椒江河口最大浑浊带悬沙粒径分布及其对潮动力的响应论文.docVIP

　　椒江河口最大浑浊带悬沙粒径分布及其对潮动力的响应论文 摘要：以枯水季节大、小潮期3个时间连续(25h)站和1条纵剖面10个瞬时观测站的悬沙粒径资料为基础，通过对悬沙不同粒级，中值粒径及粒度参数的计算和统计，本文讨论了悬沙粒径分布的区域变化和潮汐周期变化，并表明其主要受物质来源、底部沉积物再悬浮物质和絮凝沉降3个因素影响，其中第二个因素的作用大潮期比小潮期显著，第三个因素的作用小潮期则较大潮期明显。 关键词：椒江河口 最大浑浊带 悬沙粒径 响应 1 前言 潮汐河口普遍存在着悬沙浓度明显高于其上、下游的最大浑浊带。它因受洪、枯季径流和潮汐周期变化的作用经常发生向海或向陆迁移［1～3］，并对港口、航道的淤积产生深刻影响［4.freel3/s，洪枯变幅悬殊，最大洪峰流量历史上曾达16300m3/s，最小流量却不足1m3/s；多年平均径流量为51.72×108m3，输沙量约110×104t，其中75%左右的水沙主要集中于4～9月向海输送［14，15］。潮汐是不规则半日潮，据海门站统计，涨、落潮平均历时各为5.1h和7.5h，平均潮差4.01m，最大潮差达6.3m。最大垂线平均流速超过2m/s。最大浑浊带纵向跨度约20km，核部一般位于栅浦与海门之间的区段，悬沙浓度随水深增加，表层一般为1～3kg/m3，底部经常发育着浮泥［16］，从而形成一个悬沙，浮泥和床沙的沉积体系。 本文主要根据枯水季节(1994年11月)，大、小潮期不同河段的时间连续站的潮流，悬沙资料，将较系统地讨论最大浑浊带的悬沙粒径分布及其对潮汐动力变化的响应。 2 方法 根据最大浑浊带分布变化范围，在其向陆侧、核部、向海侧分别设置1个潮流泥沙时间连续(25h)观测站和1个纵剖面(图1)。各连续站的垂线按相对水深分6层，采用ZX-Ⅱ直读式流速仪和横式采水器间隔1h同时记录流速流向和取水样，纵剖面测站只取水样。水样过滤、悬沙含量按常规方法处理和计算。选表、中(0.6H)，底3层共481个悬沙样品，用T-Ⅱ库尔特计数器测定悬沙粒径。然后，按Inman分类法统计不同粒径组分，中径和计算粒度参数［17］。 3 悬沙粒径的基本特征 图2 椒江河口悬沙粒径分布 Particle size distributions of suspended sediment from 481 samples 椒江河口悬沙主要由粉砂和粘土两粒级组成，其中粉砂含量随水深增加而升高，粘土含量则与粉砂的垂向变化相反。粉砂含量表、底层的平均值分别约54%和65%，粘土含量表、底层各约46%和34%(图2)。粘土( 4μm)和极细粉砂(4～8μm)两组分含量的平均值达71%，说明椒江悬沙已属粘性细颗粒泥沙范围。 4 悬沙粒径的区域变化 由图3(a)与图3(b)和图3(c)比较可知，椒江河口悬沙粒径分布具有区段变化，粘土组分沿河口往下游递增，粉砂组分则与粘土组分变化的趋势相反。粘土组分的平均值在最大浑浊带向陆侧(C1站)，核部(C2站)，及向海侧(C3站)分别为36%、38%和48%，粉砂组分的平均值C1站，C2站和C3站各为63%，61%和51%。另一方面，悬沙的优势粒径沿程变化比粘土和粉砂两组分的变化更清楚，C1站以极细粉砂(4～8μm)组分为优势粒径，平均值约37%，C3站以粗粘土(2～4μm)组分为优势粒径，平均值约33%，C2站的优势粒径似乎比C1和C3两站变宽，由粗粘土和极细粉砂组成，它们的平均值各占29%左右。 图3 椒江河口各测站(C1、C2、C3)悬沙粒径分布 Particle size distributions of suspended sediment at each anchored station 悬沙中径、平均粒径及标准偏差的区域分布比粉砂和粘土两组分变化复杂。沿河口方向，悬沙中径、平均粒径的平均值C1站表层稍大于C2、C3两站，而中、底两层C2站分别大于C1和C3两站；标准偏差平均值C2站的各层分别均大于C1和C3两站(表1)。垂直方向上，悬沙中径、平均粒径和标准偏差的平均值各测站均随水深增加而变大，说明悬沙粒径底层粗于表层，分选底层差于表层。 表1 悬沙粒径主要参数沿程为变化 Principal parameters of suspended sediment particles along estuary 站号 层位 样品数(个) 中径(μm) 平均粒径(μm) 标准偏差 C1 表 51 3.98 5.83 3.44 中 52 4.38 7.08 4.50 底 52 4.51 7.70 4.99 表 51 3.62 5.44 3.59 C2 中 52 5.08 7.34 4.92 底 52 5.50 8.03 5.45 表 45 3.55 5.47 3.5