长江口北支悬沙浓度及输移的时空变化

张二凤，陈沈良*，谷国传，杨海飞，王如生

(1. 华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室，上海 200062)

长江口北支悬沙浓度及输移的时空变化

张二凤1，陈沈良1*，谷国传1，杨海飞1，王如生1

(1. 华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室，上海 200062)

本文基于4次洪枯季同步水文观测资料，着重分析了长江口北支悬沙浓度的潮周期变化、垂向分布、纵向分布和悬沙输移及其时空差异。研究结果显示，悬沙浓度的潮周期变化过程在大中潮期以M型(双峰型)为主，下段主槽内在大潮期多出现V型，上段在枯季可出现涨潮单峰型；小潮期可出现无峰、单峰或双峰型。涨、落潮悬沙浓度峰值及均值，在枯季多涨潮大于落潮，洪季中小潮特别是小潮期易出现落潮大于涨潮；下段主槽内在大潮期易出现落潮大于涨潮。悬沙浓度的垂向分布及其变化特点，在大中潮期与悬沙的潮周期变化型式有关，其中M型存在显著的洪枯季差异。纵向上，最高悬沙浓度在枯季出现于中段灵甸港至三和港之间及附近河段，洪季则在下段三条港附近。潮周期悬沙净输移，枯季大多向陆特别是大中潮期，洪季中上段大多向海，下段大潮期多向陆、中小潮易出现向海；下段主槽内在大潮期易出现向海。

悬沙浓度；悬沙输移；时空变化；长江口北支

1 引言

河口地处河流与海洋的过渡地带，在径流和潮汐两种动力的相互作用下，水文过程复杂。伴随水流运动的悬浮泥沙在河口的分布、变化及其输移，将影响河床演变、工程稳定性、河口环境等诸多方面[1—5]。长江口北支自20世纪50年代以来，在人类活动和自然演变的双重影响下，河势和地形发生了重大变化。随着径流分流比的大幅度减小，北支已成为以涨潮为优势的河道，其悬沙特性与其他汊道显著不同。关于北支悬沙浓度及输移特性，许多学者进行过相关研究[6—12]。以往研究大多采用洪季的观测资料，对枯季研究较少。本文基于4次洪枯季同步观测资料及其他文献中的资料，着重研究分析了北支悬沙浓度的潮周期变化和垂向分布及其时空差异、悬沙浓度的纵向分布及其洪枯季差异以及悬沙输移的时空变化。该研究为进一步揭示北支悬沙运动和输移的规律及机制提供基础，具有重要的科学意义。

2 资料及方法

本文将北支分为3段：上段为大洪河以上河段，中段为大洪河至头兴港，下段为头兴港以下至口门(见图1)。文中采用2002年3月(枯季)和9月(洪季)、2005年6月(洪季)、2014年1月(枯季)4次同步水文观测资料，站位设置见图1。2002年3月1-9日和9月22-30日站位分别位于北支上段(A1、B1、B2)和下段(A2～A5，B3～B5)，大、中、小潮同步观测，下段为断面多点观测。2005年6月15-24日在北支上段和中段共设3个站位(C1～C3)，大、小潮同步观测。2014年1月1-9日在北支上段、中段和下段共设3个站位(D1～D3)，大、小潮同步观测。2014年1月小潮观测期间，长江口风速较大，为强北风，下段风速高达9.2 m/s。

图1 研究区域与观测站位Fig.1 Research area and locations of observation sites

2002年和2005年观测期间，潮流采用直读式海流计，整点时刻测剖面流速流向(6点法，个别时段水深较浅时采用3点法)。悬沙浓度通过整点时刻采水样(分层同潮流)，室内采用滤膜过滤法测定。2014年观测期间，潮流采用ADCP测剖面流速流向，悬沙浓度通过整点时刻采水样(下段D3站水深小于5 m采用3点法，大于5 m采用6点法；中上段D1和D2站多采用3点法，个别时段水深较大时采用6点法)，室内采用滤膜过滤法测定。垂线平均流速和悬沙浓度，采用加权平均法计算。流速和悬沙浓度的垂向分布及其涨落潮变化，采用克里金方法进行插值。单宽输沙量计算公式为

