分析长江口咸潮入侵规律

2.2.3.1 入侵途径

长江河口格局为三级分汊、四口入海。在枯季由于上游径流量小，外海咸水随涨潮流进入长江河口，其咸潮入侵的途径主要包括南槽、北槽、北港和北支，如图2-5箭头所示的路径。由南槽和北槽入侵的盐水上溯至南北槽分流口段汇入南港后，咸潮入侵主要有3条线路：南港、北港和北支。3条咸潮入侵路径中以一级分汊的北支最为严重。一般而言，北支的进潮量约占整个长江口进潮量的25％，但是进入北支的径流量目前只有不到5％，所以，枯季北支口门连兴港断面处的氯化物浓度几乎与正常海水氯化物浓度相当。到北支上段青龙港处，枯季氯化物浓度仍然较高，这股高盐水随北支涨潮流上溯至崇头后被推出北支上口，然后绕过崇头倒灌侵入南支，使得南支水域出现氯化物浓度超标的现象。

图2-5 长江河口咸潮入侵示意图

2.2.3.2 咸潮入侵基本情况

北支倒灌南支的盐水，主要以盐水团的形式随南支落潮流下移，其主体进入南支后大体分为3路影响南支：一路漫过白茆沙进入白茆沙南水道；一路沿崇明南岸进入新桥水道，其影响可至庙港、南门，严重期甚至可及堡镇水域，这一路是影响东风西沙水域咸潮的直接来源；另外一路随落潮主流进入七丫口河段后与白茆沙南水道的盐水团汇合，因该段落潮流占优势，倒灌盐水净向下游移动，影响宝钢水库及陈行水库，这路盐水团所占比例较大，影响范围广。

根据2002年3月长江口大范围同步氯化物浓度实测资料，以3月12日15时大潮涨憩时刻为例，南支河段氯化物浓度总体上呈两头高、中间低的马鞍形分布（图2-6）。这表明外高桥以下河段主要受外海盐水直接影响，越向外海，氯化物浓度越高；石洞口以上河段主要受北支咸潮倒灌影响，越向上游，氯化物浓度越高。

图2-6 长江口枯季氯化物浓度沿程分布（2002年3月12日15时大潮涨憩）

根据陈行水库取水口的实测氯化物浓度资料分析，1982—1993年，南支咸潮入侵次数最多为5次，平均为每年1.6次，咸潮入侵较弱（表2-3）。1994—1998年，咸潮入侵也相对较弱，每年均在4次以下，平均为每年2.2次；总天数每年均在31d（1996年最高）以下，平均为每年11.8d。1998年以后，总体表现为咸潮入侵有加剧的趋势，除2003年外，各年发生咸潮的次数均在5次以上，最多达13次（2001年），平均为每年8次；年咸潮入侵经历总天数最多达79d（2002年），平均为每年53.8d。由此可见，近年来南支河段咸潮入侵较严重，咸潮入侵次数多、经历时间长。

表2-3 陈行水库历年咸潮发生的总次数及咸潮经历总天数统计

根据各月咸潮发生情况的统计，绘制各月咸潮入侵发生次数和经历总天数图（图2-7）。由图可见，南支咸潮入侵主要发生在每年的11—12月至次年的1—4月；咸潮入侵发生次数较多的月份为1—4月，少数发生在10月和5月，极少数发生在8—9月；咸潮入侵最严重的时期为每年枯季的2—3月，在这段时间内，咸潮超标次数多、历时长。

2.2.3.3 咸潮入侵时空变化

长江河口段是咸淡水交混最为剧烈的水域，口门三级分岔、四口入海，河槽形态、过水能力、分流量和潮波特性各不相同。不同潮型和不同径流量的组合下，咸潮入侵的时空变化各具特点。

