長江口北支懸沙濃度及輸移的時空變化

張二鳳，陳沈良*，谷國傳，楊海飛，王如生

(1. 華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點實驗室，上海 200062)

長江口北支懸沙濃度及輸移的時空變化

張二鳳1，陳沈良1*，谷國傳1，楊海飛1，王如生1

(1. 華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點實驗室，上海 200062)

本文基于4次洪枯季同步水文觀測資料，著重分析了長江口北支懸沙濃度的潮周期變化、垂向分布、縱向分布和懸沙輸移及其時空差異。研究結(jié)果顯示，懸沙濃度的潮周期變化過程在大中潮期以M型(雙峰型)為主，下段主槽內(nèi)在大潮期多出現(xiàn)V型，上段在枯季可出現(xiàn)漲潮單峰型；小潮期可出現(xiàn)無峰、單峰或雙峰型。漲、落潮懸沙濃度峰值及均值，在枯季多漲潮大于落潮，洪季中小潮特別是小潮期易出現(xiàn)落潮大于漲潮；下段主槽內(nèi)在大潮期易出現(xiàn)落潮大于漲潮。懸沙濃度的垂向分布及其變化特點，在大中潮期與懸沙的潮周期變化型式有關(guān)，其中M型存在顯著的洪枯季差異。縱向上，最高懸沙濃度在枯季出現(xiàn)于中段靈甸港至三和港之間及附近河段，洪季則在下段三條港附近。潮周期懸沙凈輸移，枯季大多向陸特別是大中潮期，洪季中上段大多向海，下段大潮期多向陸、中小潮易出現(xiàn)向海；下段主槽內(nèi)在大潮期易出現(xiàn)向海。

懸沙濃度；懸沙輸移；時空變化；長江口北支

1 引言

河口地處河流與海洋的過渡地帶，在徑流和潮汐兩種動力的相互作用下，水文過程復(fù)雜。伴隨水流運動的懸浮泥沙在河口的分布、變化及其輸移，將影響河床演變、工程穩(wěn)定性、河口環(huán)境等諸多方面[1—5]。長江口北支自20世紀(jì)50年代以來，在人類活動和自然演變的雙重影響下，河勢和地形發(fā)生了重大變化。隨著徑流分流比的大幅度減小，北支已成為以漲潮為優(yōu)勢的河道，其懸沙特性與其他汊道顯著不同。關(guān)于北支懸沙濃度及輸移特性，許多學(xué)者進行過相關(guān)研究[6—12]。以往研究大多采用洪季的觀測資料，對枯季研究較少。本文基于4次洪枯季同步觀測資料及其他文獻中的資料，著重研究分析了北支懸沙濃度的潮周期變化和垂向分布及其時空差異、懸沙濃度的縱向分布及其洪枯季差異以及懸沙輸移的時空變化。該研究為進一步揭示北支懸沙運動和輸移的規(guī)律及機制提供基礎(chǔ)，具有重要的科學(xué)意義。

2 資料及方法

本文將北支分為3段：上段為大洪河以上河段，中段為大洪河至頭興港，下段為頭興港以下至口門(見圖1)。文中采用2002年3月(枯季)和9月(洪季)、2005年6月(洪季)、2014年1月(枯季)4次同步水文觀測資料，站位設(shè)置見圖1。2002年3月1-9日和9月22-30日站位分別位于北支上段(A1、B1、B2)和下段(A2～A5，B3～B5)，大、中、小潮同步觀測，下段為斷面多點觀測。2005年6月15-24日在北支上段和中段共設(shè)3個站位(C1～C3)，大、小潮同步觀測。2014年1月1-9日在北支上段、中段和下段共設(shè)3個站位(D1～D3)，大、小潮同步觀測。2014年1月小潮觀測期間，長江口風(fēng)速較大，為強北風(fēng)，下段風(fēng)速高達9.2 m/s。

