1)海洋潮波自外海进入河口之初,海水因比重较大,从河底插入,使水位壅高,流速减小,但水流方向仍指向海洋称涨潮落潮流。此时断面上可能出现上下层方向相反的水流。
2)随着潮流不断进入,水位继续上涨,以至潮流速超过河水下泄的速度,水面呈逆比降,整个断面上的水流均指向上游,称涨潮涨潮流。其间当出现潮流速与河水下泄速度相互抵消的短暂时间时,断面流速为零,称为落潮憩流。
3)当海洋水已开始落潮,河口内的水位随之下降,水面逆比降渐渐变小,原涨潮的流速逐渐减小,但仍大于下泄径流的速度,故流向依然指向上游,称落潮涨潮流。
4)河口水位继续下降,下泄径流流速增大,水面恢复正比降,流向也指向下游,称落潮落潮流。在流向转向的期间,出现短暂的时间,面流速为零,称涨潮憩流。
由于潮流受径流及河口边界条件的影响,从落潮转向涨潮,并非迅速在全断面上同时发生,而是从底部到表面,从岸边到中泓逐渐完成的。这一方面是由于正常的下泄径流速度分布的影响。另一方面,海水的比重大产生的异重流楔入的现象也是原因之一。因此,在涨潮中的某些时刻,过水断面上可能出现方向相反的两层水流。
2.潮流量的变化 潮水河的水流属不稳定流,流量随时发生变化,而且流向亦有顺逆的变化,水位与流量没有稳定的关系,一个潮流期(一般指两个落潮憩流之间的时段)的水位流量关系通常是不规则的环形曲线。
对感潮河段的某一断面来说,任一瞬时,其流量、流速及过水断面面积三者关系仍符合Q=VF的算式。但因三者在一个潮流期中均会发生周期性的变化,因此感潮河段的流量测验,必须测一个潮流期的全潮流量过程,一般测25小时,每小时测一次,测得一个潮流期的流量过程线,然后分别计算涨潮流输入的水量和落潮流输出的水量,由于河流总有下泄水量,故落潮总流量必大于涨潮总流量,其差值即为河流下泄的流量。
3.河口潮波的变形 海洋潮波进入河口后,由于边界条件的变化和下泄径流的影响,潮波会发生变形。潮波变形主要表现在振幅(即潮差),潮形及水位和流速相位关系的变化3方面。
1)潮差的变化。潮波在向河口上溯过程中,一方面由于河床断面的收缩,产生能量集中和局部反射,产生的反射波与原前进波组成合成波,加大潮差;另一方面受摩擦阻力和径流顶阻的能量损耗,使潮差减小。两种效应的对比关系就决定了潮差的沿程变化。在断面骤然变狭的河口或海湾的近海段,潮波能量积聚甚于耗损,所以潮差具有从口门向内递增的趋势,但再向上游,能量损耗加大,故潮差又沿程减小。这种现象在钱塘江口最为明显,杭州湾口的金山历年最大潮差为6.03米,至澉浦达8.93米,澉浦以上潮差又逐渐减小,海宁为7.26米,闸口为3.57米,至汤家埠仅为2.41米。在断面逐渐收缩的河口,潮差增大不甚显著,出现最大潮差的部位通常在口门附近或口外海滨,进口门后潮差就逐渐减小,例如,长江南支分流,潮差在口门铜沙浅滩的前缘达最大值,进口后愈向上游潮差愈小。潮差沿程递减的速度与下泄径流量成正比,故洪水期潮差沿程减小得快,枯水期则慢。
此外,潮波在传播过程中,受地转偏向力的作用,在北半球,使潮波振幅在垂直于传播方向上向右递增,即断面右侧的潮差大于左侧。长江口、杭州湾,均存在同一断面上,北岸岸潮差比南岸大的例子。
H为水深)的波速向前传播,由于水深比外海浅,潮差比外海大,波峰水深明显大于波谷水深,因此波峰线的传播速度大于波谷,潮波形状发生变形,前坡变陡,后坡趋坦,涨潮历时缩短,落潮历时延长,潮差越大,水深越小,潮波变形就越剧烈。在河形及底坡的影响下,由于波峰逐渐追及波谷,造成陡立的潮波前坡,并发生波峰破碎现象,称为涌潮。例如,钱塘江涌潮及长江北支的涌潮。
本文标题:第七节 径流向海汇集及其效应(2)
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