(1)

式中，v为流速，单位：m/s；c为悬沙浓度，单位：kg/m3；h为水深，单位：m；t为时间。

3 结果与分析

3.1 悬沙浓度的潮周期变化

河口悬沙浓度的变化与涨、落潮流速大小密切相关，流速较小时部分悬沙沉降使悬沙浓度降低，流速较大时床面泥沙再悬浮使悬沙浓度升高。由于涨、落潮流的交替及流速大小的更迭，悬沙浓度也呈现明显的潮周期变化。在长江口北支，由于潮汐强度和径流大小的变化以及上、中、下段受径流和潮汐影响的程度不同，悬沙浓度的潮周期变化存在大小潮、洪枯季以及空间差异。

3.1.1 变化过程

大、中潮期，北支悬沙浓度的潮周期变化过程以M型(双峰型)为主，即在1个潮周期内出现两个悬沙峰值、两个悬沙谷值(见图2、图3)。悬沙的这种变化过程与流速变化过程一致，悬沙峰值的出现源于床面泥沙再悬浮，分别对应于涨、落急时刻，两个悬沙谷值分别对应于涨、落憩时刻。由于泥沙悬浮及沉降需要一个过程，悬沙浓度与流速之间通常存在相位差，悬沙峰值和谷值出现的时刻多滞后于涨、落急和涨、落憩一段时间。从图2和图3可以看出，除大潮落峰外，北支河段的相位差下段多小于中上段、大潮多小于中潮，特别是悬沙峰值较显著。大潮涨峰，下段多出现在涨急附近或滞后1 h内，中上段多滞后2 h内。中潮涨、落峰，下段多出现在涨、落急附近或滞后1～2 h，上段多滞后1～2 h。这种差异可能是由于下段受径流影响小、潮流强盛，泥沙垂向扩散较强，此外潮流强度大潮期大于中潮期、径流影响大潮期小于中潮期。而大潮落峰正好相反，相位差下段大于中上段，中上段多出现在落急或之后1～2 h，下段多滞后2～3 h。这可能是由于下段的盐度较高，密度较高的盐水挟沙能力强所致[13]。悬沙谷值与憩流之间的相位差时空差异不显著，多出现在涨、落憩附近或滞后1 h内。

图2 大潮期北支各站垂线平均悬沙浓度的潮周期变化过程Fig.2 Variations of vertical average SSC in a tidal cycle at observation sites in the North Branch during spring tide

上段与下段主槽内出现例外。上段D1站出现涨潮单峰型，落潮过程中悬沙浓度递减(图2)。这主要是由于落潮流速很小，且可能受径流影响，枯季径流的悬沙浓度小。而下段主槽内在大潮期多出现V型变化，即悬沙浓度在涨潮过程中降低、落潮过程中升高，悬沙谷值和峰值分别出现在涨憩之后和落憩之前(如A2、A3、B3和D3站，见图2)，中潮期在深槽内也可出现(如A2站，见图3)。悬沙的这种变化过程与流速变化不太一致。涨潮过程中特别是涨急附近悬沙浓度的大幅度降低，应该是受低悬沙海水稀释的影响。下段距离口门近，主槽内水深大、大潮期潮流强、进潮量大，涨潮过程中受海水的直接影响较大，而海水的悬沙浓度较低。落潮过程中悬沙浓度持续升高，可能是由于流速持续增大(D3、A2中潮)或高流速时段持续时间长(达4～5 h，A2大潮、B3大潮)，且之后迅速转至憩流时间很短。并且大潮期下段的盐度较高，密度较高的盐水挟沙能力强。