圖1 研究區(qū)域與觀測站位Fig.1 Research area and locations of observation sites

2002年和2005年觀測期間，潮流采用直讀式海流計，整點時刻測剖面流速流向(6點法，個別時段水深較淺時采用3點法)。懸沙濃度通過整點時刻采水樣(分層同潮流)，室內(nèi)采用濾膜過濾法測定。2014年觀測期間，潮流采用ADCP測剖面流速流向，懸沙濃度通過整點時刻采水樣(下段D3站水深小于5 m采用3點法，大于5 m采用6點法；中上段D1和D2站多采用3點法，個別時段水深較大時采用6點法)，室內(nèi)采用濾膜過濾法測定。垂線平均流速和懸沙濃度，采用加權(quán)平均法計算。流速和懸沙濃度的垂向分布及其漲落潮變化，采用克里金方法進行插值。單寬輸沙量計算公式為

(1)

式中，v為流速，單位：m/s；c為懸沙濃度，單位：kg/m3；h為水深，單位：m；t為時間。

3 結(jié)果與分析

3.1 懸沙濃度的潮周期變化

河口懸沙濃度的變化與漲、落潮流速大小密切相關(guān)，流速較小時部分懸沙沉降使懸沙濃度降低，流速較大時床面泥沙再懸浮使懸沙濃度升高。由于漲、落潮流的交替及流速大小的更迭，懸沙濃度也呈現(xiàn)明顯的潮周期變化。在長江口北支，由于潮汐強度和徑流大小的變化以及上、中、下段受徑流和潮汐影響的程度不同，懸沙濃度的潮周期變化存在大小潮、洪枯季以及空間差異。

3.1.1 變化過程

大、中潮期，北支懸沙濃度的潮周期變化過程以M型(雙峰型)為主，即在1個潮周期內(nèi)出現(xiàn)兩個懸沙峰值、兩個懸沙谷值(見圖2、圖3)。懸沙的這種變化過程與流速變化過程一致，懸沙峰值的出現(xiàn)源于床面泥沙再懸浮，分別對應(yīng)于漲、落急時刻，兩個懸沙谷值分別對應(yīng)于漲、落憩時刻。由于泥沙懸浮及沉降需要一個過程，懸沙濃度與流速之間通常存在相位差，懸沙峰值和谷值出現(xiàn)的時刻多滯后于漲、落急和漲、落憩一段時間。從圖2和圖3可以看出，除大潮落峰外，北支河段的相位差下段多小于中上段、大潮多小于中潮，特別是懸沙峰值較顯著。大潮漲峰，下段多出現(xiàn)在漲急附近或滯后1 h內(nèi)，中上段多滯后2 h內(nèi)。中潮漲、落峰，下段多出現(xiàn)在漲、落急附近或滯后1～2 h，上段多滯后1～2 h。這種差異可能是由于下段受徑流影響小、潮流強盛，泥沙垂向擴散較強，此外潮流強度大潮期大于中潮期、徑流影響大潮期小于中潮期。而大潮落峰正好相反，相位差下段大于中上段，中上段多出現(xiàn)在落急或之后1～2 h，下段多滯后2～3 h。這可能是由于下段的鹽度較高，密度較高的鹽水挾沙能力強所致[13]。懸沙谷值與憩流之間的相位差時空差異不顯著，多出現(xiàn)在漲、落憩附近或滯后1 h內(nèi)。

圖2 大潮期北支各站垂線平均懸沙濃度的潮周期變化過程Fig.2 Variations of vertical average SSC in a tidal cycle at observation sites in the North Branch during spring tide

上段與下段主槽內(nèi)出現(xiàn)例外。上段D1站出現(xiàn)漲潮單峰型，落潮過程中懸沙濃度遞減(圖2)。這主要是由于落潮流速很小，且可能受徑流影響，枯季徑流的懸沙濃度小。而下段主槽內(nèi)在大潮期多出現(xiàn)V型變化，即懸沙濃度在漲潮過程中降低、落潮過程中升高，懸沙谷值和峰值分別出現(xiàn)在漲憩之后和落憩之前(如A2、A3、B3和D3站，見圖2)，中潮期在深槽內(nèi)也可出現(xiàn)(如A2站，見圖3)。懸沙的這種變化過程與流速變化不太一致。漲潮過程中特別是漲急附近懸沙濃度的大幅度降低，應(yīng)該是受低懸沙海水稀釋的影響。下段距離口門近，主槽內(nèi)水深大、大潮期潮流強、進潮量大，漲潮過程中受海水的直接影響較大，而海水的懸沙濃度較低。落潮過程中懸沙濃度持續(xù)升高，可能是由于流速持續(xù)增大(D3、A2中潮)或高流速時段持續(xù)時間長(達4～5 h，A2大潮、B3大潮)，且之后迅速轉(zhuǎn)至憩流時間很短。并且大潮期下段的鹽度較高，密度較高的鹽水挾沙能力強。

