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)