长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究

林益帆，戴志军*，李为华，谢华亮，李九发

（1.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海 200062；2.上海河口海岸科学研究中心，上海 201201）

长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究

林益帆1，戴志军1*，李为华2，谢华亮1，李九发1

（1.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海 200062；2.上海河口海岸科学研究中心，上海 201201）

河口分流口的水沙变化过程是影响河口三角洲发育的核心环节，对下游河势的稳定起着关键性的作用。本文通过对北槽二、三期工程前后的南北槽分流口河段洪季大潮期间的同步水沙观测数据进行分析，以探讨长江口深水航道工程整治对分流口水沙过程的影响。结果表明：（1）北槽二期工程到三期工程后，分流口洪季以落潮优势流、优势沙为主的格局基本没有发生改变，但南槽优势流、优势沙出现略有变大，而北槽略有变小现象；（2）分流口洪季的水体输移主要受控于欧拉余流的变化，除北槽入口段水体净输移量一直较小外，其他河段在二、三期工程实施期间均有大幅提升，其中斯托克斯余流变化不大，拉格朗日余流与欧拉余流变化相一致，南槽呈波动状上升，北槽先增后减；（3）在二期到三期工程期间，北槽分流比明显减小，入口段落潮流速减小，含沙量较高，水体输移量降低，输沙强度减弱，由此导致二期工程以来北槽入口河段淤积强度加重。

水动力；悬沙；机制分解；南北槽分流口；长江口

1 引言

河口三角洲的形成和冲淤演变是一个极其复杂的体系，不仅受控于上游流域的来水来沙条件，同时三角洲自身分汊河口体系的水沙变化过程亦是判定三角洲淤积前展的基本因素［1］。三角洲分汊河口的水沙变化过程将引起分流口地貌形态的转变，进而控制进入下游分汊河道的能量分配和泥沙的输移量，由此成为控制三角洲地形最为重要的因素之一［2］。作为链接上游来水来沙和下游河口受水受沙的中间环节，分汊口的水沙变化自然成为河口或三角洲研究的核心内容。不少研究指出分汊河口的水沙变化可能引起河口下游水道的分汊［3］、分汊口的淤积或侵蚀［4］以及新的亚三角洲的形成［5］。既然分汊口的水沙变化直接和下游入海水道的变迁相关，加之日益加强的河口水运工程的现实需要，分汊口的整治及引发的水沙改变是当前人类活动和自然因素（如潮流、径流）耦合作用下河口研究的重点［1］。

长江河口南北槽分流口是长江口的第三级分汊口，该分流口、南北港分流口以及南北支分流口共同构成长江河口的“三个牛鼻子”［6］。其中南、北槽分流口的基本格局形成于20世纪50年代初，经历1949年和1954年的两次特大洪水作用，在铜沙浅滩扇面冲切出一条－5 m贯通的入海通道（即北槽），从而形成了以九段沙为砥柱，南、北槽分流入海的分流口格局。然而，由于长江河口拦门沙的存在严重限制了长江水道的航运能力，制约了长三角地区的经济发展。为此，经国务院批准，于1998年1月启动长江口深水航道整治工程，工程主要包括分流口工程、南、北导堤工程、丁坝工程和疏浚工程。一期工程始于1998年，至2001年6月完工；二期工程于2002年5月动工，于2005年3月完全竣工；三期工程于2006年9月开工建设，于2010年3月14日通过交工验收。经过三期工程建设，最终实现全长92.2 km，底宽350～400 m，水深12.5 m的深水航道全面贯通。

随着工程的进行，北槽深水航道泥沙回淤量由2002年的2.097×107m3增至2005年的3.555×107m3，至2008年回淤量已超过5×107m3，2010年更是高达8.015×107m3，远高于10.0 m航道年维护量2 ×107m3的预测［7］，回淤问题也逐渐引起业界的广泛关注，诸多学者也就北槽航道一、二期工程后回淤增大的原因进行了探讨［8—11］，近期研究表明除航道中段存在比较严重的回淤外，在南北槽分流口的北槽进口处同样存在显著的泥沙落淤区域［12—14］。目前在分流口区域的研究工作仍较为有限，对该部分河段泥沙落淤的原因及水沙变化过程理解甚少。同时，考虑到长江入海流量在洪季（5－10月）约占全年的71.7%，洪季输沙量约占全年的87%［15］，在北槽航道，洪季淤积量占全年的比重也高达80%左右［10］。基于此，本文通过对比北槽深水航道工程前后南北槽分流口的洪季水文泥沙变化情况，分析深水航道工程建设对分流口水沙变化的可能影响，由此探讨分流口河槽的冲淤机制，这对深入探讨分流口河床的稳定亦具有重要的现实意义和指导价值。

