近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响Ⅱ.水动力

鲍道阳,朱建荣*

(1. 华东师范大学 河口海岸国家重点实验室，上海 200062)

近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响Ⅱ.水动力

鲍道阳1,朱建荣1*

(1. 华东师范大学 河口海岸国家重点实验室，上海 200062)

本文基于本系列论文Ⅰ中数值化的长江河口20世纪50年代、70年代海图获得的岸线和水深资料，以及2012年水深实测资料，设置不同年代模式网格，考虑径流量、潮汐和风应力作用，建立长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式，模拟和分析不同年代潮汐潮流、单宽余通量、分汊口水通量和分流比，及其河势变化对它们的影响。最大潮差在3个年代间的变化主要在北支区域，50年代至70年代，北支潮差减小，减小区域集中在北支中段，2012年相比70年代北支潮差增大。单宽水通量在50年代北港大于南港，北支下段向上游输运、上段量值较小，在70年代南港大于北港，北支下段量值较小、上段向下游，在2012年南北港水通量较为接近，北港稍大，整个北支水通量向上游。定量给出了50、70年代和2012年南北支、南北港大潮期间和小潮期间涨潮、落潮和净水量和分流比，结合河势变化分析了不同年代间的变化原因。

长江河口；河势变化；潮差；潮流；单宽余通量；分流比

1 引言

影响河口水动力过程动力因子主要为径流和潮汐，其他还有风应力、混合、斜压效应和地形等。水动力过程主要包括水位、流场、余流和余通量、分流比等。

朱建荣和胡松[1]数值试验表明，相对于平直河口，喇叭形河口对环流的影响，因口门河口变宽，造成流的辐散，向海的流速减少，底层向陆的密度流流动的距离减少。Li等[2]研究了长江河口枯季涨潮、落潮和潮平均分流比，在1月多年平均风速和径流量情况下，模拟给出了大潮和小潮期间南北支、南北港和南北槽涨潮、落潮和净分流比，还模拟分析了潮汐、北风、径流量以及它们相互作用对分流比的影响和动力机制。Wu等[3]模拟和研究了长江河口南槽、北槽和北港口门处盐水入侵与余流之间的关系。在南槽，余流输运向陆，在浅滩上向北或西北，而在北槽和北港主要向海；这个余流特征是由潮汐和浅的水深相互作用造成的，Stokes输运是引起这个特殊余流输运格局的主要机制；在这个水平环流的作用下，南槽是主要的盐水通道，北港是长江径流的主要通道；跟踪试验结果表明从南槽到北槽最终到北港存在着活跃的水体交换；北风产生绕河口口门的水平环流，在北港流进河口在南港和南槽流出河口。长江口北槽深水航道工程人为地改变了河势，Liu等[4]通过座底式近底观测系统观测到在深水航道回淤严重区域表底层余流方向相反，出现了经典的河口环流结构，余流的垂直剖面存在螺旋结构，并且出现了一个泥沙富集区域；在南导堤被淹没期间，出现较强的由九段沙指向北槽的越堤水沙盐净输移运动；因长江河口多级分汊特殊的河势，长江河口存在着明显的涨落潮流速和历时的不对称现象。王彪等[5]数值试验定量给出了不同径流量、潮汐和水深下南北支、南北港和南北槽涨潮落潮平均流速和历时，通过横断面涨潮落潮通量必须满足质量守恒观点从动力机制上给出了涨潮落潮流速和历时不对称的成因；北支的喇叭口形状，导致潮位和潮差沿程复杂的变化。宋永港等[6]的研究结果表明，北支平均潮位、最高潮位和最低潮位纵向上呈现从下游往上游逐渐增加的变化规律，潮差变化呈现出从口门向中段逐渐增大，再从中段向上段逐渐减小的规律；冬季偏北风使青龙港潮位增大，夏季偏南风使青龙港潮位和潮差略微减小，风对北支潮差几乎没有影响；径流产生的余水位增加潮位，对潮汐具有抑制作用，使潮差减小。裘诚和朱建荣[7]数值模拟和动量分析了长江河口北支上端枯季大潮期间一天内出现“四涨四落”不规则周期涨落潮流现象，一日内两次涨潮流和两次落潮流为常规涨落潮流，受外海半日潮流控制，两次涨潮流和落潮流为非常规涨落潮流，揭示了其动力过程和机制。

