長江分汊河口漲、落潮懸沙不對稱特征及季節(jié)性差異

喬立新，張國安*，何青，張衛(wèi)國，李茂田

(1.華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點實驗室，上海 200241)

1 引言

河口地區(qū)由于潮汐作用周期性變化、徑流作用季節(jié)性差異以及河口地貌形態(tài)的影響，河口漲、落潮水動力過程、懸沙以及鹽度分布等均存在不對稱現(xiàn)象[1-5]。徑流下泄抑制漲潮流速和歷時，增大落潮流速與歷時；同時由于地形、河床阻力等因素影響，潮波在傳播過程中易發(fā)生變形，同樣導(dǎo)致了漲、落潮流速的差異[1,6]。河口地區(qū)泥沙來源包括徑流輸沙與海域來沙，由于漲、落潮過程懸沙分布的不對稱性，從而產(chǎn)生周期性凈輸沙過程[3-4,7-8]。此外由于河口地區(qū)徑、潮流和鹽度分布的差異，進(jìn)而影響漲、落潮泥沙的起動、沉降過程[9-10]。河口地區(qū)漲、落潮不對稱對河口泥沙輸運和地貌、沉積環(huán)境演變均具有重要影響。

長江口自徐六涇以下被崇明島、長興島及九段沙分割為南北支、南北港及南北槽等多支典型河槽，由于河口河槽地貌形態(tài)以及水動力、泥沙、鹽度等環(huán)境差異，漲、落潮懸沙過程不對稱性顯著，并存在顯著季節(jié)性差異[11]。眾多學(xué)者對長江口水動力環(huán)境、懸沙分布、泥沙起動和沉降過程等進(jìn)行研究，并取得了若干重要成果[12-19]，關(guān)于長江口懸沙不對性研究也有不少涉及[20-24]。如時鐘等[12]基于北槽口內(nèi)外實測水文資料，認(rèn)為潮汐的不對稱性和河口重力環(huán)流是北槽口內(nèi)最大渾濁帶形成的主要動力過程；王飛等[23]基于南槽河道水文連續(xù)觀測數(shù)據(jù)認(rèn)為南槽攔門沙河段存在潮汐不對稱現(xiàn)象，以上研究多集中在南、北槽河段。長江口作為特大型潮汐河口，三級分汊，河槽類型多樣，懸沙濃度的空間分布、大小潮變化和季節(jié)性差異顯著，因此系統(tǒng)開展不同河槽漲、落潮懸沙不對稱及季節(jié)性差異研究，可為河口河勢演變研究及治理提供科學(xué)依據(jù)。本文根據(jù)2013年7月和2014年1月洪、枯季長江口定點準(zhǔn)同步水文泥沙調(diào)查和沉積物調(diào)查資料為依據(jù)，開展長江口典型河槽漲、落潮懸沙不對稱特征及季節(jié)性差異定量研究，探討分汊型河槽漲、落潮懸沙不對稱性特征和機(jī)制。

2 研究區(qū)域概況與資料來源

2.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域為西起長江口徐六涇，東至口外10 m等深線處，由崇明島分為北支和南支，南支由長興島和橫沙島分為北港和南港，南港由九段沙分為北槽和南槽，形成“三級分汊，四口入海”的地貌格局。研究區(qū)域為非正規(guī)半日潮，平均潮差南支為2.0～2.5 m，北支為2.6～3.1 m，屬中等強(qiáng)度大型潮汐河口。東海潮波傳入口內(nèi)，受到河口地形及徑流影響，漲、落潮長軸方向與河槽軸線一致，潮波發(fā)生變形，漲、落潮流速、含沙量、鹽度及歷時均產(chǎn)生不對稱現(xiàn)象。根據(jù)大通站多年實測水文資料（1950-2015年），長江口多年平均年徑流量約為9 000億m3，受長江流域降水量的影響，其中5-10月為洪季，徑流量占全年的71.7%，11-4月為枯季，徑流量占全年的28.3%，洪枯季變化有明顯差異。此外，隨著三峽大壩、沿江水土保持等大型水利工程的建設(shè)[25-27]，長江流域向海輸沙量由年平均4.7億噸銳減到1.4億噸左右，對河口泥沙輸運和地貌演變過程產(chǎn)生深刻影響。

