長江口歷年入海水量月年變化特征分析

杜亞南　朱巧云　呂志鋼　楊逸　陳艷

摘要：徐六涇水文站是長江干流最下游的流量控制站，從2005年起進行潮流量整編工作，現(xiàn)已獲得連續(xù)多年完整的、較高精度的潮流量整編成果。通過對徐六涇水文站歷年（2005～2014年）潮流量整編成果進行統(tǒng)計，計算各年月統(tǒng)計量，分析潮量、潮流量一般規(guī)律及年月變化特征，并將徐六涇水文站與大通站水量進行了比較分析。結(jié)果表明：①徐六涇站歷年年漲潮量平均為4 158億l113，年落潮量平均為12 732億I113，年落潮量是漲潮量的3倍，年凈泄潮量即年徑流量平均為8 574億m3;②徐六涇站歷年年漲落潮潮量、凈泄潮量、漲落潮流量、漲落潮歷時年內(nèi)分配不均、汛枯季分配不均;③徐六涇站年徑流量約占大通站的97.20-/0，且兩站變化趨勢一致，進一步表明徐六涇站潮流量整編成果合理可靠。

關(guān)鍵詞：入海水量;月年變化特征;潮流量;徐六涇站;長江口

中圖法分類號：P343.1

文獻標志碼：A

DOI： 10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.10.001

長江口屬于海陸雙向性河口，徐六涇水文站（以下簡稱“徐六涇站”）位于長江口段，地處江蘇省常熟市新港鎮(zhèn)，建于1984年，為長江河口段水文要素觀測的基本站。徐六涇斷面寬5 88lm，為復(fù)式河床結(jié)構(gòu)，采用代表線法測驗與整編潮流量過程。由于徐六涇站測流斷面在漲落潮過程中的流速分布變化比較復(fù)雜，以單線或雙線組合作為代表線整編潮流量過程精度相對較差，只有多線組合才能滿足潮流量整編精度的要求，因此在徐六涇水文斷面設(shè)置了4只遙測浮標，從左向右依次為1，2，3，4號浮標及2號水文平臺[1-2]。2005年，根據(jù)代表線法測流原理，采用浮標ADCP，結(jié)合平臺ADCP的測流系統(tǒng)，徐六涇站集成應(yīng)用多傳感器技術(shù)、控制和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和計算機處理技術(shù)，創(chuàng)新了潮汐河段潮流量測驗、整編技術(shù)和方法，使測驗方式和數(shù)據(jù)處理高度智能化，實現(xiàn)了潮流量整編[3-4]。 徐六涇站是長江干流最下游的流量控制站，集水面積180萬km2，距長江口外攔門沙灘頂約120 km，測得的水量資料能準確地反映進入長江河口區(qū)的水量特性[5-7]。因此本文以徐六涇站2005 - 2014年（簡稱“歷年”，下同）潮流量整編成果作為長江口人海水量成果來進行分析統(tǒng)計，并計算分析長江口歷年人海水量的月、年特征變化[8]。

1 潮量變化特征

1.1 年特征值

1.1.1 年潮量

歷年年潮量特征值統(tǒng)計見表l。由表1可知，年漲潮量平均為4 158億m，年落潮量平均為12 732億m，年凈泄潮量平均為8 574億m，年落潮量約是年漲潮量的3倍。歷年中2010年凈泄潮量（徑流量）最大，為10 440億m;2006年和2011年為長江特枯水年，凈泄潮量分別為7 159億m，7 149億m3;最豐年與最枯年凈泄潮量比約為1.5。

歷年汛期（5 - 10月，下同）總漲潮量平均為1 720億m，總落潮量平均為7 520億m，總凈泄潮量平均為5 800億m，總落潮量約是總漲潮量的4.4倍。歷年非汛期（11 -4月，下同）總漲潮量平均為2 438億m，總落潮量平均為5 212億m，總凈泄潮量平均為2 774億m3，總落潮量約是總漲潮量的2.1倍。

歷年年漲潮量、落潮量與凈泄潮量變化過程見圖1。從圖1可知，2005-2014年漲、落潮和凈泄潮量在歷年平均值上下波動，近年來未出現(xiàn)趨勢性變化，但近10 a中出現(xiàn)了兩個特枯水年，水量總體偏枯。1.1.2年最大（?。┏绷?/p>

歷年最大潮量統(tǒng)計見表2，歷年最小潮量統(tǒng)計見表3。

由表2可知，在2005 - 2014年間，年最大漲潮量出現(xiàn)在2007年12月25日（農(nóng)歷11月16日），最大落潮量和最大凈泄潮量均出現(xiàn)在2012年8月9日（農(nóng)歷6月22日）。由表3可知，在2005 - 2014年間，年最小漲潮量出現(xiàn)在2006年9月2日（農(nóng)歷7月10日），最小落潮量出現(xiàn)在2008年3月3日（農(nóng)歷1月26日），最小凈泄潮量出現(xiàn)在2006年11月22日（農(nóng)歷10月2日）。