河口局部人为引发的河势变化也会引起水动力的变化，长江河口北支新村沙围垦和南水道封堵工程于2012年实施，人为改变了北支局地河势。陈泾和朱建荣[8]数值模拟结果表明，北支新村沙围垦工程缩窄了过水断面，减弱了北支向南支倒灌的水通量；长江河口潮滩圈围工程，同样局地改变了河势，影响水动力过程。李林江和朱建荣[9]模拟和分析了南汇边滩围垦工程对流场和盐水入侵的影响，结果表明南汇边滩围垦工程实施后，南槽喇叭口形状减小，改变了涨潮流和纳潮量；南槽大潮期间纳潮量减少13%，小潮期间减少16%，越过深水航道导堤的涨潮流减小；因围垦工程后南槽盐度锋面减弱，阻挡径流进入南港的作用减弱，大潮和小潮期间北港净分流比略微减小，南槽的分流比大潮和小潮期间分别比工程前增加了1.57%和1.50%。在珠江河口，人类活动对河口水动力和盐水入侵的影响主要体现在挖沙上，挖沙导致河床下切，河势改变。Yuan和Zhu[10]研究结果表明，挖沙导致珠江河口北江净分流比增加，潮差减小、盐水入侵减弱，而西江正好相反；模拟结果与近几十年北江和西江潮汐和盐水入侵的观测事实一致，并揭示了动力过程和机制。

河势变化一般是指在较长时间尺度上的地形变化，对水动力过程有着重要的影响。本系列论文第一部分的分析结果表明，从20世纪50年代到70年代，再到2012年，长江河口从二级分汊到三级分汊，北支淤积严重和重大工程的建设导致河势发生了显著变化。本文建立长江河口三维水动力和盐水入侵数值模式，模拟和分析河势变化对潮汐潮流、单宽余通量、分汊口水通量和分流比的影响。

2 数值模式的设置和验证

2.1 模式设置

数值模式采用长期应用和改进的河口海岸三维数值模式，该模式已长期应用于长江河口水动力过程和盐水入侵等方向的研究，取得了众多的成果[2—5,7—9]。

模式采用水平曲线非正交网格，范围包括整个长江河口、杭州湾和邻近海区，上游边界设在大通，外海开边界东边到125°E附近，北边到33.5°N附近，南边到27.5°N附近(图1)。口内网格分辨率为100 m至500 m不等，口外网格较疏，分辨率最大为10 km左右。垂向采用σ坐标，均匀分为10层。时间步长取30 s。长江河口区域浅滩较多，模式运用干湿判别法处理潮滩移动边界，临界水深取0.2 m。

模式岸线和水深采用20世纪50年代、70年代海图数字化资料，以及2012年水深实测资料。外海开边界由潮位驱动，考虑16个主要分潮(M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1，U2，V2，T2，L2，2N2，J1，M1，OO1), 由各分潮调和常数合成得到，资料取自全球潮汐数值模式NAOTIDE计算的结果(http://www.miz.nao.ac.jp/staffs/nao99/index_En.html)。河流上游开边界由径流量确定，海表面考虑风应力的作用。初始水位和流速取0。

针对50年代、70年代和2012年河势，设计3组数值试验，除河势不同外，其余的边界和初始条件相同。径流设为枯季1月平均值11 500 m3/s，风场设为多年该月平均的定常北风5 m/s。模式提前运行1个月，待各物理量计算稳定后取第2月的结果进行分析。

2.2 模式验证

本文应用的数值模式已作了大量的水位、流速、流向和盐度验证，大都是基于近10年河势下进行的[5,7—9],未做过几十年以前河势下的模式验证。由于50年代和70年代的实测水温和盐度资料很少，且难于收集到，故本文利用文献[11—12]中70年代的实测资料图，经数值化得到水位、流速和流向资料，结合70年代河势，作模式的验证。测站A到H的分布见图2，A～C点观测时间为1974年8月4日0点至14点，D～H点观测时间为1978年8月7日20点至8日20点,观测时段径流量取当时观测期间大通实测值，由于缺少实测风况，取近30年月平均值。