2.2 資料來源

長江口洪季綜合調(diào)查（2013年7月20-31日）和長江口枯季綜合調(diào)查（2013年12月31日至2014年1月11日），分大、小潮兩個時段，洪季大、小潮調(diào)查時間為2013年7月22-25日、7月29-31日，枯季大、小潮調(diào)查時間為2014年1月1-3日、1月8-11日。洪、枯季綜合水文調(diào)查采用6條調(diào)查船進(jìn)行準(zhǔn)同步水文定點測量，具體方法是先進(jìn)行6個站點同步觀測27 h，換位后，再進(jìn)行6個站點27 h的同步水文觀測，從而獲得一次典型潮型12測點準(zhǔn)同步水文資料。調(diào)查站位設(shè)北支中段（1301）、北支下段（1302）、南支河槽（1304）、北港上段（1305）、北港下段（1306）、南港（1308）、北槽（1309）、南槽（1311）8 個典型河槽站位，以及上游徐六涇站（1303）和口外10 m等深線處的北港口外（1307）、北槽口外（1310）、南槽口外（1312）4個固定站位（圖1），調(diào)查項目包括洪季、枯季及大、小潮的水文、泥沙和沉積過程。

采用多普勒流速剖面儀（ADCP）獲取流速流向數(shù)據(jù)，使用光學(xué)后向散射濁度計（OBS）記錄鹽度和濁度數(shù)據(jù)，并同步準(zhǔn)點進(jìn)行6點法水樣品采集。在實驗室內(nèi)使用鹽度儀測量水樣鹽度，使用0.45 μm玻璃纖維濾膜過濾水樣、烘干、稱重，由前后重量差計算含沙量，通過OBS數(shù)據(jù)對水樣數(shù)據(jù)進(jìn)行校正（圖2），獲得定點洪枯季、大小潮潮周期內(nèi)水文、泥沙和鹽度數(shù)據(jù)。

圖1 研究區(qū)域及觀測站位布置Fig.1 Locations of the survey stations in Changjiang River Estuary

圖2 OBS濁度和懸沙濃度的關(guān)系Fig.2 The relationship of the turbidity measured with OBS and suspended sediment concentration

觀測期間大通站徑流量數(shù)據(jù)來源于長江水利委員會，2013年7月20-31日平均徑流量約為4×104m3/s，2014年1月1-11日平均徑流量約為1.15×104m3/s（圖3），調(diào)查期間日均徑流量與大通站洪、枯季平均徑流量接近。此外，根據(jù)崇明東灘氣象站資料，觀測期間，洪季風(fēng)速5～6級，風(fēng)向S-E向，枯季風(fēng)向多變，SE向和NE向交替，以NE向為主，風(fēng)速5～6級，調(diào)查期間崇明東灘風(fēng)場與長江口洪、枯季平均風(fēng)場特征基本一致。

2.3 數(shù)據(jù)處理

以5 m等深線為口內(nèi)、口外分界線，口內(nèi)根據(jù)河槽地貌形態(tài)將其分為8個典型河槽：以崇明島劃分北支河口與南支河口；北支河口以顧園沙為節(jié)點分為北支和顧園沙南水道；南支河口以長興島以上水域為南支，長興島為界劃分北港和南港，北港又以橫沙島通道口為節(jié)點分為北港上段及北港下段，南港以九段沙為界線分為北槽及南槽。徐六涇站和口外10 m等深線為河口上下游控制節(jié)點。

