Comparison of Suspended Sediment and Salinity Vertical Distributions Across the Turbidity Maximum Zoneinthe Yangtze Estuaryin Dry Seasons of 1982 and 2012
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摘要: 2012年1月在长江口北港、北槽和南槽水域纵断面开展枯季多船准同步观测，将获得的大小潮悬浮泥沙和盐度数据与1982年12月同水域调查结果进行对比分析。结果表明：2012年长江口最大浑浊带枯季悬沙浓度比1982年减小了约50%；北港、北槽、南槽相近测点的大潮垂向平均悬沙浓度相较于1982年分别减小了43%、60%和40%，2012年长江口表层平均悬沙浓度与1982年相比减少了约53%。北港断面浑浊带核心与1982年浑浊带核心位置相近；北槽浑浊带核心向内迁移；南槽浑浊带核心位置向外迁移。2012年与1982年枯季遥感反演的长江口同水域表层悬浮泥沙浓度也明显降低。在30年来入海泥沙持续减少背景下，长江口3条入海主汊的最大浑浊带特征依旧显著，径流与潮流的此消彼长、径流的季节分配不同以及口内汊道分流分沙比的变化影响了长江口最大浑浊带核心的移动，浑浊带悬沙浓度最高的地段也是盐度梯度最高的地区。Abstract: Ten ships, three in North Channel, three in North Passage and four in South Passage of the Yangtze Estuary, were employed to collect water samples in January 2012, in a pattern of three longitudinal profiles in the large estuary. The sampling sites are rather similar with those in 1982. Based on the comparison of suspended sediment concentrations (SSC) and salinity values across the turbidity maximum zone (TMZ) of the Yangtze Estuary acquired in 1982 and 2012 respectively, the change in TMZ in the vertical profiles was discussed in this paper. Results suggest that during the past 30 years from 1982 to 2012, even the sediment load coming from the river basin has been continuously reducing, the SSC of the TMZ decreased about 50%; and the average vertical SSC values in the North Channel, in the North Passage and in the South Passage decreased about 43%, 60%, and 40%, respectively. The 2012 SSC maximum of the turbidity zone in the North Channel was similar to that in 1982; the 2012 SSC maximum position in the North Passage migrated inward, and the coincidence of the SSC maximum and salinity maximum position in the turbidity zone may lead the increase in silt in the North Passage and the deposition in the middle section, while the highest SSC position in the South Passage moved outward. The change in runoff, tidal current and the seasonal distribution of runoff dominated the movement of core TMZ of the Estuary. During the dry season, the salinity gradient is obvious. On the section of the core of TMZ, the upper stream transported to the sea, and the lower stream transported to the estuary. The area with the highest SSC value is also the area with the highest salinity gradient.
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0. 引言
