豐水期懸沙粒度的測定與分析

豐水期懸沙粒度的測定與分析

1同步進(jìn)行測站布置研究區(qū)域是2000年9月在杭州進(jìn)行的原型水文-沙流研究區(qū)域（圖1）。調(diào)查分別在澉浦、乍浦及金山3個斷面上,共18個測站同步進(jìn)行,其中澉浦?jǐn)嗝嬖O(shè)測站4個,乍浦?jǐn)嗝嬖O(shè)測站8個,金山斷面設(shè)測站6個,18個測站幾乎覆蓋了整個杭州灣水域。調(diào)查期間正值中秋節(jié)(秋分)大潮汛,并受到15號臺風(fēng)寶霞和14號臺風(fēng)桑美的影響。2水文泥沙觀測樣品樣品來自2000年9月在杭州灣進(jìn)行的原型水文泥沙觀測所獲取的648個懸沙粒度樣品,其中澉浦?jǐn)嗝娴臉悠窞?44個,乍浦?jǐn)嗝娴臉悠窞?88個,金山斷面的樣品為216個。2.1懸沙粒度和粒度分析懸沙水樣分別在大、中、小潮的漲急、落急、高平、低平4個潮時,按表、中、底3層采集,大潮采樣時間為9月16～17日,中潮為9月5～6日,小潮為9月9～10日。水樣在現(xiàn)場用國產(chǎn)2000mL模式采水器采集,用500mL塑料瓶或玻璃瓶密封。連續(xù)28h的測驗(yàn)結(jié)束后,樣品用0.45μm的微孔濾膜過濾后,經(jīng)紅外線初步烘干。運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室的樣品經(jīng)蒸餾水溶解、超聲波振蕩后呈絮凝狀的懸沙,將其分開為離散狀,用英制TA型庫爾特計數(shù)器獲得懸沙粒度。使用英制庫爾特計數(shù)器分析粉砂級和粘土級等較細(xì)懸沙樣品效果較好,具有取樣少,分析快的特點(diǎn)。對采集到的17個測站的612個樣品采用TA型庫爾特計數(shù)器進(jìn)行粒度分析,1個測站的36個樣品用“消光法”進(jìn)行粒度分析。用TA型庫爾特計數(shù)器分析粒度時,把懸沙粒徑分為16個級別:1.59、2.00、2.52、3.17、4.00、5.04、6.35、8.00、10.10、12.70、16.00、20.20、25.40、32.00、40.30和50.80μm。用“消光法”分析粒度時,把懸沙粒徑分為7個級別:100、50、25、15、10、5和3μm。2.2懸沙粒級出現(xiàn)頻率統(tǒng)計對所獲取的648個懸沙樣品,按3條不同斷面,大、中、小潮的漲急、落急、高平、低平4個潮時,分表、中、底3層進(jìn)行統(tǒng)計,主要包括兩個方面的計算:(1)懸沙的各粒級出現(xiàn)頻率統(tǒng)計;(2)懸沙的中值粒徑統(tǒng)計。3懸砂軸統(tǒng)計分析3.1懸沙粒徑分布在杭州灣測驗(yàn)區(qū)域內(nèi),粒徑為4.00～20.20μm的懸沙出現(xiàn)頻率為76.1%～76.9%,粒徑小于4.00μm的懸沙出現(xiàn)頻率為13.8%～16.9%,粒徑大于20.20μm的懸沙出現(xiàn)頻率為5.5%～9.9%。從杭州灣中部區(qū)域到西部的灣頂區(qū)域,懸沙粒徑值有逐漸增大的趨勢。在金山斷面粒徑大于20.20μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率僅占5.5%,而在澉浦?jǐn)嗝?粒徑大于20.20μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率上升到9.9%,乍浦?jǐn)嗝媪酱笥?0.20μm的懸沙出現(xiàn)頻率在上述兩者之間。粒徑小于4.00μm的懸沙,從杭州灣西部到東部,出現(xiàn)頻率逐漸增大(見表1)。3.2中潮期間,中潮內(nèi)懸沙發(fā)生頻率隨著大、中、小潮的變化,粒徑為4.00～20.20μm的懸沙,依然占主導(dǎo)地位,其出現(xiàn)頻率在73.7%～79.4%,而粒徑大于20.20μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率隨大、中、小潮的變化而減小。大潮期間,粒徑為4.00～20.20μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率從澉浦?jǐn)嗝娴?6.6%增加到金山斷面的79.4%,粒徑大于20.20μm的懸沙,則從澉浦?jǐn)嗝娴?1.0%減小到金山斷面的6.1%。