為消除水深不同對數(shù)據(jù)分析的影響，將各參量數(shù)據(jù)做標(biāo)準(zhǔn)化處理

式中，A0.0、A0.2、A0.4、A0.6、A0.8、A1.0分別代表表層、0.2h、0.4h、0.6h、0.8h、1.0h水深處的參量值。

3 長江口典型河槽懸沙濃度分布特征

3.1 長江口典型河槽懸沙濃度總體分布特征

從定點觀測含沙量均值看（表1），長江口各分汊型河槽平均含沙量為0.60 kg/m3，其中北支河口為0.87 kg/m3，南支河口為0.50 kg/m3，北支河口含沙量高于南支河口。從不同河槽看，高含沙量出現(xiàn)在北支、北港下段、北槽、南槽河口最大渾濁帶區(qū)域，并呈自北向南遞減趨勢。河口最大含沙量北支河口為1.25 kg/m3，南支河口為0.71 kg/m3，北支河口最大含沙量也顯著高于南支；南支河口高含沙量區(qū)分布在122°05′E位置，而北支高含沙量區(qū)分布在121°40′E位置，與南港河槽經(jīng)度位置接近，反映北支最大渾濁帶位置較南支河口整體上移。含沙量低值區(qū)在南支，平均含沙量為 0.17 kg/m3，與徐六涇站（0.14 kg/m3）基本接近，其次為北港上段和南港，平均含沙量約為0.35 kg/m3，并與口外10 m水深線含沙量均值（0.34 kg/m3）接近。南、北支河口各典型河槽懸沙濃度分布不對稱特征，反映了南北支河口整體動力沉積環(huán)境的差異。

圖3 觀測期間長江大通站徑流量Fig.3 The runoff of Datong Station during observation period in Changjiang River

表1 長江河口典型河槽懸沙濃度分布（單位：kg/m3）Table 1 Suspended sediment concentration in the typical channels of Changjiang River Estuary（unit: kg/m3）

3.2 長江口典型河槽洪、枯季懸沙濃度分布特征

觀測期間，長江口典型河槽含沙量總體表現(xiàn)為枯季大于洪季（圖4a），洪、枯季平均含沙量分別為0.55 kg/m3和0.63 kg/m3。南、北支河口表現(xiàn)又有不同，北支河口洪季平均含沙量大于枯季，洪、枯季分別為0.95 kg/m3和0.79 kg/m3，而南支河口平均含沙量則表現(xiàn)為枯季大于洪季，洪、枯季平均含沙量分別為0.41 kg/m3和0.58 kg/m3。從南、北支河口洪、枯季最大含沙量分布看，北支洪季含沙量大于枯季，洪、枯季最大含沙量分別為1.29 kg/m3和1.17 kg/m3，南支河口最大含沙量則表現(xiàn)為枯季大于洪季，洪、枯季最大含沙量分別為0.65 kg/m3和0.76 kg/m3，南、北支河口最大含沙量季節(jié)性差異反映了南、北支河口懸浮泥沙受季節(jié)性徑流作用的不同。南支河口最大渾濁帶南、北季節(jié)性差異也有明顯不同，洪季平均含沙量自北港、北槽到南槽分別為 0.44 kg/m3、0.65 kg/m3、0.86 kg/m3，平均含沙量呈遞增趨勢；枯季則相反，平均含沙量分別為1.05 kg/m3、0.75 kg/m3、0.49 kg/m3，呈遞減趨勢，南支河口最大渾濁帶平均含沙量季節(jié)性南、北趨勢的不同，反映河口懸浮泥沙受季節(jié)性風(fēng)浪作用明顯。

圖4 長江口典型河槽洪枯季(a)、大小潮(b)懸沙濃度分布Fig.4 Suspended sediment concentration in typical channels of flood and dry seasons (a), spring and neap tide (b) in the Changjiang River Estuary

3.3 長江口典型河槽大、小潮懸沙濃度分布特征

觀測期間，長江口典型河槽含沙量大潮顯著高于小潮（圖4b），大、小潮平均含沙量分別為0.84 kg/m3和0.35 kg/m3，大潮平均含沙量是小潮的2.4倍。分區(qū)域看，北支河口大、小潮平均含沙量均為南支河口的1.7倍左右；北支河口大、小潮平均含沙量分別為1.22 kg/m3和0.52 kg/m3，南支河口大、小潮平均含沙量分別為0.71 kg/m3和0.29 kg/m3，大潮平均含沙量為小潮的2.4倍。從口門段大、小潮含沙量變化上看，北支河口最大渾濁帶大、小潮平均含沙量分別為1.56 kg/m3和0.90 kg/m3，大潮約為小潮的1.7倍，與平均含沙量變化趨勢一致；南支河口最大渾濁帶大、小潮平均含沙量分別為1.05 kg/m3和0.36 kg/m3，大潮平均含沙量約為小潮的3倍；大、小潮平均含沙量變化幅度北支河口小于南支河口，反映南支河口不同河槽含沙量受潮汐作用影響具有顯著差異，大、小潮變化對南支河口最大渾濁帶含沙量影響更為明顯。