2 数据和方法

2.1 数据来源与处理

本文收集了2002年、2005年、2007年和2010年共四年分别在洪季NC1，NC2，CB1，CB2四个站点大潮汛期的同步水沙观测数据（资料来源于长江口航道管理局）。其中NC1和CB2位于潜堤南、北两侧，NC2和CB2分别位于南北槽的中上段，地处分流口区域动力发生变化的控制节点，可较好的反映出该区域的水文泥沙变化过程。观测数据包括流速、流向及含沙量，观测站点见图1。固定垂线流速流向采用ZSX系列旋浆式流速流向仪施测，定位和导航采用Astech GPS信标机，悬移质取样采用1 000 m L横式采样器。流速、流向施测测次除整点外在涨急、落急时段半点各加测一次，采用六点法往返施测，测验时使测至水底时间为整点，当流速小于0.20m／s时采用计数法测验。各固定垂线每小时同步采取6层悬沙水样，然后将水样过滤、焙干、称重，经计算得到含沙量。其中，2002年、2005年、2007年、2010年分别可代表一期工程后，二期工程后，三期工程中以及三期工程后分汊口的水沙变化特征。观测均在洪季大潮期间，大通来水条件相似，因此具备可比性。此外，本文还收集了南北槽分流口区域2002年以来利用双频测深仪和GPS设备采集的实测水深资料，用ArcGIS软件通过Kriging插值方法生成规则矩形网格数字高程模型（DEM），用于对比的不同年份数据网格位置保持一致，在此基础上做出该区域不同年份的冲淤图（见图3），用于分析分流口河床的冲淤机制。

图1 长江河口位置及区域站点分布图Fig.1 Location of Changjiang Estuary and hydrological gauging stations

2.2 研究方法

2.2.1 优势流、优势沙计算

本文基于以上水文泥沙数据，分别对涨、落潮潮量、沙量进行统计，并利用以下公式对优势潮量RQ和优势沙量RG进行计算：

式（1）、（2）中，Qe，Qf分别为落潮潮量和涨潮潮量；Ge，Gf分别为落潮沙量和涨潮沙量。若RQ计算值大于50%，则表示落潮优势流；小于50%，则表示涨潮优势流。同样，若RG计算值大于50%，则表示落潮优势沙；小于50%，则表示涨潮优势沙［16］。

2.2.2 水沙输移机制分解

物质的输移及其机制一直是国内外河口学家所关注的热点问题。Bowden［17］、Hansen［18］、Fischer［19］、Dyer［20—21］、Uncle等［22］学者先后发展了物质输运的计算公式，对物质输移机制进行了探讨。计算物质输移的机制分解方法目前相对较为成熟，计算方法不仅在国外，而且在国内被很多学者用来研究河口的物质输移［23—31］。基于此，本文对南北槽分流口区域CB1、CB2、NC1、NC2四个单点分别进行单宽水沙输移机制分解。

瞬时物质输移量分解过程采用相对水深进行计算。设x为沿河槽方向的纵向坐标，t为时间，z为相对水深（0≤z≤1）。则水深h（x，t）可分解为潮平均项和潮脉动项之和，即：