小潮期，由于流速小悬沙浓度通常很小且变化不显著，没有固定的型式，可出现无峰、单峰或双峰型(图4)。只要流速相对较大，就可能出现悬沙峰值，悬沙与流速之间的相位差类似于M型中潮期。其中，D1、D2、D3站的悬沙浓度异常偏高，同一潮周期垂线平均最大值分别达1.7 kg/m3、1.6 kg/m3和0.9 kg/m3。D3和D2站悬沙变化过程均呈现双峰型式，D1站同大潮期出现涨潮单峰型。这是由于本次观测期间一方面潮差不太小(青龙港潮差2～2.5 m)，另一方面风力较强，导致悬沙浓度相对较大，类似于中潮期。

图4 小潮期北支各站垂线平均悬沙浓度的潮周期变化过程Fig.4 Variations of vertical average SSC in a tidal cycle at observation sites in the North Branch during neap tide

3.1.2 涨落潮差异

从图2、图3和表1可以看出，在大、中潮期，涨、落潮悬沙浓度峰值及均值多涨潮大于落潮，这与涨潮流多强于落潮流一致。在洪季中上段易出现落潮流强于涨潮流，但悬沙浓度依然多涨潮大于落潮。这可能是由于涨潮时底切湍动力大，泥沙垂向扩散混合强，落潮时径流大平流效应强，影响泥沙垂向扩散[14]。长江口水文水资源勘测局2005年8-9月的观测显示类似结果，但本次观测显示在中潮期有的潮周期上、中、下段均会出现落潮悬沙浓度大于涨潮，均与落潮流较强一致[9]。下段主槽内若悬沙的潮周期变化过程属V型，悬沙峰值通常落潮大于涨潮，平均悬沙浓度也易出现落潮大于涨潮，这主要受涨潮过程中悬沙浓度递减的影响。小潮期，中上段存在明显的洪枯季差异，枯季多涨潮大于落潮、洪季多落潮大于涨潮(图4、表1)，下段在有的潮周期也易出现落潮大于涨潮。

注：表中悬沙浓度为垂线平均值；大通站流量为1周前流量；青龙港潮差为观测期间最大值，2002、2005年数据来自潮汐表；A1站没有潮流资料。

3.2 悬沙浓度的垂向分布

随着涨、落潮流的往复以及流速大小的周期性变化，部分泥沙颗粒不断经历着悬浮、沉降、再悬浮的变化过程。悬沙浓度的垂向分布反映了泥沙向下沉降和引起悬浮的向上紊流扩散之间的平衡[15]，总体上从表层向底层增加，但在涨落潮过程的不同阶段存在差异。且在不同潮型、季节及河段，潮汐强度、径流大小及其相互作用的程度不同，悬沙的垂向混合程度不同，垂向分布差异可能较大，在大、中潮期与悬沙的潮周期变化过程有关。

(1)大、中潮

大、中潮期，北支悬沙浓度的潮周期变化过程若呈M型，悬沙的垂向分布及其变化特点具有明显的洪枯季差异，上段与下段略有差异。洪季，大多在悬沙峰值时段垂向变化梯度最大、分布多呈斜线型，在谷值时段变化梯度多最小，下段个别站位底部悬沙浓度依然较高特别是落谷(见图5)。枯季，大多在悬沙峰值时段及落谷时段(落憩之后)垂向分布较均匀、变化梯度最小，在涨谷时段(涨憩之后)垂向差异最大，上段在落潮峰值时段上部悬沙浓度较低(如A1站)(见图6)。悬沙峰值时段洪枯季的差异，应该主要受混合程度的影响，洪季径流大、平流扩散影响大、垂向混合较差，枯季径流小、潮流强盛、垂向涡动混合强。上段在枯季受径流影响相对较大，导致落潮峰值时段上部悬沙浓度较低。枯季在涨谷时段悬沙垂向变化梯度大，可能是由于枯季盐水入侵较强，悬沙涨峰至涨谷时段为涨潮后期盐度较高，密度较高的盐水挟沙能力较强，上部泥沙的沉降导致下部悬沙浓度升高。从图6可以看出，涨潮峰值过后，大多上部特别是表层和0.2H层悬沙浓度逐渐降低且下降幅度较大，但下部各层在下段出现先升高后降低的现象、底部可能持续升高，中上段出现先下降后升高的现象，这导致垂向变化梯度逐渐增大。洪季下段个别站位在谷值时段底部悬沙浓度较高，或许同样受此影响，也可能与絮凝有关。此外2002年的观测显示，初涨和初落时段有的站位底部悬沙浓度较高、表底层差异较大，特别是下段较显著(如B4、A3站)。这是由于下段潮流强盛，潮流的掀沙能力较强，导致床面泥沙快速悬浮。