图1 模式计算区域和网格(a)，放大的南北支分汊口区域网格：50年代(b)、70年代(c)和2012年(d)Fig.1 The model domain and grids (a)，the enlarged area near the bifurcation of the South and North Branch in 1950s (b), 1970s (c) and 2012 (d)

图2 验证模式的测点位置Fig.2 The location of the measured sites for model validation

图3 测点B、D、E、F、G、H的水位随时时间变化Fig.3 Temporal variation of water level at measured site B, D, E, F, G and H实线：模式计算值；虚线：实测值Solidline: simulated; dashed line: measured

图5 测点C点表层(上)、中层(中)和底层(下)流速(左)和流向(右)随时间变化Fig.5 Temporal variation of current speed (left) and direction (right) at surface (upper)、middle (middle) and bottom (lower) layer atmeasured site C实线：模式计算值；虚线：实测值Solid line: simulated; dashed line: measured

图6 测点E(左)和H(右)垂向平均流速随时间变化Fig.6 Temporal variation of vertical averaged current at measured site E (left) and H (right)实线：模式计算值；虚线：实测值Solid line: simulated; dashed line: measured

图7 长江河口1月最大潮差分布Fig.7 Distribution of the maximum tidal range in January in the Changjiang Estuarya：50年代；b：70年代；c：2012年a: 1950s; b: 1970s; c: 2012

图8 长江河口不同年代1月最大潮差变化Fig.8 The change of the maximum tidal range in January in the Changjiang Estuary between different agesa.70年代-50年代；b.2012年-70年代a.1970s-1950s; b.2012-1970s

图9 50年代大潮涨急(a)和落急(b)时刻流场Fig.9 Current at the maximum flood (a) and maximum ebb (b) in 1950s

图10 70年代大潮涨急(a)和落急(b)时刻流场Fig.10 Current at the maximum flood (a) and maximum ebb (b) in 1970s

图11 2012年大潮涨急(a)和落急(b)时刻流场Fig.11 Current at the maximum flood (a) and maximum ebb (b) in 2012

图12 大潮期间的单宽余水通量分布Fig.12 Distribution of the unit width residual water transport in spring tidea.50年代；b.70年代；c.2012年a.1950s; b.1970s; c.2012

测点B位于南槽的南汇边滩附近，模式计算的潮差略小于实测值，但水位过程线与实测值吻合良好(图3)。测点F位于吴淞口上游附近，水位过程线与实测值十分接近。测点D位于南支南岸、浏河口附近，在落潮过程中水位计算值比实测值低，涨潮过程中比实测值高。测点G位于南支北岸、堡镇上游，同样在落潮过程中水位计算值比实测值低，涨潮过程中比实测值高，但误差比测点D要小。测点E位于南支南岸、测点F上游，在落潮过程中计算值比实测值小，涨潮过程中两者吻合良好。测点H位于堡镇附近，同样在落潮过程中计算值比实测值小，涨潮过程中两者吻合较好。

对流速和流向的验证，在测点A(图4)，在1974年8月4日0时至5时落潮流过程中模式计算流速位相比实测超前，尤其在表层达到了1.5 h；在随后的涨潮流过程中，流速计算值与实测值温和良好，但流向误差相对较大。在测点C(图5)，在表层落憩至涨急过程中计算流速位相超前观测值，在涨急至涨憩过程中计算流速位相落后于实测值，中层和底层流速计算值与实测值吻合较好；计算的表层和中层流向往复性比实测的要强。在测点E和H(图6)，仅有实测垂向平均流速，模式计算值位相略微落后于实测值，流速量值吻合良好。总体上，模式计算的70年代水位、流速和流向与实测值吻合较好，表明模式能模拟70年代长江河口水动力过程。