瞬时流速u（x，z，t）可分解成垂向平均项和垂向偏差项之和，即：u和u′又可分解成潮平均项和潮脉动项，即：

所以，瞬时流速可分解为：

同理，瞬时含沙量也可分解为：

式（3）～（8）中，上划线“－”表示垂向平均，上标“′”表示垂向偏差，下标“0”表示潮平均，下标“t”表示潮脉动。

沿河槽方向单宽潮周期平均水体输移量为：

则拉格朗日余流UL，欧拉余流UE，斯托克斯余流US分别为：

式（9）～（12）中，＜*＞表示潮平均。单宽瞬时悬沙输移量为：

沿河槽方向单宽潮平均悬沙输移量为：

式中，T1表示平均流引起的悬沙输移，即欧拉余流输沙项；T2表示潮汐与潮流相关项，即斯托克斯漂移输沙项；T3为潮汐与含沙量的潮变化相关项；T4为潮流与含沙量的潮变化相关项，通常称之为潮泵效应；T5为潮汐、潮流与含沙量的潮变化相关项，ht、¯ut、¯ct分别为水深、垂向平均流速、垂向平均含沙量的潮变化量，它们各自的潮平均值均为0，但是三者的相关产生泥沙输移，通常称为潮汐捕集作用（tidal trapping）；T6表示垂向流速变化和含沙量变化的相关，即垂向环流输沙项；T7为潮流的时间变化和潮平均含沙量两者的垂向切变与潮汐相关项；T8为垂向流速变化和潮变化含沙量两者的垂向切变与潮汐相关项；T9为潮流的时间变化和潮变化含沙量的垂向切变相关项；T10为潮流的时间变化和潮变化含沙量两者的垂向切变与潮汐相关项。

3 结果分析

3.1 潮流变化特征

分流口各站点的监测数据表明（见表1），该河段洪季落潮历时较长，一般在7～8.5 h，涨潮历时一般在4～5.5 h。落潮水流动力强于涨潮，涨潮平均流速基本介于0.6～1.1 m／s之间，落潮平均流速基本介于1～1.7 m／s之间，落潮平均流速大于涨潮。洪季大潮优势流计算值都超过60%，最大可达79%，优势流以下泄流为主。

潜堤南侧NC1站点洪季涨落潮平均流速随工程进展，呈逐渐上升趋势。涨潮平均流向在330°左右，落潮流向维持在140°左右。此外，优势流系数经历了一个先减小再增大的过程，从一期工程后的66%减小到二期工程后的62%，而后又随着三期工程的开展稳步上升。相应的洪季流速玫瑰图（图2）表明，2002年和2005年8月的涨潮平均流速较为集中，而2007年和2010年涨潮平均流向相对发散。落潮平均流速亦出现和涨潮平均流速相应的特征。

图2 南北槽分流口平均流速潮流玫瑰图（洪季）Fig.2 Rose diagrams of the mean current velocity at the bifurcation mouth between the South and North Passage

南槽中上段的NC2站点洪季涨潮平均流速在二期工程后达最大值1.26 m／s，之后逐渐减小，落潮平均流速则介于1.29～1.57 m／s。涨潮流向则基本维持在310°左右，落潮流向除二期工程后为140°，其余均在125°左右。优势流系数与NC1站点一样，呈现出先减后增的趋势。此外，流速玫瑰图（图2）表明，大潮期间除2002年8月出现异常外，不同时刻的流向都相对集中。

潜堤北侧CB1站点洪季涨潮平均流速为0.75～0.89 m／s，落潮平均流速为0.93～1.14 m／s，涨落潮平均流速轴向方位基本没有明显变化。优势流系数则在2002年、2005年、2007年、2010年8月分别为66%、71%、68%和65%，呈现以二期工程后为转折点的先增后减变化过程。进一步由涨落潮流速玫瑰图（见图2）表明，除2002年8月外，其他时刻的潮流流向玫瑰图都处于相对发散状态。

北槽中上段的CB2站点涨潮平均流速在0.56～0.83 m／s之间，落潮平均流速在1.19～1.34 m／s间变化。涨潮流向为290°左右，落潮流向在110°附近变化，轴向方位无明显变化。优势流系数与CB1站点相似，呈先增大后减小的趋势。

总体而言，就2002至2010年间洪季大潮上看，南槽涨落潮流速大于北槽，而在北槽，航道中（CB2）的落潮流速也始终大于入口处（CB1）。在优势流系数上，南槽经历了一个先减小再增大的过程，而北槽呈先增大后减小的趋势。

表1 各站点（大潮）实测水沙特征值统计表Tab.1 Water and sediment statistics of the four hydrological gauging stations during the spring tide

