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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第12期:考虑絮凝调节的河口盐度层化与悬沙层化非线性相互作用研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周健;张文哲;陈聿奇;

单位:河海大学水灾害防御全国重点实验室;河海大学水利水电学院;

摘要:针对众多高浊度河口泥沙粒径普遍较小、絮凝作用显著,而其对盐度层化与悬沙层化间非线性相互作用的影响机制尚未明确的现状,本研究建立了考虑絮凝过程的一维水柱数值模型,系统探讨絮凝对该相互作用的调节效应与内在机制。结果表明,絮凝未改变盐-沙层化耦合的基本反馈结构:稳定盐度层化倾向于增强悬沙层化,而不稳定盐度层化则起到削弱作用;稳定的悬沙层化则对盐度层化(无论其稳定性)均具有正反馈效应,该机制在黏性与非黏性泥沙条件下均表现一致。然而,絮凝通过加速泥沙沉降、降低悬沙浓度,削弱了悬沙层化强度,从而整体抑制盐-沙层化之间的非线性耦合,这一表现与非黏性情形存在显著差异。此外,絮凝的调节效应对纵向盐度梯度与潮流流速的变化呈现出不同的敏感程度。本研究揭示了泥沙絮凝在调节盐-沙非线性相互作用中扮演的关键角色,强调了在河口海岸数值模型中引入絮凝过程对于准确表征水动力结构与密度层化的重要性,并为理解高浊度河口水-盐-沙耦合运移格局提供了理论依据。

关键词:泥沙絮凝;;盐度层化;;悬沙层化;;非线性相互作用;;水动力强迫

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(52209085);; 江苏省自然科学基金面上项目(BK20252048)资助~~