1.2 年內(nèi)變化特征

1.2.1 月總潮量

2005 - 2014年年內(nèi)平均各月總漲（落）潮量占全年百分比變化率見圖2。漲潮、落潮及凈泄潮量年內(nèi)分配不均勻，凈泄潮量年內(nèi)分配比相對更加集中。

由圖2可知，歷年平均月總漲潮量最大的是1月，最小的是7月，其中5-9月相對偏少。歷年平均月總落潮量最大的是8月，最小的是2月，5-9月落潮量偏多，與漲潮量變化相反。歷年平均月總凈泄潮量最大的是7月，最小的是2月。與歷年平均值比較，變化趨勢與落潮量一致，5-9月潮量偏多，變化幅度較落潮量大。

汛期（5 - 10月）漲潮量占全年的41.4%，落潮量占全年的59.1%，凈泄潮量占全年的67.7%。落潮及凈泄潮量主要集中在汛期，其中主汛期（7-9月）落潮量占比達32.2%，凈泄潮量占比達38.8%。而漲潮量主要集中在非汛期，1月占比最大，占全年的10.8%，汛期的7月分配比僅為5.0%。

1.2.2 月最大（?。┏绷?/p>

2005 - 2014年月最大（最?。┏绷拷y(tǒng)計見表4。月最大漲潮量出現(xiàn)在12月，最大落潮量出現(xiàn)在8月，最大凈泄潮量出現(xiàn)在8月。月最小漲潮量出現(xiàn)在8月，最小落潮量出現(xiàn)在3月，最小凈泄潮量出現(xiàn)在11月。

2 潮流量變化特征

2.1 年變化特征

歷年潮流量特征值統(tǒng)計見表5。歷年平均潮流量為27 200 m/s，汛期歷年平均潮流量為36 500 m/s，非汛期歷年平均潮流量為17 800 m/s。

潮流量的變化過程與前述的凈泄潮量的變化規(guī)律是一致的，2010年是長江豐水年，上游來水量較大，徐六涇站的潮流量也相應(yīng)較大，年平均潮流量為33 100 m/s，為歷年中最大流量;2006和2011年是長江兩個特枯水年，潮流量較小，該站2011年年平均潮流量為22 600 m/s，為歷年中最小流量。歷年最大漲急流量為153 000 m/s，出現(xiàn)在2006年10月9日（農(nóng)歷8月18日），最大落急流量為124 000 m/s，出現(xiàn)在2005年9月6日（農(nóng)歷8月3日）。

2.2 年內(nèi)變化特征

2.2.1 月平均潮流量

由表5可知，歷年月平均潮流量最大的是7月，為45 000m3/S;最小的是1月，為13 600 m/s。

與歷年平均值比較，1-4月潮流量偏小，變化幅度介于7.1%～26.8%，其中2月減幅最大，4月減幅最小，其變化趨勢和幅度與月凈泄潮量一致;5-12月潮流量較歷年平均值偏大，變化幅度介于0.5% - 31.3%，10月增幅最大。2005 - 2014年月平均潮流量統(tǒng)計見圖3。

2.2.2 月漲（落）急流量

歷年月漲（落）急流量特征值統(tǒng)計見表6。由表6可以看出，最大漲急流量一般出現(xiàn)在9，10，11月，最小漲急流量一般出現(xiàn)在7，8，9月。最大落急流量一般出現(xiàn)在6，7，8，9月，最小落急流量一般出現(xiàn)在2，3，10月?？傮w來看，各月最大漲急流量相差不大，各月最大落急流量相差較大。月漲（落）急流量充分反映出長江河口是豐水、中等潮汐強度的河口，徑流和潮流兩股動力在時空范圍內(nèi)的復(fù)雜變化及相互消長。

3 潮流歷時變化特征

3.1 年變化特征

歷年平均漲、落潮流歷時特征值統(tǒng)計見表7。歷年年均漲潮流歷時3.85 h，年均落潮流歷時9.17 h，平均潮流歷時落潮是漲潮的2.4倍。汛期（5- 10月）平均漲潮流歷時3.41 h，落潮流歷時10.04 h，汛期潮流歷時落潮是漲潮的2.9倍;非汛期（11 -4月）平均漲潮流歷時4.29 h，落潮流歷時8.30 h，非汛期落潮流歷時是漲潮的1.9倍。

歷年漲落潮流歷時長短與潮流強弱相對應(yīng)。2010年為豐水年，上游來水量較大，漲潮流強度相對較弱，年均漲潮流歷時在歷年中最短，為3.58 h;而2011年特枯水年上游來水量較小，漲潮流強度相對較強，年均漲潮流歷時在歷年中最長，為4.15 h。落潮流歷時與漲潮歷時變化相反，2010年平均落潮流歷時最長，為9.92 h，2011年平均落潮流歷時最短，為8.47 h。