中潮期間,粒徑為4.00～20.20μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率則以乍浦?jǐn)嗝鏋槎?占78.2%,澉浦與金山斷面相當(dāng),分別占76.4%和75.1%,粒徑大于20.20μm的懸沙從澉浦?jǐn)嗝娴?.6%減小到金山斷面的5.3%。小潮期間,粒徑為4.00～20.20μm的懸沙,在澉浦?jǐn)嗝妗⒄謹(jǐn)嗝婧徒鹕綌嗝娉霈F(xiàn)頻率分別為75.3%、73.9%和73.7%,粒徑大于20.20μm的懸沙,出現(xiàn)頻率則從澉浦?jǐn)嗝娴?0.2%下降到金山斷面的5.4%(見表1)。3.3深度的出現(xiàn)頻率從表2可以看出,懸沙粒徑垂向變化較明顯,粒徑大于20.20μm的懸沙,出現(xiàn)頻率隨深度的增加而增大,表層的出現(xiàn)頻率在5.1%～7.5%,底層增大到7.2%～12.7%。粒徑小于4.00μm的懸沙,其出現(xiàn)頻率則隨水深的增加而變小,表層為16.9%～18.5%,底層減小到11.7%～14.7%。4懸砂平均粒度分析4.1懸沙中值粒徑在杭州灣的測區(qū)內(nèi),全潮懸沙中值粒徑的最大值為37.00μm(澉浦?jǐn)嗝?,最小值為4.65μm(乍浦?jǐn)嗝?,平均值為8.00～14.80μm(見表3)。平面上,懸沙中值粒徑的變化主要有兩個特點(diǎn):一是懸沙中值粒徑值自東向西迅速增大。在金山斷面,懸沙中值粒徑的最大值為17.40μm,最小值為4.82μm,平均值為8.00μm。在杭州灣中部的乍浦?jǐn)嗝?懸沙中值粒徑的最大值為17.60μm,最小值為4.65μm,平均值為8.46μm。而到灣頂?shù)匿髌謹(jǐn)嗝?懸沙中值粒徑的最大值突升到37.00μm,最小值為5.45μm,平均值也上升到14.80μm。二是北岸海域的懸沙中值粒徑值大于南岸海域的懸沙中值粒徑值(北岸海域的代表站有G2001、Ⅰ2001、Ⅰ2002、Ⅲ2001和Ⅲ2002,南岸海域的代表站有G2004、Ⅰ2007、Ⅰ2008、Ⅲ2005和Ⅲ2006,其余為中部區(qū)域的代表站)。北岸沿海海域懸沙中值粒徑的平均值在7.58～23.42μm,南岸沿海海域?yàn)?.77～10.94μm,中部海域則在8.65～10.04μm。4.2懸沙中值粒徑杭州灣測區(qū)內(nèi),懸沙中值粒徑值隨水深的增加而迅速增大(見表4)。表層懸沙中值粒徑的最大值為21.00μm(G2001站),最小值為4.75μm(Ⅰ2005站),平均值為7.45～10.32μm;中層懸沙中值粒徑的最大值為33.00μm(G2001站),最小值為4.65μm(Ⅰ2007站),平均值為7.83～13.29μm;底層懸沙中值粒徑的最大值為37.00μm(G2001站),最小值為5.20μm(Ⅲ2005站),平均值為8.72～15.62μm。杭州灣西部的澉浦?jǐn)嗝姹?、底層懸沙中值粒徑變化最?東部的金山斷面則變化較小。4.3小小小杭州灣測區(qū)內(nèi),懸沙中值粒徑值隨著大、中、小潮的轉(zhuǎn)換而變小(見表4)。大潮期懸沙中值粒徑的平均值為8.85～14.74μm,中潮期為7.81～12.19μm,小潮期為7.34～12.30μm,減小幅度達(dá)16%～24%。4.4粒徑分布懸沙中值粒徑隨潮時的變換和海域的不同而變化。杭州灣測區(qū)大潮汛時懸沙中值粒徑隨低平、漲急、高平、落急4個不同潮時變化的統(tǒng)計結(jié)果見表5。在杭州灣西部的澉浦?jǐn)嗝?懸沙中值粒徑的平均值在漲急時為最大,達(dá)15.75μm,其次是在低平潮時,為15.65μm,高平及落急時分別為12.84μm和14.74μm,相差為2.91μm(最大值與最小值之差,下同)。在杭州灣中部區(qū)域的乍浦?jǐn)嗝?中值粒徑最大平均值出現(xiàn)在低平潮時,為10.50μm,其次是漲急、落急和高平時,分別為10.18μm、9.15μm和8.95μm,相差為1.55μm。在杭州灣東部區(qū)域的金山斷面,最大值同樣出現(xiàn)在低平潮時,為9.33μm,其它潮時差別不大,為8.45～8.97μm。5懸沙的中值粒徑(1)杭州灣海域水體中,粒徑為4.00～20.20μm懸沙的出現(xiàn)頻率為最高,達(dá)76.1%～76.9%,而粒徑小于4.00μm的懸沙,出現(xiàn)頻率為13.8%～16.9%,粒徑大于20.20μm的懸沙,出現(xiàn)頻率僅為5.5%～9.9%。(2)水體中懸沙的中值粒徑值自東(灣口)