人类活动控制下的河口地貌演化机制研究新进展

发布者:庞宝鑫发布时间:2017-07-14浏览次数:22


在国家重大科学研究计划——“扬子大三角洲演化与陆海交互作用过程及效应研究之课题流域-海岸-陆架物质交换2013CB956502)的支持下,我院汪亚平教授课题组进行了挡潮闸控制下潮汐河口地貌演变及其驱动机制研究。

河口海岸区域经济发达,是人类生产和生活的重要场所,同时也是人类活动强烈干预的地区。为了挡潮御卤、排洪蓄淡,我国沿海地区在大部分中小河流的河口都兴建了挡潮闸,其中以苏北流域建闸最多。挡潮闸的修筑发挥了积极的经济和社会效益,但建闸改变了原有水流的水动力和地貌冲淤特性,常常导致闸下河道发生严重淤积,影响河道通航和排涝。课题组采用经过验证的Delft3D进行数值模拟,以新洋港河口为例,重现了挡潮闸控制下的河口地貌演化过程,发现挡潮闸修建后潮波发生变形,潮汐不对称性显著增强,涨潮流携沙能力增大,落潮流冲淤能力减小,进而导致沉积物在闸下河道大量淤积,产生了闸下河床高于上游河床的“人新世”沉积。通过构建不同模拟方案,该研究发现闸下河道长度、开闸放水时间节点、放水频率和时长以及机械疏浚均对闸下河道地貌演化产生重要影响。靠近河口建闸、优化河闸放水频率、定期在淤积严重区域机械清淤并结合开闸放水冲淤,可以有效解决闸下河道的淤积问题。

对于人类活动强烈干预的河口区域,通过构建合理的模拟方案进行过程模拟,并且与实测数据进行对比分析,可以有效地揭示河口地貌演化的动力机制,定量评估人类活动对地貌演化造成的影响。同时,这类强调过程与机制的数值模拟也可为挡潮闸的运行和管理提供有效建议,有助于解决建闸导致的淤积问题。该项成果发表于国际期刊:Qingguang Zhu, Ya Ping Wang, Shu Gao, Jicai Zhang, Mingliang Li, Yang Yang, Jianhua Gao, 2017. Modeling morphological change in anthropogenically controlled estuaries, Anthropocene, 17, 70-83. http://dx.doi.org/10.1016/j.ancene.2017.03.001.



建闸导致的潮波变形             

挡潮闸控制下的河口地貌演化过程



                                  (海岸海洋科学系  傅光翮 供稿)