Influence of the diversion project and bathymetric change of Ruifeng Shoal on the flow diversion ratios in the South and North Passage of Yangtze River Estuary
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摘要: 分析了南北槽分流口河段的地形特征及其在人类活动影响之下的演变过程，利用高分辨率FVCOM模型研究了分流口潜堤工程的修建、潜堤方向的偏转以及分流口上段瑞丰沙地形变化等因素对南北槽落潮分流比的影响.结果显示，现有的分流口潜堤对北槽落潮分流比的影响较小.潜堤向北偏转时北槽落潮分流比减小，向南偏转时增加，潜堤向南偏转对分流比的影响大于北偏.瑞丰沙中沙基本消失、下沙萎缩及南港主流的北偏有利于水流进入北槽，从而明显增加北槽上段面落潮分流比.而由于横沙通道对水通量的调节，北槽下断面落潮分流比增加甚微.Abstract: This paper analyzes the bathymetric characteristics and the evolution processes affected by human activities in recent years at the bifurcation of the South and North Passage in the Yangtze River Estuary. A high-resolution FVCOM model is used to investigate the impact of the diversion project, the direction of submerged dike and the bathymetric change of Ruifeng Shoal on the ebb flow diversion ratios of the South and North Passage. The results show that the construction of the submerged dike at the bifurcation head has limited influence on the ebb flow diversion ratio of the North Passage. The ebb flow diversion ratio of the North Passage decreases when the submerged dike deflects northward and vice versa; however, the influence of the southward deflection is greater than that of the northward deflection. Scouring of the middle and lower Ruifeng Shoal and the northward shift of the mainstream are favorable for the flow entering the North Passage, which increases the flow diversion ratio of the North Passage in the upstream cross-section. Due to adjustment of the water flux in HengSha channel, the flow diversion ratio of the North Passage is slightly increased in downstream cross-section.
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Key words:
- flow diversion ratio /
- FVCOM /
- submerged dike /
- Ruifeng Shoal
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图 1 北槽下断面落潮分流比的变化
Fig. 1 Changes of the North Passage's ebb flow diversion ratio in the downstream cross-section
图 2 研究区域、研究断面及模型验证的测站位置
Fig. 2 The study area, cross-sections, and observation stations for model validation
图 3 南北槽分流口处地形变化
Fig. 3 Bathymetric changes of the South and North Passage in the upstream cross-section
图 4 瑞丰沙区域1998—2015年地形变化(当地理论最低潮面下)
Fig. 4 Bathymetry near the Ruifeng Shoal in 1998—2015
图 9 2001年8月潜堤区域水深等值线(平均海平面)
Fig. 9 Contours in the region of the submerged dike in August 2001 (average sea level)
图 10 不同工况下北槽(a)、南槽(b)下断面水通量过程
Fig. 10 Flux process of North Passage (a) and South Passage (b) in downstream cross-section
图 13 两种实验方案下北槽上断面(a)和横沙通道断面(b)的水通量过程
Fig. 13 The flux process of North Passage (a) and Hengsha Passage (b) under the two experimental schemes
表 1 南北槽下断面落潮分流比验证
Tab. 1 Validation of the flow diversion ratio in North Passage and South Passage
2001年8月 2007年11月 2010年8月 2015年8月 实测落潮分流比 51.6% 43.0% 43.2% 41.9% 模型计算结果 50.34%$\pm$0.37% 44.51%$\pm$0.67% 45.62%$\pm$0.87% 42.92% 
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表 2 以2001年8月地形为基准不同工况下对应的北槽落潮分流比(上下断面的位置如图 2所示)
Tab. 2 Bifurcation ratio of North Passage under different experimental schemes in August 2001 (Locations of the upstream cross-sections and downstream cross-sections as shown on Fig. 2)
上断面 下断面 潜堤北偏20° 42.27% 49.21% 潜堤北偏10° 42.72% 49.62% 潜堤北偏5° 43.23% 49.87% 不偏转 43.59% 50.34% 潜堤南偏5° 44.89% 51.09% 潜堤南偏10° 47.06% 52.61%
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表 3 瑞丰沙河段地形变化对分流比的影响
Tab. 3 The influence of topographic changes on Ruifeng Shoal
实验1 实验2 北槽上断面落潮分流比 33.44% 35.67% 北槽下断面落潮分流比 42.44% 42.92%
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