3.4 南支河口典型河槽懸沙濃度沿程分布特征

觀測期間，南支河口典型河槽懸沙濃度沿程分布具有規(guī)律性（表1，圖5a），最大渾濁帶含沙量最高，南港、北港上段含沙量與口外10 m線含沙量較為接近，約為最大渾濁帶含沙量的一半左右，至南支河槽南支，含沙量再減半，并與上游徐六涇站含沙量接近。徐六涇平均含沙量為0.14 kg/m3，自南支、南港和北港上段、口門段（南、北槽、北港下段），至口外10 m等深線，平均含沙量分別為0.17 kg/m3、0.35 kg/m3、0.71 kg/m3和0.34 kg/m3，平均含沙量沿程變化率分別為19%、101%、103%、-51%，最大渾濁帶含沙量最高，向兩側(cè)呈遞減趨勢（圖5b）。

南支河口沿程河槽懸沙濃度大、小潮不對稱性差異顯著。自徐六涇至口外，大潮含沙量為小潮含沙量的1.2倍、1.2倍、1.9倍、2.9倍、2.9倍，大、小潮變化對最大渾濁帶及口外10 m等深線區(qū)域含沙量影響顯著。大潮含沙量對平均含沙量的貢獻(xiàn)率占74%，對南港及北港上段河槽含沙量貢獻(xiàn)率約占65%，對南支河槽及徐六涇站含沙量影響不顯著。大潮含沙量沿程變化率分別為17%、146%、132%和-51%，小潮分別為19%、65%、49%和-52%，大、小潮含沙量沿程變化主要集中在南港及以下段河槽，大潮對含沙量沿程變化貢獻(xiàn)率更為顯著。

南支河口典型河槽沿程懸沙濃度洪季小于枯季，洪、枯季不對稱性小于大、小潮的不對稱性。南港及北港上段河槽洪枯季不對稱性最為明顯，該河段洪季含沙量與南支相近，分別為0.19 kg/m3和0.15 kg/m3，而枯季則與南北槽含沙量相近，分別為0.51 kg/m3和0.76 kg/m3。洪、枯季含沙量沿程變化率上，南港至南北槽河槽變化率呈剪刀差分布，反映洪季徑流作用已影響到南港及北港上段河槽含沙量分布，而枯季該河段含沙量則仍受潮汐控制。

4 長江口典型河槽漲、落潮懸沙濃度不對稱機(jī)制探討

4.1 長江口河勢演變形成南、北支河口漲、落潮懸沙濃度不對稱分布的整體格局

長江口懸沙濃度不對稱分布總體表現(xiàn)為北支河口大于南支河口，漲潮含沙量大于落潮含沙量，其中漲潮含沙量南、北支河口分別為0.55 kg/m3、0.95 kg/m3，落潮含沙量分別為0.45 kg/m3、0.81 kg/m3。河口地區(qū)懸沙濃度漲、落潮不對稱性與上、下游泥沙來源密切相關(guān)。潮汐作用下的懸浮泥沙含量顯著高于徑流作用下的懸浮泥沙含量，潮汐和徑流相互作用的強(qiáng)度和范圍影響河口的懸沙分布。以徐六涇、和口外10 m等深線含沙量分別代表河口徑流和潮汐作用的泥沙來源，口外10 m等深線處平均含沙量為0.34 kg/m3，顯著高于徐六涇平均含沙量（0.14 kg/m3）（表 2），上游徑流含沙量低，而下游潮流含沙量高，表明徑流與潮流輸沙過程對河口懸沙分布影響具有重要作用。

圖5 南支河口典型河槽懸沙濃度沿程分布Fig.5 Distribution of suspended sediment concentration along the typical channels of the South Branch of Changjiang River Estuary

表2 長江口南、北支河口漲、落潮含沙量分布（單位：kg/m3）Table 2 Distribution of suspended sediment concentration between flood and ebb in the south and north branches of the Changjiang River Estuary (unit: kg/m3)