3 潮汐和潮流

3.1 最大潮差

为分析河势变化引起的潮汐变化，本文计算50年代、70年代和2012年1月潮差最大值的空间分布，以及50年代至70年代、70年代至2012年期间最大潮差变化的空间分布。从最大潮差分布图中可以看出(图7)，3个年代的潮差空间变化基本相同。潮差从口外往上游逐渐减小，在口门附近最大潮差均在4 m左右，到南北支分汊口附近最大潮差降到3 m左右，北支潮差大于南支潮差，各汊道北岸潮差大于南岸。在50年代，南支最大潮差从口外至口内逐步减小，从横沙岛至崇头约90 km内最大潮差减小约1 m；北支中下段最大潮差几乎不变，在上段最大潮差迅速减小，从永隆沙至崇头约26 km内最大潮差减小约1 m。在70年代，南支最大潮差从横沙岛至崇头减小约0.8 m；北支下段最大潮差往上游逐渐减小，北支口往上25 km内最大潮差减小约0.4 m，而在中上段最大潮差不变。在2012年，南支最大潮差从横沙岛至崇头减小约0.8 m；由于崇明北缘北滩的严重淤积，北支下段北岸最大潮差比南岸大0.4 m左右；上段在转弯处至崇头最大潮差减小十分显著，在13 km内减小了约0.6 m。

从最大潮差变化分布图中可以看出(图8)，最大潮差在3个年代间的变化主要在北支区域。50年代至70年代，北支潮差减小，减小区域集中在北支中段，最大潮差减小量值达到0.8 m。潮差的减小的原因是由于70年代北支水深较50年代变浅，潮汐在传播的过程中底摩擦作用增强，减小了潮波能量。但2012年相比70年代北支潮差增大，最大潮差增大达到0.6 m，原因是北支岸线的束窄作用，使北支喇叭口形状愈发显著，北支成为涨潮流为主的涨潮槽，潮差随之增大。

3.2 潮流

给出50年代、70年代和2012年大潮最大潮差时涨急和落急的垂向平均流场分布(图9～图11)，分析河势变化对潮流的影响。涨急和落急的参考点为堡镇水文站。大潮涨急时刻，在50年代，口门外水流朝北，近口门区域逐渐转向西北；在口门内南支流速在1.5 m/s左右，流速分布均匀，空间变化不大；北支流速在1 m/s左右，中下段流速变化不大，上段流速减小。在70年代，南支下段流速在1.5 m/s左右，往上游流速逐渐减小，到南北支分汊口流速几乎为0；北支流场和南支类似，在下段流速在1.5 m/s左右，在永隆沙区域流速显著减小，北支上段流速几乎都为0。至2012年，南支流速分布均匀，为1.5 m/s左右；北支下段流速北侧大于南侧，北侧流速为0.8 m/s左右，向南逐渐减小，至南岸流速减为0，往上游流速逐渐增大，中上段流速可达1.5 m/s，在崇头附近流速朝下游，大小为0.7 m/s左右。

大潮落急时刻，在50年代，南支流速在主槽较大，为1.5 m/s左右，两侧较小，为1.2 m/s左右；在南北港分流后北港流速略大于南港；北支中上段流速为1 m/s左右，下段北侧流速大，为1 m/s左右，南侧流速小，为0.6 m/s左右。在70年代，南支上段流速分布均匀，为1.4 m/s左右，中下段主槽靠南侧，导致流速南侧大，为1.5 m/s左右，北侧小，为1.2 m/s左右；南北港流速相差不大，都为1.5 m/s左右；北支流速上段小，为0.5 m/s，往下游流速逐渐变大，下段流速纵向变化不大，量值1 m/s左右。至2012年，南支上段流速分布均匀，为1.4 m/s左右，中段流速南侧大、北侧小，南侧流速达到1.6 m/s，北侧流速为0.5 m/s；南北港流速接近，均在1.5 m/s左右；北支上段流速很小，仅为0.17 m/s，往下游流速逐渐变大，下段北侧流速为0.8 m/s，下段南侧流速为0。

4 单宽余通量、断面水通量和分流比

4.1 单宽余通量

选取6个完整的大潮周期内的单宽余通量数据，将其分解成Euler余流和Stokes漂流，分析3个年代河势变化对水体输运的影响。

单宽余通量的表达式为：

(1)

D=〈D〉+Dt，

(2)

(3)

(4)

等式右边第一项表示Euler单宽余通量，第二项表示Stokes单宽漂流通量。

从大潮期间单宽水通量的分布来看(图12)，在50年代，南支水通量靠南岸向下游输运，量值约为5 m3/s，至南北港分汊口后，水通量方向转向北港；北支下段水通量向上游输运，量值约为0.45 m3/s，上段水通量较小。在70年代，南支水通量仍靠南岸输运，量值约为5 m3/s，至南北港分汊口后，南港水通量大于北港水通量；北支上段水通量向下游，量值约为0.5 m3/s，下段水通量较小。在2012年，南支水通量仍靠南岸输运，量值约为5 m3/s，至南北港分汊口后，南北港水通量较为接近，北港稍大；整个北支水通量向上游，量值约为0.55 m3/s，表明在大潮期间北支水体净向上游和南支输运。

