細(xì)顆粒泥沙近底邊界層觀測(cè)和模型研究

1、華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文細(xì)顆粒泥沙近底邊界層觀測(cè)和模型研究姓名：王元葉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：自然地理學(xué)指導(dǎo)教師：何青200705010 ．8 7 。在每一個(gè)潮周期內(nèi)，灘地懸浮泥沙濃度和均方根波浪軌跡流速呈反比關(guān)系。懸浮泥沙濃度和均方根波浪軌跡流速的這種反比關(guān)系并不是由它們之間的相互作用導(dǎo)致的，即不是一種懸浮泥沙隨均方根波浪軌跡流速的響應(yīng)關(guān)系。它們之間的這種關(guān)系的形成的一種解釋是：他們的這種關(guān)系實(shí)際上完全是由均方根波浪軌跡流速自身隨水深

2、發(fā)生同步相應(yīng)的變化而形成的。另一種可能的解釋是：漲潮初期的高懸浮泥沙濃度峰值要大于此時(shí)的水流挾沙能力，即此時(shí)為過(guò)飽和輸沙，所以在接下來(lái)均方根波浪軌跡流速逐漸增大過(guò)程，看到了懸浮泥沙濃度反而降低這種現(xiàn)象。．和水流類似，潮周期平均懸浮泥沙濃度和潮周期平均均方根波浪軌跡流速呈現(xiàn)正比關(guān)系。在光灘上，它們之間的關(guān)系差一些。但是，在鹽沼中，它們之間的相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)為0 ．7 9 。潮周期平均懸浮泥沙濃度隨潮周期平均的潮流速和均方根波浪軌跡流速

3、的正相關(guān)性，說(shuō)明了灘地懸浮泥沙的一類周期為“潮周期”的動(dòng)力響應(yīng)關(guān)系。灘地水流能量來(lái)源和灘地沖淤模式不論何種潮型，在鹽沼中的潮流速要遠(yuǎn)小于光灘上的潮流速，但是在鹽沼中的均方根波浪軌跡流速仍然較大。說(shuō)明在光灘上，水流的主要能量來(lái)源于潮流和波浪。然而，在有植被覆蓋的鹽沼中，水流的能量來(lái)源主要是波浪。崇明東灘東面是開(kāi)闊的海域，一年四季都處于風(fēng)浪的作用下，波浪成為水流能量的主要來(lái)源。光灘的沖淤變化受潮周期動(dòng)力情況影響。潮周期動(dòng)力增大，灘地發(fā)生沖刷

4、；潮周期動(dòng)力減小，灘地發(fā)生淤積。整個(gè)觀測(cè)期間沖淤幅度最大達(dá)8 ．7 c m 。鹽沼沖淤幅度要遠(yuǎn)小于光灘，其沖淤變化周期也要更長(zhǎng)。站點(diǎn)c ．1 和站點(diǎn)c ．2 的沖淤幅度分別為0 ．2 c m 和0 ．3 c m ，而相應(yīng)時(shí)段內(nèi)光灘( 站點(diǎn)A ) 的沖淤幅度變化為1 ．1 c m 和6 ．5 c m 。當(dāng)站點(diǎn)C ．1 和站點(diǎn)C ．2 經(jīng)過(guò)人為割草之后，站點(diǎn)C 立即發(fā)生沖刷，沖刷幅度達(dá)到O ．8 c m 。從這里可以看出，互花米草( S p

5、 a r t i n a ) 在護(hù)灘方面起到了相當(dāng)重要的作用。基于觀測(cè)資料的分析，提出了崇明東灘沖淤模式：1 ) 有風(fēng)浪作用。由于波浪的作用，光灘和鹽沼中的水流能量都較高，高含沙濃度能夠出現(xiàn)在鹽沼帶中。鹽沼植被發(fā)揮對(duì)懸浮泥沙的捕集及其護(hù)灘作用，有利促使鹽沼植被帶灘地發(fā)生迅速淤漲；2 ) 無(wú)風(fēng)浪作用。懸浮泥沙隨著上灘水流和水體能量的降低，發(fā)生沿程淤積，高含沙濃度到達(dá)鹽沼帶較困難，從而減緩了鹽沼植被帶灘地的快速淤漲。波流相互作用近底剪切應(yīng)力