自18世紀(jì)長江主泓改走南支以來，南支河口河槽逐漸成為長江主要通道，北支河口河槽逐漸淤積，北支河槽逐漸由落潮槽演變?yōu)闈q潮槽性質(zhì)，河勢演變形成南、北支河口漲、落潮懸沙濃度不對稱分布的格局。北支河口從1920年前后徑流量占總徑流量的25%到現(xiàn)在已經(jīng)不到5%[28]，南支河口自長興島和九段沙上端又分汊為南、北港和南、北槽，南、北港分流比長期穩(wěn)定在50%左右，長江徑流自新橋通道進(jìn)入北港后，大致以橫沙通道口為界，把北港分為北港上段和北港下段，其中北港上段位置與南港相對應(yīng)，成為南支河口入海通道的中間過渡河槽，而北港下段則與南、北槽相對應(yīng)，是長江入海河口的下段區(qū)域，并對應(yīng)于河口最大渾濁帶位置（圖1），河口河勢演變影響了徑流下泄和潮波上溯的強(qiáng)度和范圍，并形成南、北支河口河槽漲、落潮懸沙濃度分布不對稱的格局。

4.2 洪、枯季變化影響河口漲、落潮懸沙分布的再分配過程

長江口洪、枯季變化，主要體現(xiàn)在徑流變化上，觀測期間大通站徑流量，洪季約為40 000 m3/s、枯季約為11 500 m3/s，由于徑流含沙量普遍較低，徐六涇站洪、枯季含沙量僅為0.10 kg/m3和0.18 kg/m3，而口外10 m等深線含沙量相對較高，洪、枯季分別為0.22 kg/m3和0.47 kg/m3，因此徑流作用強(qiáng)弱影響南支河口低懸沙分布范圍（圖4a）。

徑流作用的強(qiáng)弱可以從沿程鹽度變化上得到反映，總體表現(xiàn)為枯季鹽度大于洪季（表3）。徐六涇站鹽度基本在0.2左右，而口外10 m等深線鹽度為25.4，洪枯季變化不大；而南支及南北港上段，洪季鹽度仍維持在0.2，與徐六涇站鹽度基本一致，枯季則增大到0.7左右，反映了枯季潮汐作用的增加；最大渾濁帶區(qū)域，鹽度迅速上升，平均鹽度洪季為7.9，枯季為14.0，出現(xiàn)鹽度變化率峰值，河口混合過程強(qiáng)烈，并且洪、枯季鹽度出現(xiàn)明顯差異，南支河口鹽度沿程變化特征與徑流、潮汐作用強(qiáng)弱和轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，并影響河口懸沙不對稱分布。

由于枯季徑流量遠(yuǎn)小于洪季徑流量，南支河口懸沙濃度分布均體現(xiàn)出枯季大于洪季的特征；從沿程變化上看，洪季小于0.20 kg/m3含沙量可以到達(dá)南港及北港上段，而枯季小于0.20 kg/m3含沙量則僅分布在徐六涇至南支河槽；從漲、落潮沿程懸沙分布上看（圖6），除河口南槽、北槽及北港下段的最大渾濁帶以外，漲、落潮差異僅在0.03 kg/m3或10%以內(nèi)，漲、落潮含沙量具有高度的相關(guān)性；河口最大渾濁帶漲、落潮含沙量出現(xiàn)明顯差異，洪、枯季漲潮含沙量均高出落潮含沙量0.20 kg/m3左右。由此表明，洪、枯季變化影響河口漲、落潮懸沙不對稱分布的再分配過程。

表3 長江口洪、枯季漲、落潮鹽度分布Table 3 Distribution of salinity between flood and ebb of flood and dry seasons of the Changjiang River Estuary

圖6 南支河口典型河槽懸沙濃度洪、枯季漲、落潮沿程分布Fig.6 Distribution of suspended sediment concentration between flood and ebb of flood and dry seasons along the typical channels of the South Branch of Changjiang River Estuary

4.3 大潮漲、落潮過程對懸沙分布不對稱影響顯著大于小潮

河口潮汐作用強(qiáng)弱通常用潮差來表示，南支河口平均潮差在2.5 m左右，但河口潮差在季節(jié)性和區(qū)域性及大小潮過程中表現(xiàn)各有不同，總體表現(xiàn)為大潮大于小潮，洪季大潮大于枯季大潮，但枯季小潮大于洪季小潮（表4）。河口潮差變化特征與河口懸沙分布具有相似的特征。

表4 長江口典型河槽潮差分布（單位：m）Table 4 Distribution of tidal range in the typical channels of the Changjiang River Estuary (unit: m)

