登录| 注册    
收藏  点赞 

河口水文

研究河口发生的水文现象和过程,包括:水流特性、泥沙运动及河口河床演变规律。广义的河口应包括入海河口,入湖河口,入库河口及支流河口;狭义的解释,仅指入海河道下游受潮汐影响的河段。河口水流既受河流径流的作用,又受海洋潮汐、风浪、增减水的影响,在咸淡水混合地区还受密度比降的影响。

研究河口发生的水文现象和过程,包括:水流特性、泥沙运动及河口河床演变规律。广义的河口应包括入海河口,入湖河口,入库河口及支流河口;狭义的解释,仅指入海河道下游受潮汐影响的河段。

河口水流既受河流径流的作用,又受海洋潮汐、风浪、增减水的影响,在咸淡水混合地区还受密度比降的影响。由于河口水流所受重力比较复杂,使河口泥沙运动,既不同于河流泥沙运动,也不同于沿海的泥沙运动,在河口水流和泥沙运动的条件下,河口河床的冲淤变化也要比河流河床演变复杂得多。研究河口演变规律,是为河口综合开发治理服务。

河口水流 在整个受海洋潮汐影响的河口区内,水位受海洋潮汐涨落影响所及范围称潮区界。涨潮流所及之地称潮流界。涨潮流中咸水所及之地称咸水界。这三个界不是固定不变的。就整个受潮汐影响的河口区来说,枯季大潮汐的潮区界为上界,洪季淡水扩散所及之地为下界。例如长江河口潮区上界在距海口650公里的安徽大通附近,洪季淡水扩散影响的最大范围距口门340公里,故整个长江河口区的范围近千公里。河口区是河水与潮水两种力量相互消长的区域,而含盐量的沿程变化显示两种力量强弱的对比。因此根据咸水界的变动情况大体上可将河口区划分为三个河段,即:近口段、河口段和口外海滨段。以多年平均枯季大潮与多年平均洪季小潮的咸水界为河口段的上、下界,在此上、下界之间的河段,水变情况最复杂,是河口区水文研究的重点,故称河口段;咸水上界至潮区界的河段受到潮汐的影响有周期性的变化,但仍以河流径流为主,称为近口段。咸水界以下的河段,对大多数河口来说是位于拦门沙以外较开敞的口外海滨,故称口外海滨段。在咸水界以下由于淡水径流与海洋咸水之间存在密度差,在混合过程中由于潮汐的强弱和径流的大小而出现各种不同的混合型式,大体上可分为三种类型:①强混合型,即在同一垂线上面层和底层的含盐度基本不变,但在纵剖面上有明显的密度比降;②缓混合型,即含盐度在垂直方向和纵向都有变化,含盐度等值线呈斜线伸向上游;③弱混合型,即咸淡水之间存在明显的分层现象,咸水从底部呈楔状潜入,称为盐水楔异重流亦称分层流。

河口泥沙主要有:①来自流域的陆相泥沙,包括内陆地表水带入河流的泥沙和河岸崩塌而加入水中的泥沙。②来自海域的海相泥沙,包括海岸侵蚀形成的沿岸漂沙和邻近河口以及本河流陆相泥沙入海以后受风浪和潮流作用而再次进入河口的泥沙。③河口区内由于滩槽变化而局部搬运的泥沙。

河口泥沙运动 河口各段水流情况不同,泥沙运动亦异。在近口段泥沙运动仍然遵循河流泥沙运动的规律。河口段在周期性的往复水流作用下,在涨落潮过程中要经历憩流阶段,悬移泥沙频繁地悬扬和沉降,底沙则前进又后退,泥沙运动比河流泥沙活跃得多。此外,口外海滨则因风浪的作用逐渐加强,泥沙运动更为复杂。河口泥沙运动的特点是:①絮凝现象,淡水径流带来的细颗粒泥沙遇海水后由于电化学作用而形成双电层水膜,颗粒之间水膜粘结成团,可以加速细颗粒泥沙的沉降。②团聚现象,河口径流挟带的微生物是海鱼的主要食物,当鱼类吞进浑水后,鱼鳃分泌出粘液将微生物吸进而将泥沙粘结成团后排出体外,亦有加速沉降的作用。③浮泥运动。口外海滨的含沙量随风浪和潮汐的大小而变,在大风浪平息之后如遇小潮汐,含沙量较大的悬沙易下潜而形成悬浮体,在水流或自重的作用下可以流动。④最大浑浊带的形成。在咸淡水密度比降的作用下,沿河底往往出现涨落潮净流速接近于零的滞流点,上下淤泥沙在此汇集而形成高含沙量区。

河口分类 河口河床演变是挟沙水流与河床相互作用的结果。根据河口水流特性和泥沙动态,对河口加以分类有助于河口河床演变的分析。

由于研究的目的不同,河口有不同的分类方法:根据动力条件,分为径流型、潮流型和波浪型三类;根据河口地貌形态,分为三角洲及河口湾两类。从河口水流和泥沙综合考虑,分为四种类型,即①强混合海相河口,如钱塘江口;②弱混合陆相河口,如黄河口;③缓混合湖源海相河口,如黄浦江口,射阳江口等;④缓混合陆海双相河口,如长江口,辽河口等(见河口演变)。

研究方法 沿海地区河口两岸农业生产经常遇到洪、涝、渍等灾害。洪水下泄到河口地区受潮水的顶托,因尾闾宣泄不畅而泛滥成灾,低洼地区则积涝成灾,枯季蓄淡灌溉则因咸水上溯而影响用水。故中小河口常筑闸挡潮,在洪季控制闸门,排洪排涝,枯季则挡潮御咸蓄淡灌溉,以保障农业生产。但闸下普遍产生淤积,如何根据河口水流、泥沙运动特性,采取防淤减淤措施是重要课题。在较大河口都有航运的要求,如何结合航道治理兼顾农田防洪排涝御咸等进行综合开发治理,是另一重要课题。现代化观测技术,在取得足够可靠的第一性资料(如潮位、流速、含盐度、含沙量以及风浪等)基础上进行整理分析,然后根据河口开发治理的要求进行方案研究。研究的主要手段是模型试验,包括物理模型和数学模型两种。前者是按一定的比尺模拟天然情况,比较直观,但人力物力的消耗较多、周期较长。后者是根据数学物理方程用电子计算机进行计算,比较节省,周期缩短,有利于拓宽研究的范围,但对于工程实施后建筑物上下游的三元问题以及复杂的泥沙淤积问题目前难以解决。从20世纪80年代开始将物理模型与数学模型结合进行研究,称为复合模型,有利于更好地解决河口开发治理中的复杂问题。