小潮期，由于流速小懸沙濃度通常很小且變化不顯著，沒有固定的型式，可出現(xiàn)無峰、單峰或雙峰型(圖4)。只要流速相對較大，就可能出現(xiàn)懸沙峰值，懸沙與流速之間的相位差類似于M型中潮期。其中，D1、D2、D3站的懸沙濃度異常偏高，同一潮周期垂線平均最大值分別達1.7 kg/m3、1.6 kg/m3和0.9 kg/m3。D3和D2站懸沙變化過程均呈現(xiàn)雙峰型式，D1站同大潮期出現(xiàn)漲潮單峰型。這是由于本次觀測期間一方面潮差不太小(青龍港潮差2～2.5 m)，另一方面風(fēng)力較強，導(dǎo)致懸沙濃度相對較大，類似于中潮期。

圖4 小潮期北支各站垂線平均懸沙濃度的潮周期變化過程Fig.4 Variations of vertical average SSC in a tidal cycle at observation sites in the North Branch during neap tide

3.1.2 漲落潮差異

從圖2、圖3和表1可以看出，在大、中潮期，漲、落潮懸沙濃度峰值及均值多漲潮大于落潮，這與漲潮流多強于落潮流一致。在洪季中上段易出現(xiàn)落潮流強于漲潮流，但懸沙濃度依然多漲潮大于落潮。這可能是由于漲潮時底切湍動力大，泥沙垂向擴散混合強，落潮時徑流大平流效應(yīng)強，影響泥沙垂向擴散[14]。長江口水文水資源勘測局2005年8-9月的觀測顯示類似結(jié)果，但本次觀測顯示在中潮期有的潮周期上、中、下段均會出現(xiàn)落潮懸沙濃度大于漲潮，均與落潮流較強一致[9]。下段主槽內(nèi)若懸沙的潮周期變化過程屬V型，懸沙峰值通常落潮大于漲潮，平均懸沙濃度也易出現(xiàn)落潮大于漲潮，這主要受漲潮過程中懸沙濃度遞減的影響。小潮期，中上段存在明顯的洪枯季差異，枯季多漲潮大于落潮、洪季多落潮大于漲潮(圖4、表1)，下段在有的潮周期也易出現(xiàn)落潮大于漲潮。

注：表中懸沙濃度為垂線平均值；大通站流量為1周前流量；青龍港潮差為觀測期間最大值，2002、2005年數(shù)據(jù)來自潮汐表；A1站沒有潮流資料。

3.2 懸沙濃度的垂向分布

隨著漲、落潮流的往復(fù)以及流速大小的周期性變化，部分泥沙顆粒不斷經(jīng)歷著懸浮、沉降、再懸浮的變化過程。懸沙濃度的垂向分布反映了泥沙向下沉降和引起懸浮的向上紊流擴散之間的平衡[15]，總體上從表層向底層增加，但在漲落潮過程的不同階段存在差異。且在不同潮型、季節(jié)及河段，潮汐強度、徑流大小及其相互作用的程度不同，懸沙的垂向混合程度不同，垂向分布差異可能較大，在大、中潮期與懸沙的潮周期變化過程有關(guān)。