汛期落潮流歷時較長，歷年中平均落潮流歷時最長為11.42 h（2010年），最短為8.95 h（2011年），歷時差為2.47 h;非汛期漲潮流歷時較長，歷年中平均漲潮流歷時最長為4.43 h（2011年），最短為4.13 h（2005年），歷時差為0.30 h。

年內(nèi)各月中，1月漲潮流歷時比較長，歷年1月漲潮流歷時平均為4.51 h，年內(nèi)各月中7月漲潮流歷時比較短，歷年7月漲潮流歷時平均為2.99 h，相差1.52 h;落潮流歷時正相反，歷年1月落潮流歷時平均為7.93 h，歷年7月漲潮流歷時平均為11.09 h，相差3.16 h。

歷年漲潮流歷時最長為6.86 h，出現(xiàn)在2007年的2月（農(nóng)歷2006年12月26日）;歷年落潮流歷時最長為99.42 h，出現(xiàn)在2008年9月（農(nóng)歷8月8日）。

3.2 年內(nèi)變化特征

3.2.1 月平均漲（落）潮流歷時

年內(nèi)各月統(tǒng)計見表8。歷年月均漲潮流歷時最長的為1月，達4.51 h，最短的為7月，為2.99 h;歷年月均落潮流歷時最長的為8月，達11.15 h，最短的是1月，為7.93 h。

3.2.2 月最大（小）漲（落）潮流歷時

歷年月最大（?。q（落）潮流歷時特征值見表9。從表9可知，歷年最大漲潮流歷時一般出現(xiàn)在1，2，3月，最小張潮流歷時一般出現(xiàn)在8，9，10月。最大落潮流歷時一般出現(xiàn)在7，8，9月，最小落急流量出現(xiàn)在1，2，3月?？傮w來看，各月最大漲潮流歷時相差不大，各月最大落潮流歷時相差較大，其中9月落潮流歷時（最大月）是最小的1月（最小月）的4倍多。

4 徐六涇站和大通站水量比較

4.1 徐六涇年潮量和大通站年徑流量比較

大通水文站（以下簡稱“大通站”）是長江下游最后一個干流流量控制站，距徐六涇站約515 km，距長江口門（原50號燈標）約697 km。該站位于長江感潮河段最上端，控制流域面積占長江流域總面積的95%，是長江人海水沙的參考站，其水沙特性的變化對下游河口的水流運動、河床演變等有著重要的影響[9-13]。

徐六涇站歷年統(tǒng)計資料表明：凈泄量比同期大通站年平均徑流量大2.8%，即徐六涇斷面過境水量的97.2%來自大通站的徑流量，且兩站變化趨勢一致，見圖4。

4.2 徐六涇月潮量和大通站月徑流量比較

徐六涇站的凈泄潮量年內(nèi)分配不均（見圖5），洪季5 - 10月的凈泄量占全年的67.5%（其中7，8，9月占全年的38.4%），枯季11月至翌年4月的凈泄量占全年的32.5%。7月份為輸水高峰季節(jié)，其凈泄量占全年14.3%;2月份為輸水最小月份，占全年的4.1%。凈泄量年內(nèi)分配比與大通站基本一致。

5 結(jié)論

根據(jù)代表長江口水文要素觀測的徐六涇站潮流量整編成果進行分析統(tǒng)計，可以得出以下結(jié)論。

（1）歷年年均漲潮量為4 158億m，年均落潮量為12 732億m，年均凈泄潮量為8 574億m，年落潮量是漲潮量的3倍。

（2）漲潮、落潮及凈泄潮量年內(nèi)分配不均，凈泄潮量年內(nèi)分配比相對更加集中。歷年汛期（5 - 10月）總漲潮量平均為1 720億m，總落潮量平均為7 520億m，總凈泄潮量平均為5 800億m，總落潮量是總漲潮量的4.4倍。歷年非汛期（11 -4月）總漲潮量平均為2 438億m，總落潮量平均為5 212億m，總凈泄潮量平均為2 774億m，總落潮量是總漲潮量的2.1倍。

（3）潮流量的變化過程與前述的凈泄潮量的變化規(guī)律一致。歷年平均潮流量為27 200 m/s，汛期歷年平均潮流量為36 500 m/s，非汛期歷年平均潮流量為17 800 m/s。歷年中主汛期7月份月平均潮流量為45 000 m/s，非汛期1月份月平均潮流量為13 600 m/s。

（4）歷年年平均漲潮流歷時為3.85 h，年平均落潮流歷時為9.17 h，平均潮流歷時落潮是漲潮的2.4倍。汛期（5～10月）平均漲潮流歷時為3.41 h，落潮流歷時為10.04 h，汛期潮流歷時落潮是漲潮的2.9倍;非汛期（11 -4月）平均漲潮流歷時為4.29 h，落潮流歷時為8.30 h，非汛期潮流歷時落潮是漲潮的1.9倍。

（5）與上游515 km處的大通站水量分析比較表明，徐六涇斷面過境水量占大通站的97.2%，且兩站變化趨勢一致，進一步表明徐六涇站潮流量整編成果合理可靠。

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（編輯：李曉漾）