3.2 泥沙变化特征

实测含沙量特性值（表1）表明该河段在洪季大潮期间，落潮平均含沙量一般大于涨潮含沙量，悬沙基本上向河口下游输运，呈落潮流优势沙。其中，潜堤南侧NC1站点实测洪季大潮涨落潮平均含沙量略小于CB1，涨潮平均含沙量为0.33～0.60 kg／m3，落潮平均含沙量为0.31～0.50 kg／m3。优势沙系数均大于60%，表现为先减小再增大的变化过程，从一期工程后的61%微弱减少至二期工程后的60%，而后又随着三期工程的开展稳步上升，在2007年和2010年分别达到65%和69%。

南槽中上段NC2站点实测大潮涨潮平均含沙量为0.82～1.05 kg／m3，落潮平均含沙量0.73～1.4 kg／m3。优势沙系数为59%～79%，变幅较大，与NC1站点一样，呈现出先减后增的变化过程。

潜堤北侧CB1站点大潮涨潮平均含沙量为0.36～0.66 kg／m3，落潮平均含沙量为0.35～0.59 kg／m3，涨潮平均含沙量明显大于相应监测年份的落潮平均含沙量。优势沙系数介于60%～67%，在2002年、2005年、2007年、2010年分别为64%、67%、64%和60%，以二期工程后为转折，呈现先增后减的变化过程。

北槽中上段CB2站点涨落潮含沙量在2002年8月均超过1.2 kg／m3，其余年份洪季大潮涨潮平均含沙量为0.39～0.55 kg／m3，落潮平均含沙量介于0.40～0.46 kg／m3，优势输沙系数为52%～77%，除2002年外，其他年份均大于相应的CB1测点优势沙系数，反映了CB1为分流口缓流区，而CB2则是落潮水流归槽，导致优势沙系数增大。

整体上，洪季南槽涨落潮含沙量呈逐渐降低趋势，北槽上口河道涨落潮含沙量则除了2002年异常偏高外，自二期工程后逐步上升。在三期工程后，北槽入口段含沙量已然超过南槽入口段，悬沙成为北槽入口段落淤提供了部分来沙条件。

3.3 水体输移机制

利用四个测站多年的观测资料，根据水体输移的计算公式，计算余流和单宽平均水体输移量，计算结果如表2所示。

在潮汐河口，潮周期内的水体输移包括非潮汐运动引起的欧拉余流（UE）输水和由潮汐和潮流相互作用引起的斯托克斯余流（US）输水，拉格朗日余流（UL）输水为欧拉余流输水和斯托克斯余流输水之和。由表2可知，洪季大潮期间各站点的UE均指向海，US均指向陆。UE总大于US，因而UL均指向海。随工程开展，各站点US的变化均不大，即工程主要是通过影响UE进而导致UL发生变化。从2002年到2010年，南槽UL经历了一个增减增的过程，其中2010年UL大幅增加，说明三期工程对南槽拉格朗日的余流影响较大；在北槽UL则是先增后减，其中入口处CB1站点变化幅度不大，中上段CB2站点则在二期工程后大幅度提高，而后缓慢降低。

单宽平均水体净输移量（ULh0）是由非潮汐运动的平均流和斯托克斯漂流效应共同作用的结果［25］。从表2可看出各站点洪季单宽水体净输移量变化趋势和拉格朗日余流相对应。南槽呈现增减增趋势，北槽先增大后减小。二期工程使南北槽的水体净输移量整体提高，三期工程则大幅度提升了南槽水体净输移量，小幅度降低了北槽水体输移量与工程后的南槽分流比增大，而北槽分流比减小有关［32］。但是，北槽入口段的水体净输移量一直较小，且没有发生明显变化，这也很可能是引起北槽入口段部分悬沙落淤的动力因素之一。

3.4 悬沙输移机制

根据输沙驱动力可将输沙项分为平流输沙项（T1、T2、T6和T7）和潮流输沙项（T3、T4、T5、T8、T9和T10），在平流输沙项中，欧拉余流输沙（T1）、斯托克斯余流输沙（T2）和垂向环流输沙（T6）占较大的比重，其中，欧拉余流向海输沙，斯托克斯余流与垂向环流向陆输沙。2002年至2010年间，斯托克斯余流输沙率和垂向环流输沙率大体呈降低趋势（见表3），表明随着工程进展，斯托克斯余流及垂向环流对悬沙向海输移的抑制作用逐渐削弱。