(1)大、中潮

大、中潮期，北支懸沙濃度的潮周期變化過程若呈M型，懸沙的垂向分布及其變化特點具有明顯的洪枯季差異，上段與下段略有差異。洪季，大多在懸沙峰值時段垂向變化梯度最大、分布多呈斜線型，在谷值時段變化梯度多最小，下段個別站位底部懸沙濃度依然較高特別是落谷(見圖5)。枯季，大多在懸沙峰值時段及落谷時段(落憩之后)垂向分布較均勻、變化梯度最小，在漲谷時段(漲憩之后)垂向差異最大，上段在落潮峰值時段上部懸沙濃度較低(如A1站)(見圖6)。懸沙峰值時段洪枯季的差異，應(yīng)該主要受混合程度的影響，洪季徑流大、平流擴散影響大、垂向混合較差，枯季徑流小、潮流強盛、垂向渦動混合強。上段在枯季受徑流影響相對較大，導(dǎo)致落潮峰值時段上部懸沙濃度較低?？菁驹跐q谷時段懸沙垂向變化梯度大，可能是由于枯季鹽水入侵較強，懸沙漲峰至漲谷時段為漲潮后期鹽度較高，密度較高的鹽水挾沙能力較強，上部泥沙的沉降導(dǎo)致下部懸沙濃度升高。從圖6可以看出，漲潮峰值過后，大多上部特別是表層和0.2H層懸沙濃度逐漸降低且下降幅度較大，但下部各層在下段出現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象、底部可能持續(xù)升高，中上段出現(xiàn)先下降后升高的現(xiàn)象，這導(dǎo)致垂向變化梯度逐漸增大。洪季下段個別站位在谷值時段底部懸沙濃度較高，或許同樣受此影響，也可能與絮凝有關(guān)。此外2002年的觀測顯示，初漲和初落時段有的站位底部懸沙濃度較高、表底層差異較大，特別是下段較顯著(如B4、A3站)。這是由于下段潮流強盛，潮流的掀沙能力較強，導(dǎo)致床面泥沙快速懸浮。

上段D1站，懸沙濃度的潮周期變化過程呈漲潮單峰型，峰值時段及之后懸沙濃度的垂向分布及其變化特點類似于A1站(見圖6)，峰值時段垂向差異較小、上部懸沙濃度略低，垂向變化梯度最大的時段依然出現(xiàn)在漲憩之后。落潮后期，懸沙濃度很小、垂向分布均勻呈直線型。

下段主槽內(nèi)，若懸沙濃度的潮周期變化過程呈V型，則在初漲和初落時段垂向變化梯度最大，在漲憩之后和落憩之前懸沙谷值和峰值時段垂向差異最小，洪枯季略有差異(見圖7)。在初漲和初落時段，上部懸沙濃度繼續(xù)減小，而底部較大幅度增加，這時垂向分布大多呈斜線型、變化梯度最大。底部懸沙濃度的增大，應(yīng)該是源于床面泥沙再懸浮，在初漲時段也可能由于上層泥沙的沉降，因為懸沙濃度在落憩之前達峰值，此時距離落憩時間很短。初漲過后，隨著流速的迅速增大，各層特別是中底部懸沙濃度反而大幅度降低，在漲急附近降低幅度最大。這應(yīng)該是受低懸沙海水的稀釋作用影響，也是導(dǎo)致垂線平均懸沙濃度在漲潮過程中遞減的主要原因。漲急之后，隨著流速減小各層懸沙濃度繼續(xù)降低，在漲憩之后懸沙谷值時段垂向差異達最小。而初落過后，不僅下部懸沙濃度繼續(xù)增加，而且泥沙迅速擴散到上部，同樣垂向變化梯度減小，各層懸沙濃度逐漸增大，在落憩之前懸沙峰值時段垂向差異也達最小。由于洪、枯季和大、中潮間垂向混合強度的差異，懸沙垂向分布略有差異。懸沙谷值和峰值時段的垂向分布，在枯季大潮期較均勻，洪季和中潮相對較差、垂向分布呈斜線型，但明顯好于初漲和初落時段。

(2)小潮

小潮期，懸沙濃度小，垂向變化梯度也小，大部分時段垂向分布較均勻(見圖8)。洪季若出現(xiàn)較明顯峰值，峰值時段垂向變化梯度稍大，類似于大中潮M型的特點。D1、D2和D3站由于懸沙濃度異常偏高類似于中潮期，懸沙的垂向分布及其變化特點也類似于大中潮期。其中下段D3站不同于大潮期V型變化懸沙的特點，類似于大中潮M型的特點，與懸沙的M型變化過程一致，不過不太顯著。