上段D1站，悬沙浓度的潮周期变化过程呈涨潮单峰型，峰值时段及之后悬沙浓度的垂向分布及其变化特点类似于A1站(见图6)，峰值时段垂向差异较小、上部悬沙浓度略低，垂向变化梯度最大的时段依然出现在涨憩之后。落潮后期，悬沙浓度很小、垂向分布均匀呈直线型。

下段主槽内，若悬沙浓度的潮周期变化过程呈V型，则在初涨和初落时段垂向变化梯度最大，在涨憩之后和落憩之前悬沙谷值和峰值时段垂向差异最小，洪枯季略有差异(见图7)。在初涨和初落时段，上部悬沙浓度继续减小，而底部较大幅度增加，这时垂向分布大多呈斜线型、变化梯度最大。底部悬沙浓度的增大，应该是源于床面泥沙再悬浮，在初涨时段也可能由于上层泥沙的沉降，因为悬沙浓度在落憩之前达峰值，此时距离落憩时间很短。初涨过后，随着流速的迅速增大，各层特别是中底部悬沙浓度反而大幅度降低，在涨急附近降低幅度最大。这应该是受低悬沙海水的稀释作用影响，也是导致垂线平均悬沙浓度在涨潮过程中递减的主要原因。涨急之后，随着流速减小各层悬沙浓度继续降低，在涨憩之后悬沙谷值时段垂向差异达最小。而初落过后，不仅下部悬沙浓度继续增加，而且泥沙迅速扩散到上部，同样垂向变化梯度减小，各层悬沙浓度逐渐增大，在落憩之前悬沙峰值时段垂向差异也达最小。由于洪、枯季和大、中潮间垂向混合强度的差异，悬沙垂向分布略有差异。悬沙谷值和峰值时段的垂向分布，在枯季大潮期较均匀，洪季和中潮相对较差、垂向分布呈斜线型，但明显好于初涨和初落时段。

(2)小潮

小潮期，悬沙浓度小，垂向变化梯度也小，大部分时段垂向分布较均匀(见图8)。洪季若出现较明显峰值，峰值时段垂向变化梯度稍大，类似于大中潮M型的特点。D1、D2和D3站由于悬沙浓度异常偏高类似于中潮期，悬沙的垂向分布及其变化特点也类似于大中潮期。其中下段D3站不同于大潮期V型变化悬沙的特点，类似于大中潮M型的特点，与悬沙的M型变化过程一致，不过不太显著。

3.3 悬沙浓度的纵向分布

2014年1月的观测结果显示(见图9)，无论大潮还是小潮，同一潮周期涨、落潮平均及最小悬沙浓度中段D2站均显著高于上段D1站和下段D3站，最大悬沙浓度也大多是中段D2站最高(浊度数据更显著)。观测期间D2站涨、落潮均值最大可达2.3 kg/m3，D1和D3站分别为1.8 kg/m3和1.4 kg/m3。长江口水文水资源勘测局2007年3月初大潮期的观测结果也显示[10]，中段灵甸港至三和港之间涨潮和落潮平均悬沙浓度均最大。从图10可以看出，2014年1月观测期间涨、落潮平均流速及最大流速多不是中段D2站最大。枯季最高悬沙浓度出现在中段，可能是由于下段涨潮过程中受低悬沙海水稀释的影响较大，上段落潮过程中受径流的影响较大且流速较小。这导致下段和上段分别在涨潮和落潮过程中悬沙浓度较大幅度降低，致使涨落潮最小悬沙浓度较中段低较多，这将影响接下来下段落潮和上段涨潮过程中悬沙浓度的升高幅度。而中段在枯季受海水和径流的直接影响较小，泥沙除了随涨落潮流来自上下游外，主要来自床面泥沙再悬浮。

