河口水流

浅海潮流进入河口与河川径流相互作用形成的水流

河口水流是指浅海潮流进入河口与河川径流相互作用形成的水流，河口是河流与海洋的交接过渡地区，河口区上界是海洋作用和影响最终消失的地方，主要通过涨潮落潮流、涨潮涨潮流、落潮涨潮流和落潮落潮流来进行河口潮波的传播。一般在波峰的传播速度大于波谷。

定义

河口水流 current in estuaries

浅海潮流进入河口与河川径流相互作用形成的周期性往复水流。

河口区的范围

河口是河流与海洋的交接过渡地区，河口区上界是海洋作用和影响最终消失的地方，其下界则应是河流作用与影响最终消失之处。但通常情况下，河口区仅指枯季大潮时咸水所及之地至洪水小潮时咸水所及之地这一河段。在整个受潮汐影响的河口区范围内，河流水位受海洋潮汐影响的最远点称为潮汐界，涨潮水流上溯的最远点称为潮流界，涨潮水流中咸水所及的最远点称为咸水界。这三个界线随河川径流和潮波的大小在一定范围内上下变动，但其多年平均位置是固定的。

在实际工作中各家对河口区分段，不尽相同。中国黄胜于1963年提出，以多年平均枯季大潮和多年平均洪季小潮的咸水界为上下极限，称咸水下极限以下的河段为口外海滨段，通常位于拦门沙以外开敞的口外海滨。咸水上极限以上的河段称为近口段，该段以径流作用为主，但已受潮汐影响。咸水上下极限之间的河段称为河口段，该段是径流与潮流两种动力因素相互影响、互为消长的陆海过渡地段，是河口水文研究的主要区域。

河口潮波的传播

浅海潮汐受地形和底部阻力的影响，水面除有垂直波动外，还有水平移位，具有移动波性质，称为浅海潮流，亦称浅海潮波。浅海潮波进入河口后，受河床的约束和河川径流的阻碍而形成水位周期涨落、流向倒顺变动的往复水流。在一般情况下，整个往复流过程可划分为四个阶段。①涨潮落潮流。当浅海潮流侵入河口之初，海水因密度较大潜入河底向上游推进，此时河口水位上升，水面坡降变缓，但上层水流方向仍指向下游。此时，在咸淡水交汇地区，流速垂线分布呈上下两层,上层为淡水，流向下游，下层为咸水,向上游推进(图1a)。②涨潮涨潮流。随着海水的上涨，河口水位不继上升，水面转向上游倾斜，落潮流经历憩流(即潮流速降为零)以后在整个断面上水流转向，变为涨潮流（图1b）。③落潮涨潮流。当潮波向上游推进至相当距离后,海洋中已开始落潮,河口内的水位也随之下降。此时水面比降虽趋于平缓，涨潮流速逐渐减小,但在惯性力作用下,水流方向仍指向上游（图1c）。④落潮落潮流。河口水位继续下降，水面已转向下游倾斜，涨潮流经历憩流以后，在整个断面上水流方向转向下游，变为落潮流（图1d）。潮汐河口的这种水流特征，使流量与河流中单向水流的流量概念不同。在往复水流中,流量是指涨落潮流流量之差,称为净流量。

河口潮波的变形

在潮波沿河口上溯的传播过程中，波峰的传播速度大于波谷。致使潮波在推进过程中前坡逐渐较后坡为陡，即涨潮历时缩短，落潮历时延长，同时受河床阻力的影响，潮波衰减，波幅（即潮差）减小，这种现象称为潮波变形。潮波变形大体有两种情况：①感潮河段的长度比1/4潮波波长大得多,如长江的感潮河段长达600多公里，而潮波波长约200多公里。此时在河口与海的交界断面处，潮位与潮流速过程线基本保持同步变化（图2）。潮波自海口向上游传播时一方面逐渐变形，同时受河床阻力的影响，能量以衰减为主，表现在潮差逐渐减小。②感潮河段的长度小于河口潮波的1/4波长,如瓯江等山区性河口或河口段建闸后的闸下河段。潮波侵入河口后经多次来回反射，海口潮波变形，致使涨落潮的最大流速在接近中潮位时出现，而憩流则在接近高、低潮位时出现。流速与水位过程线的相位差可达90°，成为典型的驻波（图3）。一般河口的潮波变形介乎上述两种情况之间。在某些情况下，潮波在传播过程中，由于波峰逐渐追及波谷，波前变陡，以致波峰发生破碎现象，称为涌潮，钱塘江涌潮即为一例。

咸淡水的分层和混合

在咸淡水混合区由于密度的差异水流有明显的分层现象，密度较小的淡水径流位于上层，向下泄，而密度较大的海水在下层，随涨潮流沿底上溯，其交界面向上游倾斜呈楔状潜入，称为盐水楔异重流。在交界面上咸水逐渐被稀释、上升，进入表层淡水而下泄,在纵向上形成循环水流，简称环流（图4）。有的虽无明显的交界面，但底层水的盐度比面层的大，纵向盐度等值线向上游倾斜，与涨潮流一致而与落潮流相反，因而可以使涨潮流流速增加而使落潮流流速减小，在近底层涨落潮流相抵后净流速等于零的地方,称为滞流点,滞流点附近称为滞流区。这里往往发生严重淤积，成为拦门沙浅滩。

由于各河口的径流和潮流强弱不同，边界条件各异，因而咸淡水混合程度也不同。按混合程度，河口咸淡水混合类型大体上分为三种。①弱混合型，一般发生在潮差较小，而径流较大的河口。咸淡水之间混合程度较低，有明显的交界面，如中国珠江口的磨刀门，美国密西西比河口西南水道都有这种现象（图5a）。②缓混合型，河口的潮流和径流作用都比较强，混合程度中等，咸淡水之间不存在明显的交界面，但在水平和垂直两个方向都存在密度梯度，等盐度线似楔状伸向上游，淡水主要从上层下泄，而底部则有咸水上溯(图5b)。中国长江口、辽河口均属此类型。③强混合型，河口的潮差较大潮流作用较强而径流的作用较弱。咸淡水之间存在着强烈的混合，因此在水平方向存在明显的密度梯度，而在垂直方向的密度梯度甚小（图5c）。中国钱塘江河口属此类型。

混合类型常用混合指数判别，混合指数为涨潮期径流量与涨潮期进潮量的比值,当混合指数≥1.0时为弱混合；混合指数≤0.1时为强混合；介于其间的为缓混合。

参考书目

A.T.Ippen,Estuary andCoastline Hydrodynamics，McGraw-Hill，New York，1966.

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