由表3可看出，南槽入口段NC1站点，平流输沙率在二期工程后由2.09 kg／（m·s）增至2.71 kg／（m·s），之后缓慢降低。南槽中上段NC2站点，平流输沙率经历了一个增减增的波动过程，在二期工程后达到最大，之后随着三期工程的开展而降低，在三期工程完工后又有所恢复。北槽平流输沙率则在2005年二期工程后有所下降，之后基本保持稳定。从空间上看，南北槽入口段平流输沙率比中上段小，其中南槽入口段平流输沙率大于中上段的格局在2005年二期工程后在发生改变。相比之下，北槽入口段CB1站点的平流输沙率为四个站点中最低，一直维持在1 kg／（m·s）左右。

在潮流输沙中，悬沙与潮流场变化相关项（T4＋T5）占主导地位，其次为垂向潮振荡切变作用（T9），剩余输沙项（T3、T8和T10）对潮流输沙贡献率较小。由表3可知，在南槽入口段NC1站点，潮流对悬沙的输移由向陆转为向海，而后又转为向陆，输移强度总体减弱。而南槽中上段的NC2站点，潮流对悬沙的向海输移作用减弱，使悬沙向陆输移增强。在北槽入口段的CB1站点，潮流对悬沙的向陆输移作用逐渐增强。北槽中上段的CB2站点，潮流输沙方向变化与NC1站点相一致。整体上看，相对于平流输沙，潮流输沙作用较弱，除2002年外，各站点潮流输沙率均不超过0.5 kg／（m·s）。

总体而言，区域洪季大潮输沙以平流输沙为主，总输沙方向与平流输沙方向相一致，均指向向海一侧。南槽入口段NC1站点，总输沙率大体呈上升趋势，在2007年三期工程期间达到最大，之后其总输沙率随着三期工程的完工略有降低，但比二期工程后还是有所增加。南槽中上段NC2站点总输沙率呈波动降低趋势，其中在2007年降低最为显著。北槽入口段CB1站点，总输沙率随工程进展稳步减小。北槽中上段CB2站点总输沙率以2007年为转折点，先增加后减少（表3）。

2002年，南槽中上段总输沙率为入口段的近乎两倍，随工程进行，至2010年南槽入口段和中上段总输沙率大体相当。而北槽中上段的总输沙率，则由2002年与入口段几乎相当的输沙强度，随工程最终增加至同时期入口段输沙率的3倍之多。在三期工程后，南槽入口段、中上段及北槽中上段洪季的总输沙强度几乎为同一水准，均为2.5 kg／（m·s）左右，而北槽入口段的输沙强度仅为0.78 kg／（m·s）（表3）。

表3 单宽悬沙分解输移项［单位：kg／（m·s1）］Tab.3 Analysis of the suspended sediment transport［unit∶kg／（m·s1）］

4 讨论

局部区域的地形冲淤变化是水沙综合作用的结果，优势流、优势沙系数增大，有利于排水排沙，同样，输水量、输沙率增大也有利于水沙输运。实际上，2002－2010年的整体冲淤变化情况与优势流、优势沙、输水量、输沙率变化有良好的相关性（见图3，表4）。由表4可看出，在2010年三期工程后各项水沙参数较2002年均发生了变化。就NC1站点而言，表4中2002－2010年各项参数有所上升，从而该处也呈现较为强烈的冲刷，冲刷程度在3 m左右。而对于NC2站点，其优势流系数与2002年持平，输水量增加，优势沙系数和输沙率降低，因此该区域淤积深度不足1 m，呈轻微淤积态势（图3）。CB1站点处，除输水量少量增加外，其余参数均有不同程度的下降，理论上来说，该区域应该处于淤积较为强烈的状态，但从冲淤图来看，此处不淤反冲。这实际上是在二期工程后，该处淤积更为严重，有关部门从而加强航道疏浚，因此该处的冲刷主要是受到人类活动疏浚的影响。在CB2站点处，各项参数均有所增加，输水输沙能力也有所提高，所以该处也一直处于冲刷状态。由于CB2站点处于北槽航道内，虽然也受挖沙的影响，但该处并没有发生严重淤积现象，因而可认为航道整治工程在该段具有较好的整治效果。

