河口区水流泥沙特点及演变探究

4.2　河口区水流泥沙特点

相对于内河，潮汐河口水流动力条件更为复杂。除径流外，潮流、波浪、风暴潮、盐淡水等均会引起动力条件的变化，其中涨落潮双向往复流是潮汐河口复杂动力条件中作用时间最长、影响最持续的主要因素，主要体现为涨落潮流初涨、涨急、涨憩、初落、落急、落憩的周期性流量和流向的变化。本处仅对河口区部分水沙特点进行概述，更详细内容可参见有关专著^［15］。

4.2.1　潮汐潮流

潮汐系指海水周期性潮涨潮落现象。潮汐的产生是海水受日、月引力的作用和重力的影响的结果，由于地球和日、月位置的周期性变化，潮汐也具有周期性变化。对于河口区域，潮汐的影响主要表现为涨落潮流的产生以及相应的潮位变化。

不同河口、同一河口的不同位置潮汐作用能力不一，但一般说来，河口潮汐潮流有如下特点：

（1）潮流是造床的重要力量。河口地区，潮流作用一般远大于径流的作用，如长江口拦门沙区域，潮流量往往是径流量的数倍甚至数十倍，潮流是造床的主要力量。

（2）潮流具有定常性。由于河口潮汐影响的因素较为固定，因此潮汐可以通过一定的数学方法进行推算，目前采用较多的是潮汐调和分析法，具体为：1）把实测潮位记录中的各分潮（如太阴分潮系、太阳分潮系等）分离出来，再进行调和分析。2）求出每一分潮的振幅和位相角，再经天文因素订正后，即得该分潮的调和常数。用潮汐调和分析可推算一定时期的潮汐变化和分析该区的潮汐性质。(www.xing528.com)

4.2.2　盐度与絮凝

河口区域位于江、海的盐淡水交汇区域。盐水的存在不仅会改变水流的密度、黏滞性和水流结构，还往往因不同垂线含盐度的不同而导致水体含盐度的分层甚至出现上层为淡水、下层为盐水的“盐水楔”现象。而涨落潮流的周期性变化更使得盐水范围和盐水楔形态、范围发生周期性的变化。

此外，由于河口普遍由细颗粒泥沙组成，在盐度的作用下，容易发生絮凝。絮凝也是河口特有的现象之一。

4.2.3　河口最大浑浊带和河口拦门沙

河口最大浑浊带（Tur-bidity Maximum Zone，简称TM）是指河口区含沙浓度经常明显地高于上游及下游、且在一定范围内有规律地迁移的高含沙水域；其断面平均含沙量稳定地高于上、下游河段几倍甚至几十倍，而且底部含沙量也显著增高，床面往往出现浮泥。河口最大浑浊带现象在世界很多河口都有发现。在河口沉积过程中，最大浑浊带对细颗粒泥沙的聚集与输移，对河槽、浅滩及拦门沙的发育演变起着十分重要的作用，如黄胜等（1993）^［2］认为最大浑浊带是形成河口拦门沙的重要原因；在河口地球化学过程中，最大浑浊带对许多重金属元素及有机物的化学行为、迁移、沉降产生显著的影响，主要表现在河口最大浑浊带重金属元素富集和有机物的吸附、解吸；在河口生物学研究中，由于泥沙对营养盐、有机物、重金属以及水体透光性的改变，影响河口初级生产力，并导致河口浮游植物、浮游动物、底栖生物种类和数量的改变，往往表现为浮游生物种类少，优势种组成单一，生产力较低。研究河口最大浑浊带对于河势控制、湿地保护、水资源利用和水环境保护、渔业资源的开发利用均具有重要意义。其中航道开发与维护是河口最大浑浊带区域的一个热点问题。

在河口最大浑浊带区域普遍发育有水深小于上下游的沙坎，即“拦门沙”现象。河口拦门沙治理难度大，而河口区往往经济社会发达、航道需求迫切，因此拦门沙航道的开发与维护成为全世界涉水工程的一项重要工作内容，如美国密西西比河口、荷兰莱茵河口和我国的长江口等，均有较大规模、较长时期的拦门沙航道治理历程。