图2-7 各月咸潮发生的总次数及经历总天数变化

1）空间分布

浅海咸水潮波进入河口与河川淡水径流相会，两股水体由于密度不同而发生混合，造成河口区水体氯化物浓度纵向和横向的变化。

（1）横向。在长江4个入海口门中，氯化物浓度以北支最高。同一河槽中，受科里奥利力的影响，北岸氯化物浓度比南岸高。

（2）纵向。氯化物浓度纵向分布的特点是由下游向上游逐渐递增。南支河段受北支倒灌影响，纵向分布比较特殊，呈马鞍形分布。

（3）垂向。氯化物浓度的垂向分布取决于盐淡水的混合类型。随径、潮流势力的消长，可出现高度分层、部分混合和均匀混合等类型。(www.xing528.com)

2）时间变化

（1）年际变化。吴淞年最大氯化物系列离差系数为0.87，表明年际变化较大，实际最大与最小年之比达49。仅2年没有超100mg／L标准，占10％，超标天数平均为28d，最多128d，占全年的35％。

（2）季月变化。长江口氯化物浓度呈现季节变化，与长江径流的季节变化相应，呈负相关。高桥站月平均氯化物浓度显示，非汛期氯化物浓度明显高于汛期，两者平均含氯度之比为10.6，平均含量最高为2月，最大最小月之比达到33.6。月平均氯化物浓度分配见图2-8。

图2-8 高桥站月平均氯化物浓度年内分配

（3）朔望变化。朔望变化也称半月变化，与潮汐相应，半月中出现一次大潮和一次小潮，长江口日平均盐度值也出现一个高值区和一个低值区。

（4）日变化。在南北港，咸潮入侵以口外涨潮流为主，氯化物浓度与潮汐关系密切，氯化物浓度峰谷值分别出现在涨憩和落憩附近。

3）南北支枯季咸潮时空变化

北支为涨潮槽性质的河槽，在长江口4条入海汊道中氯化物浓度最高。资料分析表明，枯季北支连兴港和三和港氯化物浓度一般在10000mg／L以上，最高达17000mg／L。北支青龙港大、中潮期氯化物浓度一般在12000mg／L以上，峰值出现在大潮，小潮期氯化物浓度变幅在2700～14000mg／L，而同期南槽中浚全潮期的表层氯化物浓度为1009～9929mg／L，变幅远小于青龙港，峰值（9929mg／L）却出现在中潮。北支咸潮入侵氯化物浓度峰值分布见图2-9。这一现象说明，南支氯化物浓度分布出现异常的主要原因是北支咸潮倒灌。

图2-9 北支咸潮入侵氯化物浓度峰值分布示意图

南支水域表层氯化物浓度分布主要有以下特点：

（1）从纵向分布看，长江口南支水域表层氯化物浓度呈现两头高、中间低的马鞍形形态（图2-10）。这种现象说明，南港、北港上段上游水域的氯化物浓度主要受北支倒灌下移的盐水团影响，而下游水域的氯化物浓度则主要受外海咸潮入侵的直接影响。

（2）北支咸潮倒灌是南支崇头高盐水的唯一来源。涨潮时段，北支进入南支的盐水团随涨潮流上溯侵入海太汽渡以上水域；落潮时段，盐水团随南支落潮流下泄，分别进入白茆沙北水道和南水道。

（3）由于白茆沙的阻隔作用，白茆沙北水道盐水团经白茆沙尾进入南支主槽水域后，直接侵入太仓石化、陈行水库和宝钢水库前沿，致使陈行水库和宝钢水库前沿受到白茆沙南水道和北水道两股盐水团的双重影响。

图2-10 枯季大潮期长江口南支水域表层氯化物浓度分布特点

（4）青草沙水域在枯季受北港咸潮入侵和北支咸潮倒灌南支的双重影响，即外海咸潮入侵影响和大潮时北支倒灌南支的高浓度盐水团自新桥水道、南支主槽下移青草沙水库前沿的影响。

2002年3月2日15时（农历正月十九），长江口南支氯度分布的观测结果见表2-4。

表2-4 枯季大潮期长江口南北支水域表层氯化物浓度分布 （mg／L）