3.3 懸沙濃度的縱向分布

2014年1月的觀測結(jié)果顯示(見圖9)，無論大潮還是小潮，同一潮周期漲、落潮平均及最小懸沙濃度中段D2站均顯著高于上段D1站和下段D3站，最大懸沙濃度也大多是中段D2站最高(濁度數(shù)據(jù)更顯著)。觀測期間D2站漲、落潮均值最大可達2.3 kg/m3，D1和D3站分別為1.8 kg/m3和1.4 kg/m3。長江口水文水資源勘測局2007年3月初大潮期的觀測結(jié)果也顯示[10]，中段靈甸港至三和港之間漲潮和落潮平均懸沙濃度均最大。從圖10可以看出，2014年1月觀測期間漲、落潮平均流速及最大流速多不是中段D2站最大。枯季最高懸沙濃度出現(xiàn)在中段，可能是由于下段漲潮過程中受低懸沙海水稀釋的影響較大，上段落潮過程中受徑流的影響較大且流速較小。這導(dǎo)致下段和上段分別在漲潮和落潮過程中懸沙濃度較大幅度降低，致使?jié)q落潮最小懸沙濃度較中段低較多，這將影響接下來下段落潮和上段漲潮過程中懸沙濃度的升高幅度。而中段在枯季受海水和徑流的直接影響較小，泥沙除了隨漲落潮流來自上下游外，主要來自床面泥沙再懸浮。

圖5 大、中潮洪季北支M型懸沙濃度的垂向分布及其漲落潮變化Fig.5 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for M pattern SSC in the North Branch during spring and medium tides in flood season

圖6 大、中潮枯季北支M型及單峰型懸沙濃度的垂向分布及其漲落潮變化Fig.6 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for M pattern and one-peak pattern SSC in the North Branch during spring and medium tides in dry season

圖7 大、中潮北支下段V型懸沙濃度的垂向分布及其漲落潮變化Fig.7 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for V pattern SSC in the lower reach of the North Branch during spring and medium tides

圖8 小潮期北支懸沙濃度的垂向分布及其漲落潮變化Fig.8 Vertical distribution of SSC and its variations during flood and ebb in the North Branch during neap tide

洪季，缺乏上中下段同步觀測資料，長江口水文水資源勘測局2005年8-9月的觀測結(jié)果顯示[9]，下段三條港斷面在大中潮期漲、落潮平均懸沙濃度均最大，但是中段依然大于上段以及下段接近口門的連興港站。陳煒等分析也認為洪季三條港處的懸沙濃度最大[11]。這可能是由于洪季徑流影響大，懸沙濃度最大的河段向下游移動。此外，洪季三條港斷面位于鹽淡水交匯的河段，可能類似于南支口門處的最大渾濁帶。

3.4 懸沙輸移

從單寬輸沙量來看(見表2)，枯季大中潮期漲潮輸沙量多大于落潮、潮周期凈輸沙向陸，下段主槽內(nèi)易出現(xiàn)凈輸沙向海(如A2、D3站)，但整個斷面依然多向陸；小潮期會出現(xiàn)凈輸沙向海。洪季，中上段落潮輸沙量多大于漲潮、潮周期凈輸沙方向向海，大潮期會出現(xiàn)凈輸沙向陸。下段，2002年9月戤滧港斷面(B3、B4、B5站)無論大中小潮，潮周期凈輸沙大多向陸，大潮期主槽內(nèi)易出現(xiàn)凈輸沙向海(如B3)。長江口水文水資源勘測局2005年8-9月(大、中、小潮)[9]以及上海河口海岸科學(xué)研究中心2010年4月(大潮)[16]的觀測結(jié)果，也顯示大潮期三條港、戤滧港及連興港處主槽內(nèi)會出現(xiàn)凈輸沙向海但斷面凈輸沙均向陸，中潮和小潮部分潮周期出現(xiàn)斷面凈輸沙向海。這說明洪季下段大潮期凈輸沙多向陸，中、小潮會出現(xiàn)凈輸沙向海。