图5 大、中潮洪季北支M型悬沙浓度的垂向分布及其涨落潮变化Fig.5 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for M pattern SSC in the North Branch during spring and medium tides in flood season

图6 大、中潮枯季北支M型及单峰型悬沙浓度的垂向分布及其涨落潮变化Fig.6 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for M pattern and one-peak pattern SSC in the North Branch during spring and medium tides in dry season

图7 大、中潮北支下段V型悬沙浓度的垂向分布及其涨落潮变化Fig.7 Vertical distribution and its variations during flood and ebb for V pattern SSC in the lower reach of the North Branch during spring and medium tides

图8 小潮期北支悬沙浓度的垂向分布及其涨落潮变化Fig.8 Vertical distribution of SSC and its variations during flood and ebb in the North Branch during neap tide

洪季，缺乏上中下段同步观测资料，长江口水文水资源勘测局2005年8-9月的观测结果显示[9]，下段三条港断面在大中潮期涨、落潮平均悬沙浓度均最大，但是中段依然大于上段以及下段接近口门的连兴港站。陈炜等分析也认为洪季三条港处的悬沙浓度最大[11]。这可能是由于洪季径流影响大，悬沙浓度最大的河段向下游移动。此外，洪季三条港断面位于盐淡水交汇的河段，可能类似于南支口门处的最大浑浊带。

3.4 悬沙输移

从单宽输沙量来看(见表2)，枯季大中潮期涨潮输沙量多大于落潮、潮周期净输沙向陆，下段主槽内易出现净输沙向海(如A2、D3站)，但整个断面依然多向陆；小潮期会出现净输沙向海。洪季，中上段落潮输沙量多大于涨潮、潮周期净输沙方向向海，大潮期会出现净输沙向陆。下段，2002年9月戤滧港断面(B3、B4、B5站)无论大中小潮，潮周期净输沙大多向陆，大潮期主槽内易出现净输沙向海(如B3)。长江口水文水资源勘测局2005年8-9月(大、中、小潮)[9]以及上海河口海岸科学研究中心2010年4月(大潮)[16]的观测结果，也显示大潮期三条港、戤滧港及连兴港处主槽内会出现净输沙向海但断面净输沙均向陆，中潮和小潮部分潮周期出现断面净输沙向海。这说明洪季下段大潮期净输沙多向陆，中、小潮会出现净输沙向海。

表2 北支各站观测期间涨落潮单宽输沙量(单位: t)Tab.2 Unit-width suspended sediment transport during flood and ebb at observation sites in the North Branch(unit: t)

续表2

注：净输移正值表示向海，负值表示向陆；A1站没有水深资料。

图9 2014年1月观测期间北支涨、落潮平均、最小、最大悬沙浓度及浊度(垂线平均值)的纵向分布Fig.9 Longitudinal distribution of average,minimum,maximum SSC and turbidity (vertical average value) along the North Branch during observations in January 2014

图10 2014年1月观测期间北支涨、落潮平均及最大流速(垂线平均值)的纵向分布Fig.10 Longitudinal distribution of average and maximum velocity during flood and ebb (vertical average value) along the North Branch during observations in January 2014

悬浮泥沙随着涨落潮流往复运动，在1个潮周期内某一断面的悬沙输移量受悬沙浓度、涨落潮历时、潮流流速、水深等因素的影响。枯季北支悬沙净输移多向陆，是由于枯季径流小、涨潮流强盛，底沙再悬浮及垂向混合强度大，涨潮悬沙浓度多大于落潮特别是大中潮期，这也体现了北支涨潮为优势的特点。洪季，径流大增、落潮流增强，中小潮特别是小潮期落潮悬沙浓度多大于涨潮，再加上落潮历时较长，导致悬沙净输移多向海特别是中上段。下段主槽内大潮期易出现净输沙向海，主要受悬沙浓度涨潮易小于落潮的影响。