图3 南北槽分流口冲淤变化特征Fig.3 Erosion and deposition in the bifurcation area of the North and South Passage

从优势流，优势沙系数上看，各个站点优势流，优势沙系数随工程的增减过程完全一致，呈南槽先减后增，北槽先增后减的趋势。在北槽，一期工程后到二期工程，优势流，优势沙系数增大，有利于排水排沙，整治效果较为理想，而二期工程后优势流，优势沙系数开始减小，因此，二期工程后北槽入口段的淤积态势加重也很可能与此有关。值得提及的是，长江口深水航道回淤呈明显的季节性变化特征，年内回淤分布向洪季集中。7—9月通常为一年中航道回淤量最大的月份。一、二期工程洪季北槽航道回淤量占全年回淤量的比重在72.16%～95.18%之间，平均值达82.15%，枯季回淤量很小，部分年份在2月份航道还表现为冲刷［8—9］。尽管北槽洪、枯季淤积量之比约为8∶2，洪季无论是在动力强度还是在淤积程度都对南北槽分流口产生更为重大影响，但枯季所占20%左右的淤积量也随工程有不同程度变化，其淤积机制有待于结合水沙动力变化做更深入的研究。

结合表2、表3、表4可以看出，2002－2010年间，虽然净输水量在南北槽均有不同程度的提高，但是在其量值上，NC1和CB2明显大于NC2和CB1，其中CB1站点单宽水体净输移量一直小于3 m3／s。在总输沙率上，NC1和CB2随工程整体上升，NC2波动下降，这3个站点的总输沙率最终稳定在2.5 kg／（m· s）左右，而CB1的单宽总输沙率则在2002－2010年间，由1.34 kg／（m·s）持续下降到0.78 kg／（m·s）。因而，NC1和CB2单宽净输水量处于较高水平，总输沙率随工程整体上升，呈冲刷态势；NC2单宽净输水量不高，单宽总输沙率较大，且随工程波动下降，呈弱淤态势；CB1单宽净输水量和总输沙率一直处于较低水平，且单宽总输沙率持续下降，呈强淤态势。从而在输水量和输沙率上也很好的反映了NC1，CB2位置冲刷，NC2位置弱淤，CB1位置呈现强淤的变化态势。

表4 各站点水沙参数变化统计表Tab.4 Variation tendency of hydrology and sediment parameter of the four hydrological gauging stations

5 结语

1998年长江口深水航道治理工程实施后，南导堤封堵了江亚北槽和九段沙窜沟，分流口潜坝工程稳定了江亚南沙沙头和南北槽分汊口河势，使南北槽分流口的水沙动力过程也随工程不断发生变化。本文通过对南北槽分流口河段不同工程阶段的同步水沙观测数据进行统计，结合区域冲淤变化进行分析，主要结论包括：

（1）分流口以落潮优势流，落潮优势沙为主。各站点洪季优势流和优势沙系数随工程的增减过程完全一致，呈南槽先减后增，北槽先增后减。在含沙量上，南槽涨落潮含沙量呈逐渐降低趋势，北槽涨落潮含沙量自二期工程后逐步上升，三期工程后，北槽入口段含沙量超过南槽入口段。

（2）在洪季水体输移方面，各站点US的变化均不大，即工程主要是通过影响UE进而导致UL发生变化。南槽UL经历了一个增减增的过程，其中2010年UL大幅增加，北槽UL先增后减。单宽平均水体净输移量与UL相对应，二期工程使南北槽的水体净输移量整体提高，三期工程则大幅度提升了南槽水体净输移量，而北槽入口段却一直较小。在悬沙输移方面，区域洪季大潮输沙以平流输沙为主，总输沙方向与平流输沙方向相一致，均指向向海一侧。尽管在洪季总输沙强度上，南槽入口段及北槽中上段随二、三期工程有所增加，南槽中上段输则在二期工程开始减小，但它们在三期工程后单宽总输沙率均稳定在2.5 kg／（m·s）左右，北槽入口段的单宽总输沙强度随工程不断降低，三期工程后仅为0.78 kg／（m·s）。