大、小潮含沙量沿程差異呈遞增趨勢，南支河段大潮含沙量約為小潮含沙量的1.3倍。河口上游徐六涇站大、小潮含沙量分別為0.16 kg/m3和0.12 kg/m3，南支河槽大、小潮含沙量分別為0.19 kg/m3和0.15 kg/m3，含沙量均較低，反映潮汐動力對南支河段影響較弱。口外10 m線大、小潮含沙量則分別為0.51 kg/m3和0.17 kg/m3，大、小潮差異明顯，潮汐動力對懸沙分布影響顯著。南港、北港上段和南槽、北槽、北港下段，大、小潮平均含沙量分別為0.45 kg/m3、1.06 kg/m3和0.24 kg/m3、0.37 kg/m3，大、小潮含沙量沿程差異呈遞增趨勢（圖 4b）。

從漲、落潮沿程懸沙分布不對稱變化上看（圖7），河口最大渾濁帶位置漲、落潮含沙量出現(xiàn)明顯差異，漲潮含沙量達(dá)1.23 kg/m3，而落潮含沙量為0.89 kg/m3，并顯著高于兩側(cè)含沙量分布，表明最大渾濁帶區(qū)域大潮期間漲、落潮過程對泥沙具有再懸浮作用，漲潮泥沙再懸浮作用大于落潮。

4.4 季節(jié)性風(fēng)浪作用影響河口最大渾濁帶漲、落潮懸沙不對稱南北差異

河口懸沙濃度洪枯季變化也體現(xiàn)在口外風(fēng)浪作用的差異。長江口區(qū)波浪以風(fēng)浪為主，占比達(dá)98%以上，長江口風(fēng)浪季節(jié)性差異顯著，冬季以偏北向浪為主，占比超過60%，夏季以東南偏南向浪為主，占比40%～50%，風(fēng)浪季節(jié)性差異影響河口最大渾濁帶不對稱分布南北差異。

圖7 南支河口典型河槽懸沙濃度大、小潮漲、落潮沿程分布Fig.7 Distribution of suspended sediment concentration between flood and ebb of spring and neap tides along the typical channels of the South Branch of Changjiang River Estuary

觀測期間，洪季最大含沙量出現(xiàn)在南槽大潮漲潮過程（圖8），最大含沙量可達(dá)2.05 kg/m3左右，并向北槽和北港下段依次遞減，北港下段僅為0.81 kg/m3，南北差異達(dá)2.5倍，反映洪季含沙量受夏季東南偏南向風(fēng)浪作用強(qiáng)烈；而小潮階段，含沙量普遍較低，多在0.20 kg/m3以下，洪季口門含沙量受低含沙量徑流下泄作用顯著，河口最大渾濁帶特征已不明顯?？菁緫疑碀舛确植紕t與洪季趨勢有顯著差異，最大含沙量出現(xiàn)在北港下段漲潮過程中，最大含沙量為1.40 kg/m3左右，并向北槽、南槽呈遞減趨勢，南槽含沙量為0.61 kg/m3，反映枯季含沙量受冬季偏北向風(fēng)浪作用強(qiáng)烈；枯季小潮含沙量變化趨勢與大潮一致，但較洪季小潮高，主要是枯季徑流作用減弱的原因。

最大渾濁帶懸沙濃度漲、落潮不對稱性主要反映在洪、枯季大潮期間。洪季大潮，南槽漲潮含沙量為2.05 kg/m3，落潮為 1.24 kg/m3，到北港下段，漲、落潮含沙量分別為0.81 kg/m3、0.80 kg/m3，漲、落潮含沙量基本相近；枯季大潮漲、落潮含沙量分別為1.43 kg/m3、0.97 kg/m3，北槽含沙量分別為1.21 kg/m3和0.79 kg/m3，南槽漲、落潮含沙量分別為0.61 kg/m3和0.52 kg/m3，依次呈遞減趨勢。小潮階段，總體漲潮含沙量大于落潮含沙量，但含沙量總體較小，差異不明顯。最大渾濁帶懸沙不對稱分布的南北差異，與風(fēng)浪作用季節(jié)性差異具有較好的一致性。

4.5 底部高懸沙濃度對口門段漲、落潮懸沙不對稱貢獻(xiàn)顯著

圖8 長江河口最大渾濁帶懸沙濃度分布Fig.8 Distribution of suspended sediment concentration in the maximum turbidity zone of the Changjiang River Estuary