4 讨论

长江口北支径流分流比很小，在枯季甚至小于1%。这使得径流影响较小，特别是枯季仅上段相对较大，在洪季如7、8月份整个中上段可被径流占据，但下段受径流影响依然较小。此外，由于径流小加上喇叭形状，北支的潮汐较强，上段青龙港站最大潮差可达5 m左右。在枯季整个北支涨潮流强盛，洪季大潮期也依然多涨潮流占优势，中小潮径流影响增大。这是导致悬沙浓度的变化和分布以及悬沙输移具有洪枯季差异、纵向差异的根本原因。下段主槽内在大潮期易出现涨潮过程中悬沙浓度递减的现象，应该是由于该段径流影响小、涨潮流强盛，导致涨潮过程中低悬沙海水快速涌进主槽，对悬沙浓度起到了稀释的作用，这可能是强潮河道的特点。在强潮河口的杭州湾口门附近，大潮期也同样出现涨潮悬沙浓度递减的现象[17]。

近些年来北支的地形发生了较大变化，且由于三峡水库的修建流域来沙大幅度减少，北支的水沙是否发生了明显变化？对比2002年与2014年枯季的观测结果，2002年大中潮悬沙浓度较高，这应该与观测期间径流小、潮差大进而潮流强有关。2014年小潮期悬沙浓度较高，应该与观测期间潮差较大、风力较强有关。2014年上段D1站悬沙的潮周期变化过程出现涨潮单峰型，与2002年的双峰变化不同，这或许说明北支上段的水动力过程发生了变化。但由于水沙的影响因素较多，分析其多年变化还需要更多同步、同站位的观测资料。

5 结论

(1) 北支悬沙浓度的潮周期变化过程，在大中潮期以M型(双峰变化)为主，下段主槽内在大潮期多出现V型，上段在枯季可出现涨潮单峰型；小潮期可出现无峰、单峰或双峰型。涨、落潮悬沙浓度峰值及均值，在枯季多涨潮大于落潮；洪季中小潮易出现落潮大于涨潮，特别是小潮期中上段多落潮大于涨潮；下段主槽内在大潮期易出现落潮大于涨潮。

(2) 悬沙浓度的垂向分布及其变化特点，在大中潮期与悬沙的潮周期变化过程有关。悬沙变化过程若呈M型，则洪季多在悬沙峰值时段垂向变化梯度最大、谷值时段垂向分布较好，枯季多在峰值及落谷时段垂向分布较好、涨谷时段表底层差异最大。若悬沙变化呈V型，则初涨和初落时段悬沙垂向变化梯度最大、谷值和峰值时段垂向差异最小。小潮期，大部分时段垂向分布较均匀，洪季如出现较明显峰值垂向变化梯度稍大。

(3) 悬沙浓度的纵向分布存在洪枯季差异，枯季最大值出现于中段灵甸港至三和港之间及附近河段，洪季则在下段三条港附近，但是中段依然大于上段以及下段近口门处。

(4) 潮周期悬沙净输移，在枯季大多向陆，小潮期会出现向海；在洪季中上段大多向海，下段在大潮期大多向陆、中小潮易出现向海；下段主槽内在大潮期易出现向海。

[1] Patchineelam S M，Kjerfve B. Suspended sediment variability on seasonal and tidal time scales in the Winyah Bay estuary，South Carolina，USA[J]. Estuarine，Coastal and Shelf Science，2004，59: 307-318．

[2] Chen S L，Zhang G A，Yang S L，et al. Temporal variations of fine suspended sediment concentration in the Changjiang River estuary and adjacent coastal waters，China[J]. Journal of Hydrology，2006，331: 137-145．