（3）优势流、优势沙、净输水量、总输沙率的变化状况，在很大程度反映了区域的冲淤变化机制。在2002－2010年洪季期间，NC1和CB2站点处单宽净输水量处于较高水平，单宽总输沙率随工程整体上升，呈冲刷态势；NC2站点处单宽净输水量不高，单宽总输沙率较大，且随工程波动下降，呈弱淤积态势；CB1站点处单宽净输水量和单宽总输沙率一直处于较低水平，且单宽总输沙率持续下降，呈强淤态势。此外，CB1站点处涨落潮含沙量在二期工程后逐步上升，优势流和优势沙系数逐渐减小，均向有利于悬沙落淤的方向发展，因而导致二期工程以来潜堤北侧北槽入口段淤积程度加重。

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Changes in water and sediment of the bifurcation mouth between the North and South Passage during the flood season，Yangtze Estuary

Lin Yifan1，Dai Zhijun1，Li Weihua2，Xie Hualiang1，Li Jiufa1

（1.State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research，East China Normal University，Shanghai 200062，China；2.Shanghai Estuarine&Coastal Science Research Center，Shanghai 201201，China）

The water and sediment change of the bifurcation mouth is one of the key parts to influence the estuarine delta formation，which is a determinative controlled factor on the stability of the downstream river situations.Here，based on the flood season water and sediment data observed synchronously in the bifurcation mouth between North and South Passage（BMNSP）during the operations of the second and third phases of the Deep Water Channel Project（DWCP）in the Yangtze Estuary，impacts of DWCP on hydrodynamics and sediment dynamics of the BMNSP were discussed.The results can be summarized as follows：（1）There had been almost no changes for the situation of both the ebb flow and ebb sediment dominance located at the BMNSP，even though the operations of DWCP had experienced time span from the second to the post-third phase.However，the coefficients of both the ebb flow and ebb sediment dominance of the upstream mouth in the South Passage showed an obvious change from low values in the second DWCP to high values in the third DWCP during the flood season.The corresponding coefficients of both the ebb flow and ebb sediment dominancein the North Passage showed inverse changes comparing with those in the South Passage.（2）The Euler residual flow in the flood season could directly determine the flow transport of the BMNSP.During the second and third phase of the DWCP，average transport discharge of the BMNSP was enhanced except the upstream of the North Passage where the average transport discharge still remained low.The change of the Lagrange residual flow of the BMNSP was similar to that of the Euler residual flow.However，the Stokes residual flow of the BMNSP has remained minor changes.（3）Due to the decreased ebb current velocities，increased suspended sediment concentrations，decreased flow transportation and weaken sediment transport rate of the upstream mouth of the North Passage from the second to the post-third DWCP，it could be the main reasons to induce the aggravation of accretions in the upstream mouth of the North Passage.

hydrodynamics；suspended sediment；mechanism decomposed analysis；bifurcation of North and South Passage；Changjiang（Yangtze）Estuary

TV148

A

0253-4193（2015）03-0114-12

林益帆，戴志军，李为华，等.长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究［J］.海洋学报，2015，37（3）：114—125，

10.3969／j.issn.0253-4193.2015.03.012

Lin Yifan，Dai Zhijun，Li Weihua，et al.Changes in water and sediment of the bifurcation mouth between the North and South Passage during the flood season，Yangtze Estuary［J］.Haiyang Xuebao，2015，37（3）：114—125，doi：10.3969／j.issn.0253-4193.2015.03.012

2014-01-07；

2014-03-09。

国家自然科学基金（41306085，48505350）；国家自然科学重点基金（50939003）；新世纪优秀人才计划资助（NCET－12－0182）。

林益帆（1990—），男，福建省松溪县人，主要从事河口海岸水沙输运等方面的研究工作。E-mail：lyfstar＠126.com

*通信作者：戴志军，男，教授，博士生导师，主要从事河口海岸泥沙运动和动力沉积地貌等方面的研究。E-mail：zjdai＠sklec.ecnu.edu.cn