鹽水入侵是河口地區(qū)重要的物理過程，受鹽水異重流的影響，河口地區(qū)水體出現(xiàn)上層水流向海，下層水流向陸的的重力環(huán)流現(xiàn)象，這是最大渾濁帶形成的主要影響機(jī)制[20]。底部高含沙濃度分布對口門段懸沙不對稱貢獻(xiàn)顯著。

從洪枯季表底層差異看（圖9），漲潮含沙量高于落潮，但落潮表底層懸沙濃度差異大于漲潮，洪季表底層差異主要集中在口門段河槽，而枯季表底層差異峰值上溯到南、北港河段。洪季時，南支河口底層含沙量約為表層含沙量的5.1倍，表底層差異主要集中在口門段；枯季時，底層含沙量約為表層含沙量的3.2倍，表底層顯著差異主要分布在口門段和南、北港位置，范圍更廣，但差異縮減，反映徑流作用減弱。從洪、枯季漲、落潮過程看：洪季時口門段底部高含沙濃度尤為明顯，漲、落潮底部含沙量為1.52 kg/m3和1.32 kg/m3，漲潮含沙量大于落潮含沙量，但表底層含沙量差異落潮大于漲潮，漲、落潮不對稱現(xiàn)象顯著；枯季時，徑流作用減弱，潮汐作用增強(qiáng)，表底層含沙量差異峰值上移到南、北港附近，漲、落潮底部含沙量為1.30 kg/m3和1.02 kg/m3，與洪季趨勢一致，但底部高濃度含沙量區(qū)域分布更廣，峰值降低。

從大、小潮表底層差異看，大潮含沙量顯著大于小潮，底部含沙量差異更明顯。大、小潮表、底層含沙量分別 0.18 kg/m3、0.85 kg/m3和 0.13 kg/m3、0.33 kg/m3，反映大潮期間潮汐作用強(qiáng)勁，底部泥沙再懸浮特征明顯。大潮時表、底層最大懸沙濃度分布在口門段，并向上、下游遞減，漲、落潮底層含沙量分別為表層含沙量的4.2倍和5.5倍；而小潮時含沙量峰值不顯著，表、底層含沙量差異顯著縮小，漲、落潮底層含沙量分別為表層含沙量的2.3倍和2.8倍。從大、小潮漲、落潮過程看：大潮時口門段底部高含沙濃度尤為明顯，漲、落潮底部含沙量為2.07 kg/m3和1.80 kg/m3，漲潮含沙量大于落潮含沙量，但表底層含沙量差異落潮大于漲潮，漲、落潮不對稱現(xiàn)象顯著；小潮時，含沙量峰值在口門段，由于潮汐作用減弱，泥沙沉降，含沙量降低，底部泥沙沉降更快，漲、落潮底部含沙量為0.57 kg/m3和0.51 kg/m3，漲、落潮及表底層不對稱性顯著縮減。

圖9 長江口漲、落潮表、底層懸沙不對稱Fig.9 Asymmetry of suspended sediment concentration at the surface and bottom between flood and ebb of the Changjiang River Estuary

5 結(jié)論

長江口自徐六涇至口外，三級分汊，并形成了多個不同類型的分汊河槽，由于分汊型河槽在動力、沉積、地貌等環(huán)境不同，以及徑流、潮汐作用存在季節(jié)性和大、小潮差異，造成各分汊河槽漲、落潮過程懸沙濃度顯著不對稱特征。

河勢演變形成南支為落潮槽、北支為漲潮槽的整體格局，北支河口懸沙濃度顯著高于南支。季節(jié)性徑流變化影響南支河口漲、落潮懸沙分布的再分配過程，洪季徑流作用基本覆蓋了南港及北港上段河槽懸沙分布，枯季潮汐作用可以影響到南支漲、落潮懸沙過程。大潮漲、落潮過程對懸沙分布不對稱影響顯著大于小潮，口外10 m等深線含沙量顯著高于徐六涇站含沙量，強(qiáng)勁的漲、落潮水流造成口門內(nèi)外泥沙交換頻繁。底部高含沙濃度多出現(xiàn)在大潮期間，對口門段漲、落潮懸沙不對稱貢獻(xiàn)顯著。季節(jié)性風(fēng)浪作用影響河口最大渾濁帶漲、落潮懸沙不對稱南北差異，洪季含沙量呈自南向北遞減趨勢，枯季呈自南向北遞增趨勢。