[3] Rao V P，Shynu R，Kessarkar P M，et al. Suspended sediment dynamics on a seasonal scale in the Mandovi and Zuari estuaries，central west coast of India[J]. Estuarine，Coastal and Shelf Science，2011，91: 78-86．

[4] Schettini C A F，Pereira M D，Siegle E，et al. Residual fluxes of suspended sediment in a tidally dominated tropical estuary[J]. Continental Shelf Research，2013，70: 27-35．

[5] Liu J H，Yang S L，Zhu Q，et al. Controls on suspended sediment concentration profiles in the shallow and turbid Yangtze Estuary[J]. Continental Shelf Research，2014，90: 96-108．

[6] 陈宝冲. 长江口北支河势的变化与水、沙、盐的输移[J]. 地理科学，1993，13(4): 346-352．

Chen Baochong. The change of the general form and the transport of the water，load and salt in the North Branch of the Changjiang River Mouth[J]. Scientia Geographica Sinica，1993，13(4): 346-352．

[7] 曹民雄，高正荣，胡金义. 长江口北支水道水沙特性分析[J]. 人民长江，2003，34(12): 34-36．

Cao Minxiong，Gao Zhengrong，Hu Jinyi. Analysis of characteristics of water and sediment in the North Branch of the Yangtze Estuary[J]. Yangtze River，2003，34(12): 34-36．

[8] 冯凌旋，李九发，戴志军，等. 近年来长江河口北支水沙特性与河槽稳定性分析[J]. 海洋学研究，2009，27(3): 40-47．

Feng Lingxuan，Li Jiufa，Dai Zhijun，et al. Analysis of the river channel stability and the characteristics of suspended sediment and water in the North Branch of the Changjiang River Estuary in recent years[J]. Journal of Marine Sciences，2009，27(3): 40-47．

[9] 瞿玉芳. 长江口北支河段水文泥沙特性初步分析[J]. 水资源研究，2010，31(1): 30-33.

Qu Yufang. Primary analysis of characteristics of hydrology and sediment in the North Branch of the Yangtze Estuary[J]. Water Resources Research，2010，31(1): 30-33.

[10] 李伯昌，余文畴，陈鹏，等. 长江口北支近期水流泥沙输移及含盐度的变化特性[J]. 水资源保护，2011，27(4): 31-34．

Li Bochang，Yu Wenchou，Chen Peng，et al. Variation characteristics of sediment transport and salinity in north branch channel of Yangtze River estuary in recent years[J]. Water Resources Protection，2011，27(4): 31-34．

[11] 陈炜，李九发，李占海，等. 长江口北支强潮河道悬沙运动及输移机制[J]. 海洋学报，2012，34(2)：84-91．

Chen Wei，Li Jiufa，Li Zhanhai，et al. The suspended sediment transportation and its mechanism in strong tidal reaches of the North Branch of the Changjiang Estuary[J]. Haiyang Xuebao，2012，34(2): 84-91．

[12] 赵方方，李占海，李九发，等. 长江口北支小潮至大潮水沙输运机制研究[J]. 泥沙研究，2013(4)：55-62．

Zhao Fangfang，Li Zhanhai，Li Jiufa，et al. Mechanism of water and suspended sediment transport from neap tide to spring tide in North Branch of Changjiang Estuary[J]. Journal of Sediment Research，2013(4): 55-62．

[13] 张志忠，徐志刚. 长江口悬沙及其运移[J]. 海洋科学，1983(5): 6-11．

Zhang Zhizhong，Xu Zhigang. Suspended sediments and its transport in the area of Changjiang River Estuary[J]. Marine Sciences，1983(5): 6-11．

[14] 张重乐，沈焕庭. 长江口咸淡水混合及其对悬沙的影响[J]. 华东师范大学学报(自然科学版)，1988(4): 83-88．

Zhang Chongle，Shen Huanting. Mixing of salt- and fresh-water in the Changjiang Estuary and its effects on suspended sediment[J]. Journal of East China Normal University (Natural Science)，1988(4): 83-88．

