海 的格局 ， 第 一 级 分 汊 由崇 明岛将 长江 口分 为南 支和 北支 。北 支西 起 崇 明 岛最 西 端 的 崇 头 ， 东至人海 口门连兴港 ， 全 长 约 ８ ４ ｋ ｍ。在平 面形态 上 ， 北 支上 段 崇头 至灵 甸港 河段 呈 弯 曲状 ， 弯顶 在 大洪 河 至大新 河之 间 ； 中下 段河 道较 为
两岸 的 防 潮将 产 生 积 极 影 响 ； 低 潮位 有 增 有 减 ， 但 是 变化幅度 相对 不明显 ， 仅 对 北 支 中 上 段 的排 涝 有 略 微 影
响； 从 全 河段 来 看 ， 工程 后 涨 潮 流 速 除 了三 条 港 河 段 增 大 外 ， 其 余 河 段 均有 不 同 的 减 小 ； 而 落 潮 流 速 总体 增 大 。 关 键 词 ： 水 动 力 环 境 ；河 口缩 窄 工 程 ； 数值模拟 ； 长 江 口北 支
社会 经 济 的发展 ， 北 支 的整 治迫 在 眉睫 。 目前 ， 北 支的
图 １ 长 江 口河 势 示 意
整 治工程 已局部 开始 实施 。前 人对北 支 整治工 程 的研
收 稿 日期 ： ２ ０１ ３—１ １一ｌ Ｉ
基金项 目： 国 家 自然 科 学基 金 项 目（ ４ ０ ７ ７ ６ ０ ５ ６ ） ； 上 海 市 科 委 重 点 项 目（ １ ０ ｄ ｚ １ ２ １ ０ ６ ０ ０ ）
宽 约为 １ １ ． ５ ｋ ｍ。北 支 人 流与 长 江 主 流 几乎 垂 直 ， 使
得北 支 的人 流状 况急 剧 恶 化 ， 中下 段 喇 叭 口形 态 导 致
涨潮 动力 增 强 ， 涨 潮 流携 带 的大 量 泥 沙 在落 潮 时 不 能
全部 随落 潮 流出海 ， 甚 至还倒 灌进 入南 支 ， 从 而 造成北 支 中上段 断 面不断 淤 积 萎 缩 。另 外 ， 下 段 水 流 主线 反
１ ２
人 民 长 江
究 大都 将 重点集 中在盐 水 倒 灌 和 涌潮 方 面 ， 而对 水
动 力环 境 的 影 响 关 注 较 少 。例 如 吴 辉 利 用 Ｅ Ｃ Ｏ Ｍ 建 立 了一 个 长江 口三维 水动 力 、 盐度数 值 分析模 型 ， 研究 发现北 支束 窄工 程 实施 后 北 支 纳 潮 量 和潮 差 的下 降 ， 从而 使盐 水倒灌 的强 度减 小 ； 李裎 来 等 首 先 根 据 实 测资 料分 析 了长江 口盐水 入 侵 问题 ， 再 利 用 二 维 盐 度 数 学模 型 ， 讨论 了长 江 口综 合 整 治 工 程对 减 轻 长 江 口 盐水 入侵 的作 用 ； 陈 沈 良等 分 析 认 为 ， 北 支 河 槽 不 断束 窄 、 河 床 逐 渐 淤 浅 是 近 年 来 涌 潮 频 发 的 原 因 ；
ｋ ｍ 左右 ， 而作为河道主槽 ０ ｍ 高 程 的 河 槽 宽 度 仅 为 ０ ． ７ ７ ｋ ｍ。下 口南岸 变 化 不 大 ， 北 岸 冲刷 后 退 ， 河 宽 反
而 变大 ， 喇 叭 口形 态 愈加 明显 ， 人海 口门连兴港 处 断面
之 间… 。长江 口河 势如 图 １所示 。
道管理处， 江苏 张家港 ２ １ ５ ６ ０ ０ ）
摘要： 为 分 析 长 江 口北 支 缩 窄 工 程 对 长 江 口 南北 支 水动 力环 境 的 影 响 ， 建 立 了长 江 １ ２ 一杭 州 湾 二 维垂 向 平 均
潮流数学模型 ， 对 长 江 口北 支 缩 窄 工 程 前 后 的 潮 流 场 进 行 了数 值 模 拟 研 究 。研 究 表 明 ： 工 程 实施 后 新 岸 线 的 走 向顺 应 了涨 落 潮 流 主 流 流 向 ， 南北支潮流特性基本不 变； 缩 窄 工 程 减 小 了北 支入 海 １ ： ／ 门的河宽， 导 致 北 支涨 潮 量 明 显减 小 ， 达 到 了减 轻 北 支成 潮 倒 灌 南 支 的 目的 ； 工程 后 整 个 河 道 的 高 潮 位 均 有 不 同程 度 的 降低 ， 对 北 支
ຫໍສະໝຸດ Baidu
作者简介 ： 宋泽坤 ， 男， 硕士 ， 主要 从 事 海 口海 岸 工 程 环 境 研 究 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｚ ｅ ｋ ｕ ｎ ｓ ｏ ｎ ｇ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ 通讯作者 ： 程和琴 ， 教授 ， 博士 ， 主要 从 事 河 口海 岸 工 程 地 貌 与 环 境 研 究 。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｈ ｑ ｃ ｈ ＠ｓ ｋ ｌ ｅ ｃ ． ｅ ｃ ｎ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ
第４ ５卷 第 １期 ２ ０ １ ４ 年 １月
人 民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖ０ １ ． ４５． Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ｌ 一 ０ ０ １ １— ０ ５
复多 变 、 涨 落潮 流路 不 一 、 滩槽变化频繁 ， 大 大 影 响北
支河 势 的稳定 ¨ 。
除受 自身河 势 不稳 定 之 外 ， 北 支 枯 季 咸 潮 还上 溯
倒灌进 入南支 ， 直 接 威 胁 上 海 和 江 苏 两 地 的 淡 水 供
应 。近期北 支 的 演 变 态 势 已严 重 影 响 长 江 口地 区