钱塘江河口沙坎演变规律的一个概化模型

摘要

钱塘江河口沙坎是一种非常独特的河口水下堆积体,从乍浦段延伸至闻家堰,长达130km,最高点高于其上下游桐庐一乍浦河床趋势线近10m.河口沙坎是钱塘江河床演变关键的一环,对钱塘江的洪潮高低水位、盐水入侵、涌潮强度等一系列问题有着重要影响.本文建立了钱塘江河口沙坎形成演变的长历时平面二维数学模型,模型耦合了水动力连续方程、动量方程、悬沙输移方程和河床演变方程.对钱塘江河口进行概化,上边界取在富春江电站,下边界取在杭州湾湾口的芦潮港一镇海断面,将河口概化为岸线顺直、南北对称的喇叭形态,全长280km.上、下边界条件分别为电站下泄流量和杭州湾湾口潮差.模型重现了钱塘江河口沙坎的形成过程,并从山潮水比值、水动力—泥沙输移—河床演变三者非线性作用等方面分析了沙坎形成的物理机理.通过敏感性数值试验,分析了径流、潮汐、泥沙特性、河口形态等因素对沙坎演变的影响,所得规律与实际现象相吻合.