長江口鹽水入侵長度預(yù)測模型研究.pdf

1、長江是我國第一大河流，由于其河口同時(shí)受到徑流和潮流的雙重作用，河道形勢多變以及人類活動的影響，致使該地區(qū)的鹽水入侵情況異常復(fù)雜。長江河口地區(qū)人口密集，經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)。鹽水入侵嚴(yán)重威脅著上海及周邊地區(qū)的水庫取水安全。隨著長江中上游大型水利工程以及長江口深水航道工程的興建，導(dǎo)致長江的徑流量和長江口的河勢發(fā)生變化，一定程度上會引起長江口鹽水入侵的時(shí)空分布變化。同時(shí)這種變化本身也會對長江河口地區(qū)的自然環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生影響，因此研究河口鹽水入侵長

2、度，不僅具有學(xué)術(shù)價(jià)值，更加具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展與進(jìn)步，越來越多的學(xué)者將數(shù)值模擬方法應(yīng)用在各個河口鹽水入侵的研究。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了較為成熟的三維數(shù)值模型模擬研究復(fù)雜的鹽水?dāng)U散混合等物理過程，但對于廣大專家學(xué)者們而言，提出或改進(jìn)一種相對簡便實(shí)用、精度較高的解析模型仍是十分必要的。
　　本文通過研究發(fā)現(xiàn)，目前常用解析模型存在以下不足:(1)所率定得到的口門處擴(kuò)散系數(shù)不符合洪枯季流量的變化特征（洪小

3、枯大），在物理上是不合理的;(2)需要大量（至少兩次）沿程實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行率定驗(yàn)證，在資料偏少的河口無法應(yīng)用，普及性較差;(3)模型預(yù)測入侵長度的精度有待進(jìn)一步提高。
　　本文以鹽水入侵長度的預(yù)測為目的，簡述了長江口的水文特性及其對鹽水入侵的影響和鹽水入侵的時(shí)空分布規(guī)律，總結(jié)了國內(nèi)外對河口鹽水入侵長度研究的成果和方法。并就理想河口，在典型鹽度對流擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地加入了密度流的因素，通過推導(dǎo)得到了密度流估算公式;構(gòu)建了縱向一維鹽

4、度擴(kuò)散模型，探討了河口鹽度穩(wěn)態(tài)解析解的計(jì)算方法，得到了相應(yīng)的鹽水入侵及其長度公式;結(jié)合“平均鹽度率定、最大鹽度驗(yàn)證”的思路提出了河口鹽度穩(wěn)態(tài)解析解的率定驗(yàn)證方法;最后成功應(yīng)用于長江口北槽鹽水入侵的研究中。
　　研究結(jié)果經(jīng)比較、分析和應(yīng)用表明:(1)考慮密度流影響后的鹽水入侵模型所率定得到的口門處擴(kuò)散系數(shù)在物理上是合理的;(2)模型計(jì)算得到的鹽度沿程分布更符合實(shí)際，因而所得到的入侵長度也更為合理，并且預(yù)測精度得到一定的提高;(3)利