[15] 时钟，凌鸿烈. 长江口细颗粒悬沙浓度垂向分布[J]. 泥沙研究，1999(2): 59-64．

Shi Zhong，Ling Honglie. Vertical profiles of fine suspension concentration in the Changjiang Estuary[J]. Journal of Sediment Research，1999(2): 59-64．

[16] 上海河口海岸科学研究中心. 长江口北支新村沙水域河道综合整治工程动床物理模型试验报告[R].上海，2010．

Shanghai Estuarine & Coastal Science Research Center. Experiment report of movable-bed physical model for integrated renovation engineering in Xincunsha reach of the North Branch of the Yangtze Estuary[R].Shanghai 2010．

[17] 蒋文志，马洪亮，王震. 甬江和口外金塘水道水沙特性及悬沙输移分析[J]. 科学技术与工程，2013，13(11): 3162-3177．

Jiang Wenzhi，Ma Hongliang，Wang Zhen. Analysis of flow-sediment characteristics and suspended sediment transport in Yongjiang River and the Jintang channel[J]. Science Technology and Engineering，2013，13(11): 3162-3177．

Temporal and spatial variations in suspended sediment concentration and transport in the North Branch of the Yangtze Estuary

Zhang Erfeng1，Chen Shenliang1，Gu Guochuan1，Yang Haifei1，Wang Rusheng1

(1.StateKeyLaboratoryofEstuarineandCoastalResearch，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China)

Based on 4 synchronous hydrological measurements in flood and dry seasons，this paper researches the variations in suspended sediment concentration (SSC) in a tidal cycle，the vertical distribution of SSC，the longitudinal distribution of SSC，the suspended sediment transport，and their temporal and spatial differences in the North Branch of the Yangtze Estuary. The results indicate that the process of variations in SSC in a tidal cycle mainly presents M pattern (two peaks) during spring and medium tides. However，in the main channel of the lower reach mostly V pattern occurs during spring tide，and in the upper reach one-peak during flood pattern could occur in dry season. During neap tide，no-peak，one-peak，or two-peak patterns could occur. About the maximum and average SSC during flood and ebb，they are usually larger during flood in dry season，in flood season more likely larger during ebb in medium and neap tides particularly in neap tide. In the main channel of the lower reach they are more likely larger during ebb in spring tide. The vertical distribution of SSC and its variations in a tidal cycle are related to the variational pattern of SSC during spring and medium tides. For M-pattern SSC it has obvious difference between flood season and dry season. Longitudinally，the maximum SSC occurs nearby the reach between Lingdiangang and Sanhegang in the middle reach during dry season，however around Santiaogang in the lower reach during flood season. Regarding the net suspended sediment transport in a tidal cycle，it is usually landward in dry season particularly during spring and medium tides，in flood season mostly seaward in the middle and upper reaches，mostly landward during spring tide and likely seaward during medium and neap tides in the lower reach. In the main channel of the lower reach it is likely seaward during spring tide．

suspended sediment concentration; suspended sediment transport; temporal and spatial variations; North Branch of the Yangtze Estuary

2014-10-04；

2015-04-01。

科技部河口海岸学国家重点实验室科研业务课题(SKLEC-2012KYYW06)；科技部科技基础性工作专项重点项目(2013FY112000)。

张二凤(1975-)，女，河北省邢台市人，副研究员，从事河口水文方向研究。E-mail：efzhang@sklec.ecnu.edu.cn

*通信作者：陈沈良，博士，研究员。E-mail：slchen@sklec.ecnu.edu.cn

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.014

P737.14

A

0253-4193(2015)09-0138-14

张二凤，陈沈良，谷国传，等. 长江口北支悬沙浓度及输移的时空变化[J]. 海洋学报，2015，37(9):138-151，

Zhang Erfeng，Chen Shenliang，Gu Guochuan，et al. Temporal and spatial variations in suspended sediment concentration and transport in the North Branch of the Yangtze Estuary[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(9):138-151，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.09.014