表2 北支各站觀測期間漲落潮單寬輸沙量(單位: t)Tab.2 Unit-width suspended sediment transport during flood and ebb at observation sites in the North Branch(unit: t)

續(xù)表2

注：凈輸移正值表示向海，負值表示向陸；A1站沒有水深資料。

圖9 2014年1月觀測期間北支漲、落潮平均、最小、最大懸沙濃度及濁度(垂線平均值)的縱向分布Fig.9 Longitudinal distribution of average,minimum,maximum SSC and turbidity (vertical average value) along the North Branch during observations in January 2014

圖10 2014年1月觀測期間北支漲、落潮平均及最大流速(垂線平均值)的縱向分布Fig.10 Longitudinal distribution of average and maximum velocity during flood and ebb (vertical average value) along the North Branch during observations in January 2014

懸浮泥沙隨著漲落潮流往復(fù)運動，在1個潮周期內(nèi)某一斷面的懸沙輸移量受懸沙濃度、漲落潮歷時、潮流流速、水深等因素的影響?？菁颈敝疑硟糨斠贫嘞蜿?，是由于枯季徑流小、漲潮流強盛，底沙再懸浮及垂向混合強度大，漲潮懸沙濃度多大于落潮特別是大中潮期，這也體現(xiàn)了北支漲潮為優(yōu)勢的特點。洪季，徑流大增、落潮流增強，中小潮特別是小潮期落潮懸沙濃度多大于漲潮，再加上落潮歷時較長，導(dǎo)致懸沙凈輸移多向海特別是中上段。下段主槽內(nèi)大潮期易出現(xiàn)凈輸沙向海，主要受懸沙濃度漲潮易小于落潮的影響。

4 討論

長江口北支徑流分流比很小，在枯季甚至小于1%。這使得徑流影響較小，特別是枯季僅上段相對較大，在洪季如7、8月份整個中上段可被徑流占據(jù)，但下段受徑流影響依然較小。此外，由于徑流小加上喇叭形狀，北支的潮汐較強，上段青龍港站最大潮差可達5 m左右。在枯季整個北支漲潮流強盛，洪季大潮期也依然多漲潮流占優(yōu)勢，中小潮徑流影響增大。這是導(dǎo)致懸沙濃度的變化和分布以及懸沙輸移具有洪枯季差異、縱向差異的根本原因。下段主槽內(nèi)在大潮期易出現(xiàn)漲潮過程中懸沙濃度遞減的現(xiàn)象，應(yīng)該是由于該段徑流影響小、漲潮流強盛，導(dǎo)致漲潮過程中低懸沙海水快速涌進主槽，對懸沙濃度起到了稀釋的作用，這可能是強潮河道的特點。在強潮河口的杭州灣口門附近，大潮期也同樣出現(xiàn)漲潮懸沙濃度遞減的現(xiàn)象[17]。

近些年來北支的地形發(fā)生了較大變化，且由于三峽水庫的修建流域來沙大幅度減少，北支的水沙是否發(fā)生了明顯變化？對比2002年與2014年枯季的觀測結(jié)果，2002年大中潮懸沙濃度較高，這應(yīng)該與觀測期間徑流小、潮差大進而潮流強有關(guān)。2014年小潮期懸沙濃度較高，應(yīng)該與觀測期間潮差較大、風(fēng)力較強有關(guān)。2014年上段D1站懸沙的潮周期變化過程出現(xiàn)漲潮單峰型，與2002年的雙峰變化不同，這或許說明北支上段的水動力過程發(fā)生了變化。但由于水沙的影響因素較多，分析其多年變化還需要更多同步、同站位的觀測資料。

5 結(jié)論

(1) 北支懸沙濃度的潮周期變化過程，在大中潮期以M型(雙峰變化)為主，下段主槽內(nèi)在大潮期多出現(xiàn)V型，上段在枯季可出現(xiàn)漲潮單峰型；小潮期可出現(xiàn)無峰、單峰或雙峰型。漲、落潮懸沙濃度峰值及均值，在枯季多漲潮大于落潮；洪季中小潮易出現(xiàn)落潮大于漲潮，特別是小潮期中上段多落潮大于漲潮；下段主槽內(nèi)在大潮期易出現(xiàn)落潮大于漲潮。