从单宽Euler水输运分布来看(图13)，在50年代，受径流作用Euler输运向海，南支量值约为5.5 m3/s，北支约为0.75 m3/s；在南北港分汊口Euler输运转向北港，北港Euler输运输运大于南港。在70年代，Euler输运在南支量值约为5.5 m3/s，在北支约为0.48 m3/s；在南北港分汊口Euler输运指向南港，导致Euler输运南港大于北港；在2012年，南支Euler输运约为5.5 m3/s，北支无固定的输运方向；在南北港分汊口Euler输运分为两路，南港分流较大。3个年代Euler输运在北支的变化表明北支对径流的分流作用随年代逐渐减小，南北港分流的变化是由于主河道的变迁导致的，其变化与主河道的走向变化一致。

图13 大潮期间的单宽Euler水通量分布Fig.13 Distribution of the unit width Euler residual water transport in spring tidea.50年代；b.70年代；c.2012年a.1950s; b.1970s; c.2012

图14 大潮期间的单宽Stokes漂流水通量分布Fig.14 Distribution of the unit width Stokes drift water flux in spring tidea.50年代；b.70年代；c.2012年a.1950s; b.1970s; c.2012

从Stokes漂流分布来看(图14)，3个年代长江口内外Stokes漂流方向均向陆。在50年代，南支Stokes漂流通量大小约为1.5 m3/s，北支约为1 m3/s。在70年代，南支Stokes漂流分布和50年代基本没有变化，但北支上段和中段Stokes漂流比50年代减小显著，量值仅为0.47 m3/s左右，这是由于北支水深变浅，潮差减小，导致向陆的Stokes漂流减小。在2012年，南支Stokes漂流仍与上两个年代类似，北支Stokes漂流较70年代略有增加，量值约为0.58 m3/s。

4.2 分汊口水通量和分流比

本节给出南北支、南北港断面大潮和小潮期间涨潮、落潮和净水通量和分流比，涨落潮通量由6个完整潮周期内涨潮、落潮时的总通量除以总时间计算，净水通量由6个潮周期内的总通量除以总时间计算,结果正值表示向海通量，负值表示向陆通量。分汊口横断面位置见本系列论文Ⅰ中图4所示[13]，北支通量由断面sec 1计算得到，南支通量由断面sec 5计算得到，南北港通量分别由断面sec 7南北侧部分计算得到。

4.2.1 南北支

大潮期间南北支涨潮、落潮和净水通量和分流比见表1和表2。从50年代至70年代，再从70 年代至2012年，南支涨潮、落潮和净通量先减小、再增大，而北支一直处于减小中，至现代北支甚至出现净水通量为负的情况，即北支水体倒灌南支。在50、70年代和2012年，北支的涨潮分流比分别为12.9%、7.3%和3.4%，落潮分流比分别为9.6%、5.4%和1.5%，两者一直处于下降中，净分流比分别为2.2%、6.8%和-2.5%，呈现先增加、后减小，再至水体倒灌。从上文 Ⅰ[13]中河势分析可知，北支一直处于缩窄和淤积状态，容积变小，导致涨潮和落潮水通量减小，但从50年代至70年代，北支净通量和净分流比增加，原因是北支向陆Stokes漂流减小明显，北支向海净通量变大。从70年代至2012年，北支净通量和净分流比减小、甚至出现水体倒灌，原因是北支喇叭口形状趋于明显、上段淤浅且与南支几成直角，导致向陆Stokes漂流的增大。

表1 大潮期间南北支涨潮、落潮和净水通量(m3/s)

表2 大潮期间南北支涨潮、落潮和净分流比(%)

小潮期间南北支涨潮、落潮和净水通量和分流比见表3和表4。南北支水通量和分流比从50年代至70年代，再从70 年代至2012年的变化趋势与大潮期间一致。由于小潮期间潮动力弱，涨落潮水通量都比大潮期间小，对净通量由于小潮期间潮汐的减弱，长江上游来水进入北支，没有出现北支水体倒灌进入南支现象。在50年代、70年代和2012年，北支的涨潮分流比分别为14.4%、8.4%和2.6%，落潮分流比分别为11.5%、5.6%和1.3%，同样两者一直处于下降中，净分流比分别为3.0%、5.0%和0.6%，呈现先增加、后减小的趋势。

