近期长江河口潮区界变动及河床演变特征

发布时间：2018-10-09 21:39

【摘要】：潮区界作为感潮河段上界,是标志水位受潮动力作用与否的关键界面,其位置随径流与潮流相对强弱不断变化。近年来,人类活动对长江径流时空分布与能量的改变,以及全球气候变化导致平均海平面的上升都影响了潮波上溯过程,潮区界也随之发生变动。潮差造成的水位抬高给防汛抗洪带来直接威胁,而潮区界下游河段由于径流受阻、水位雍高,复杂的水流特性对河床演变与岸坡稳定具有重要影响。因此,新形势下长江潮区界如何变动的研究对防洪及港航安全意义重大。世界上各大流域大型水利工程对河槽动力、沉积、地貌过程造成影响已是不争的事实。长江作为货运量位居全球内河第一的黄金水道,自三峡截流后流域来沙量急剧减少,对潮区界变动河段河床演变进行研究,在提升长江黄金水道功能,增强干线航运能力,改善支流通航条件等方面具有重要的指导意义。因此,本文对2007～2016年长江下游水文站实测水位资料进行频谱分析,研究水位过程中潮差的变化情况,判断长江河口潮区界变动范围,归纳其变动特征;通过GIS技术对变动河段水下地形资料进行河床演变分析,归纳整体地貌演变特征;利用多波束测深系统重点对冲淤显著的区域进行现场测量,分析河床局部地貌演变特征,讨论其形成环境,为日后的航道整治以及河槽治理提供参考。主要研究结果如下:(1)2007～2016年,九江站流量在8440～66700m3/s之间,水位频谱分析显示:潮区界总体变动范围为江西九江到安徽池口。九江站流量约8440 m3/s时,九江水位中有微弱潮差,潮区界上界应在九江附近;九江站流量约66700m3/s时,池口水位中有微弱潮差,而枞阳闸水位中潮差消失,潮区界下界应位于枞阳闸与池口之间。(2)潮区界至九江的距离与同期九江站平均流量呈较显著的正相关关系,相近流量下潮区界位置有变动,变动范围随流量的增大而增大;与南京站平均潮差呈较显著的负相关关系,相近潮差下潮区界位置有变动,变动范围随潮差的减小而增大。九江流量对潮区界变动的影响自上而下沿程减弱,南京潮差对潮区界变动的影响自上而下沿程增强。(3)1998～2013年九江-芜湖河段岸线基本稳定,江心洲移动显著,主要形式为洲头冲刷,沙洲整体下移与并岸、大沙洲分离以及小沙洲合并等;Om浅滩大多蚀退、下移,整体面积减小;-5 m、-10 m以深区域范围增大;深泓线整体呈浅滩刷深、凹陷段淤涨的特点,底形趋于平缓。九江-安庆段深泓整体刷深,安庆-铜陵段深泓小幅淤浅,铜陵-芜湖段深泓沿程由淤转冲。主支汉地位相对稳定,同汉内深槽大幅摆动,横断面普遍冲刷,主要形式为河床整体下切、双槽向单槽转换以及强烈的近岸冲刷等,多数断面呈左冲右淤、槽冲滩淤的特点。(4)1998～2013年九江-芜湖河段整体冲刷,其中,Om以下河槽冲刷总量约为24775万1m3,平均冲刷深度约0.37 m,年均冲刷速率为1652万m3/a;Om以上浅滩整体淤积,淤积总量约1880万m3,年均淤积速率为125万m3/a,远低于河槽冲刷幅度。自上而下河槽冲刷逐渐减弱,浅滩淤积逐渐增强。河槽冲刷总体呈凹岸强凸岸弱、洲头强洲尾弱、主汉强支汊弱以及冲淤交替出现的特点。随着流域以及河口大型工程的建设,这种冲刷环境还将持续,并进一步对潮区界变动以及相应河段的河床演变造成影响。(5)冲淤显著的区域发育有冲刷深槽、冲刷坑、水下堆积岸坡、水下侵蚀岸坡以及复合型侵蚀岸坡等微地貌。其中,冲刷深槽主要发育在顺直微弯河段,冲刷坑主要发育在分汉河段局部河槽地貌突变处,水下侵蚀岸坡主要发育在近岸冲刷严重的区域。
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【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV147

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