(2) 懸沙濃度的垂向分布及其變化特點，在大中潮期與懸沙的潮周期變化過程有關(guān)。懸沙變化過程若呈M型，則洪季多在懸沙峰值時段垂向變化梯度最大、谷值時段垂向分布較好，枯季多在峰值及落谷時段垂向分布較好、漲谷時段表底層差異最大。若懸沙變化呈V型，則初漲和初落時段懸沙垂向變化梯度最大、谷值和峰值時段垂向差異最小。小潮期，大部分時段垂向分布較均勻，洪季如出現(xiàn)較明顯峰值垂向變化梯度稍大。

(3) 懸沙濃度的縱向分布存在洪枯季差異，枯季最大值出現(xiàn)于中段靈甸港至三和港之間及附近河段，洪季則在下段三條港附近，但是中段依然大于上段以及下段近口門處。

(4) 潮周期懸沙凈輸移，在枯季大多向陸，小潮期會出現(xiàn)向海；在洪季中上段大多向海，下段在大潮期大多向陸、中小潮易出現(xiàn)向海；下段主槽內(nèi)在大潮期易出現(xiàn)向海。

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Temporal and spatial variations in suspended sediment concentration and transport in the North Branch of the Yangtze Estuary

Zhang Erfeng1，Chen Shenliang1，Gu Guochuan1，Yang Haifei1，Wang Rusheng1

(1.StateKeyLaboratoryofEstuarineandCoastalResearch，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China)

Based on 4 synchronous hydrological measurements in flood and dry seasons，this paper researches the variations in suspended sediment concentration (SSC) in a tidal cycle，the vertical distribution of SSC，the longitudinal distribution of SSC，the suspended sediment transport，and their temporal and spatial differences in the North Branch of the Yangtze Estuary. The results indicate that the process of variations in SSC in a tidal cycle mainly presents M pattern (two peaks) during spring and medium tides. However，in the main channel of the lower reach mostly V pattern occurs during spring tide，and in the upper reach one-peak during flood pattern could occur in dry season. During neap tide，no-peak，one-peak，or two-peak patterns could occur. About the maximum and average SSC during flood and ebb，they are usually larger during flood in dry season，in flood season more likely larger during ebb in medium and neap tides particularly in neap tide. In the main channel of the lower reach they are more likely larger during ebb in spring tide. The vertical distribution of SSC and its variations in a tidal cycle are related to the variational pattern of SSC during spring and medium tides. For M-pattern SSC it has obvious difference between flood season and dry season. Longitudinally，the maximum SSC occurs nearby the reach between Lingdiangang and Sanhegang in the middle reach during dry season，however around Santiaogang in the lower reach during flood season. Regarding the net suspended sediment transport in a tidal cycle，it is usually landward in dry season particularly during spring and medium tides，in flood season mostly seaward in the middle and upper reaches，mostly landward during spring tide and likely seaward during medium and neap tides in the lower reach. In the main channel of the lower reach it is likely seaward during spring tide．

suspended sediment concentration; suspended sediment transport; temporal and spatial variations; North Branch of the Yangtze Estuary

2014-10-04；

2015-04-01。

科技部河口海岸學(xué)國家重點實驗室科研業(yè)務(wù)課題(SKLEC-2012KYYW06)；科技部科技基礎(chǔ)性工作專項重點項目(2013FY112000)。

張二鳳(1975-)，女，河北省邢臺市人，副研究員，從事河口水文方向研究。E-mail：efzhang@sklec.ecnu.edu.cn

*通信作者：陳沈良，博士，研究員。E-mail：slchen@sklec.ecnu.edu.cn

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.014

P737.14

A

0253-4193(2015)09-0138-14

張二鳳，陳沈良，谷國傳，等. 長江口北支懸沙濃度及輸移的時空變化[J]. 海洋學(xué)報，2015，37(9):138-151，

Zhang Erfeng，Chen Shenliang，Gu Guochuan，et al. Temporal and spatial variations in suspended sediment concentration and transport in the North Branch of the Yangtze Estuary[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(9):138-151，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.014