表3 小潮期间南北支涨潮、落潮和净水通量(m3/s)

表4 小潮期间南北支涨潮、落潮和净分流比(%)

4.2.2 南北港

大潮期间南北港涨潮、落潮和净通量和分流比见表5和表6。在50年代、70年代和 2012年，涨潮通量在南港变小，在北港先变大、后减小，落潮通量在南港变小，在北港增大。在50年代、70年代和2012年，北港的涨潮分流比分别为47.8%、51.5%和52.7%，落潮分流比分别为47.5%、49.0%和50.7%，涨潮和落潮分流比均处于增加中，变化原因是在这3个年代北港河道不断变宽变深，南港河道水深变浅。从50年代至70年代，再从70 年代至2012年，南港净通量先增加、后减小，北港净通量先减小、后增大，在这3个年代北港净分流比分别为60.8%、44.8%和55.2%，先减小、后增大。南北港净通量的变化是由于南支下段主河道的迁移，50年代浏河沙靠近南岸，主河道向北转向，北港净分流比大于南港。到70年代老浏河沙北靠，新浏河沙逐渐发育，使主河道转到南港，导致南港净分流比增加。到2012年，新浏河沙形成，主流再次转向北港，使北港分流增加。净分流比的变化与上文单宽水通量的分布变化一致。

表5 大潮期间南北港涨潮、落潮和净水通量(m3/s)

表6 大潮期间南北港涨潮、落潮和净分流比(%)

小潮期间南北支涨潮、落潮和净水通量和分流比见表7和表8。在50年代、70年代和 2012年，涨潮通量在南港变小，在北港先变大、后减小，变化趋势与大潮期间一致，落潮通量在南港变大，在北港也增大。在50年代、70年代和2012年，北港的涨潮分流比分别为47.0%、51.2%和51.8%，落潮分流比分别为48.4%、49.6%和50.2%，涨潮和落潮分流比均增加，从50年代至70年代，再从70 年代至2012年，南港净通量先增加、后减小，北港净通量先减小、后增大，在这3个年代北港净分流比分别为61.2%、48.9%和56.0%，先减小、后增大，变化原因与大潮期间一致。

表7 小潮期间南北港涨潮、落潮和净通量(m3/s)

表8 小潮期间南北港涨潮、落潮和净分流比(%)

5 结论

本文基于本系列论文 Ⅰ 中数值化的长江河口20世纪50年代、70年代海图获得的岸线和水深资料，以及2012年水深实测资料，设置不同年代数值模式网格，考虑多年1月平均径流量、外海16个主要分潮和气候态海表面风应力，建立长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式，模拟和分析河势变化对潮汐潮流、单宽余通量、分汊口水通量和分流比和变化原因。利用70年代的实测水位、流速和流向资料，结合70年代河势，验证数值模式，结果表明模式计算值与实测值吻合良好。

50年代、70年代和2012年长江河口潮差空间变化基本相同，从口外往上游逐渐减小，最大潮差在3个年代间的变化主要在北支区域。50年代至70年代，北支潮差减小，减小区域集中在北支中段，最大潮差减小量达到0.8 m，原因是由于70年代北支水深较50年代变浅。2012年相比70年代北支潮差增大，最大潮差增大达到0.6 m，原因是北支岸线的束窄作用，使北支喇叭口形状愈发显著。

单宽净水通量在南支主要沿主河道向下游输运，在50年代北港净水通量大于南港水通量，北支下段净水通量向上游输运、上段净水通量较小；在70年代南港净水通量大于北港水通量，北支下段净水通量较小、上段净水通量向下游；在2012年，南北港净水通量较为接近，北港稍大，整个北支净水通量向上游。单宽Euler水输运受径流作用向海输运，在北支随年代逐渐减小，在南北港的变化是由于主河道的变迁造成的。3个年代长江口内外Stokes漂流方向均向陆，相比50年代和70年代南支Stokes漂流分布基本没有变化，北支上段和中段减小显著，这是由于北支水深变浅，潮差减小导致的。在2012年，南支Stokes漂流与上两个年代类似，北支Stokes漂流较70年代略有增加。

定量给出了南北支、南北港大潮期间和小潮期间涨潮、落潮和净水水量和分流比。大潮期间，从50年代至70年代，再从70 年代至2012年，南支涨落、落潮和净通量先减小、再增大，北支一直处于减小中，至现代北支出现净水通量为负、水体倒灌南支的情况；北支的涨潮和落潮分流比处于下降中，3个年代净分流比分别为2.2%、6.8%和-2.5%，呈现先增加、后减小，再至水体倒灌。从河势变化上说明了净通量和净分流比变化的原因。小潮期间，南北支水通量和分流比从50年代至70年代，再从70 年代至2012年的变化趋势与大潮期间一致，由于小潮期间潮动力弱，涨落潮通量都比大潮期间小。3个年代北支净分流比分别为3.0%、5.0%和0.6%，呈现先增加、后减小的趋势。

对南北港，大潮期间，南港涨潮通量在3个年代在变小，北港先变大、后减小，落潮通量南港在变小，北港在增大。北港的涨潮和落潮分流比在3个年代处于增加中。从50年代至70年代，再从70 年代至2012年，南港净水通量先增加、后减小，北港净通量先减小、后增大，北港净分流比分别为60.8%、44.8%和55.2%，先减小、后增大。小潮期间，3个年代涨潮和落潮通量变化与大潮期间基本一致，北港涨潮和落潮分流比均增加；南港净通量先增加、后减小，北港净通量先减小、后增大，3个年代北港净分流比分别为61.2%、48.9%和56.0%，先减小、后增大。涨潮、落潮、净通量和分流比在3个年代的变化与河势变化、单宽水通量的分布变化一致。

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The effects of river regime changes in the Changjiang Estuary on hydrodynamics and salinity intrusion in the past 60 years Ⅱ. Hydrodynamics

Bao Daoyang1, Zhu Jianrong1

(1.StateKeyLaboratoryofEstuarineandCoastalResearch,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China)

In this paper, with the digitized data of 1950s and 1970s and measured date of 2012, model grids were designed. Considering the effects of runoff, tide and wind stress, a 3D numerical model of Changjiang Estuary was built to simulate and analyze the tide, residual water transport, water flux and split ratio in bifurcations and the effects of river regime changes on them. The changes of the maximum tidal range occurs mainly in the North Branch, the tidal range of middle reaches of the North Branch decreased from 1950s to 1970s, and increased from 1970s to 2012.In 1950s, the residual water transport was greater in the North Channel than in the South Channel,transported toward the upper reaches in the lower reaches of the North Branch and its value was low in the upper reaches of the North Branch. In 1970s, the residual water transport was greater in the South Channel than in the North Channel, transported toward the lower reaches in the upper reaches of the North Branch and its value was low in the lower reaches of the North Branch. In 2012, the residual transport was equivalent in the North Channel and the South Channel,transported toward the upper reaches in the North Branch. The flood, ebb and net water split ratio during spring and neap tide in the North and South Branch, and the North and South Channel in the three times was given and the reason of change was analyzed based on the change of river regime.

Changjiang Estuary; river regime change; tidal range; tidal current; residual transport;split ratio

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.02.001

2016-03-04；

2016-05-07。

国家自然科学基金项目(41476077)；上海市科委重点项目(14231200402)。

鲍道阳(1991—)，男，上海市人，从事河口海岸动力学研究。E-mail:bdy1991@hotmail.com

*通信作者：朱建荣(1964—)，男，浙江省海宁市人，研究员，从事河口海岸动力学研究。E-mail:jrzhu@sklec.ecnu.edu.cn

P731.23

A

0253-4193(2017)02-0001-15

鲍道阳，朱建荣. 近60年来长江河口河势变化及其对水动力和盐水入侵的影响Ⅱ.水动力[J].海洋学报，2017，39(2)：1—15,

Bao Daoyang, Zhu Jianrong. The effects of river regime changes in the Changjiang Estuary on hydrodynamics and salinity intrusion in the past 60 years Ⅱ. Hydrodynamics[J]. Haiyang Xuebao，2017，39(2)：1—15, doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2017.02.001