河口最大浑浊带是河口中悬浮泥沙浓度稳定地高于上下游，且在一定范围内有规律地摆荡的浑浊水体。20世纪90年代的测量结果显示，长江口最大浑浊带的纵向延伸范围约25~46 km，其含沙量表层变化范围为0.1~0.7 kg/m3，底层为1~8 kg/m3，其核心部分在近底层含沙浓度很高时常出现浮泥层。最大浑浊带泥沙颗粒组成一般以粉砂和淤泥为主，河床质颗粒中值粒径为0.056~0.009 8 mm，优势粒径为0.063~0.008 mm；悬沙的中值粒径为0.008 8~0.004 mm，优势粒径为0.032 3~0.004 mm[1-2]。最大浑浊带在河口沉积过程中对泥沙，特别是细颗粒泥沙的聚集和沉降起着十分重要的作用，在河口的生物地球化学过程中对许多重金属元素和有机物的化学行为、迁移和归宿产生显著影响，是河口天然的“过滤器”[3]。长江流域的多年水沙数据显示，流域入海泥沙从20世纪60年代后期开始出现趋势性下降，尤其是80年代后期以来输沙率显著下降[4-7]。长江口悬沙单测点结果发现，近期长江口外海滨洪季悬沙浓度比1980年代明显减少，且大潮期比小潮期减小更为明显[8]。最大浑浊带位置迁移受径流和潮流控制，但悬沙浓度的减少主要受入海泥沙量决定，还受到本地泥沙再悬浮和海域泥沙上溯的影响，浑浊带区域减幅小于入海泥沙量减幅[9-11]。近30年来，长江河口最大浑浊带面积缩小了约20%，而同时期长江流域下泄泥沙通量下降了70%之多[12-14]。
通过2012年1月枯季在长江口北港、北槽和南槽3条入海主汊的多船准同步走航测量，采集纵剖面泥沙浓度和盐度数据，并与相同位置的1982年海岸带调查资料对比，尝试分析长江口最大浑浊带内部的30年变化，分析在长江流域水沙发生变化的条件下，河口最大浑浊带的变化响应。
1. 数据与方法
1.1 水文测量与室内分析
2011年12月27日—2012年1月3日，参照1982年12月海岸带调查测站位置，在相同位置，在长江口北港、北槽和南槽分别布置了3、3和4条船，纵向共10条船，实现40个测点的准同步测量(图 1)。2012年数据来源于上海市科学技术委员会“长江口泥沙资源与利用”重大项目，1982年数据来源于全国海岸带与海涂资源综合调查中长江口调查数据。2012年的3条断面测量范围完全覆盖1982年的断面并有所延长。采用走航式准同步3层法取水样，依当天绿华山参考潮汐，选择在涨潮初期测量，10:00开始，12:00前结束，每船负责4个测点。大潮测量日期为12月27日，小潮测量日期为1月3日。测量前5天(2011年12月27日—2012年1月3日)大通站日平均流量为14 100 m3/s，与1982年测量前5天的日平均流量11 900 m3/s相比，径流量相近，2次测量具有可比性；测量期间风速为3.0~11.5 m/s，风向主要为NW向，对悬浮泥沙浓度的影响不大。
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图 1 长江口多船准同步测量测点布置图Figure 1. Location map of multi-ship quasi-synchronous measurement site in the Yangtze Estuary现场共采集水样120枚，装600 mL玻璃瓶运回实验室进行悬沙浓度和盐度测试。使用0.45 μm孔径的醋酸纤维膜过滤水样，再将附着沉积物的滤膜放入烘箱中恒温(40~42 ℃)烘干、称重，最后计算出悬沙浓度[15]。1982年悬沙浓度室内测定方法与现在相似，滤纸孔径为63 μm。考虑到1982年与2012年悬沙浓度测量时使用的滤纸孔径不同，2012年使用更小孔径滤纸测得的悬沙浓度应比1982年的稍大。盐度采用SYA2-2型盐度计，硝酸银滴定盐度与实测电导率建立工作曲线，通过电导率推算盐度。
1.2 遥感影像与表层悬浮泥沙浓度反演
遥感影像可以客观记录地表特征，利用同时期的遥感数据反演得到长江口表层悬沙浓度及分布情况，以佐证纵断面实测结果。选择1982年1月23日和2012年1月23日的Landsat TM/ETM影像，参照当日吴淞口潮位站的潮情，卫星过境时间对应涨潮2.5 h与3 h，均为大潮前两天涨潮期，潮情基本相同，具有可比性(表 1)。
表 1 卫星影像参数Table 1. Parameters of Landsat series images used in this study影像数据 过境时间 潮型 潮情 大通流量/(m3/s) 农历 枯季 Landsat TM 1982/01/23 大潮 涨急 11 800 腊月廿九 Landsat ETM 2012/01/23 大潮 涨急 11 600 正月初一 利用ENVI对影像做辐射校正与大气校正，进行表层悬沙浓度反演。反演模式采用杨孟毅[16]提出的波段比值建立的多项式回归方程，反演平均误差为8.24%~23.88%，符合反演精度要求。
2. 结果和讨论
将1982年和2012年所测各汊道悬浮泥沙浓度和盐度值分别绘制成纵剖面曲线，其中2012年各汊道剖面左起测点选取与1982年航次一致。纵向上，1982年断面数据按悬沙浓度<0.5、0.5~2和>2 kg/m3将3条断面分为表层、中层与底层；2012年断面数据按悬沙浓度<0.2、0.2~0.4和>0.4 kg/m3将3条断面分为表层、中层与底层。横向上，北槽、北港口内, 最大浑浊带形成的主要动力过程是潮汐的不对称性和河口重力环流；在北槽、北港口外, 最大浑浊带形成的主要动力过程则是河口底部泥沙的周期性再悬浮，将1982年北槽、北港口内测点(b1—b3)、(c1—c3)分为上段，测点(b4—b5)、(c3—c5)分为中段，口外测点(b6—b8)、(c6—c8)分为下段。从大量的观测资料分析，大致以横沙岛为界，其上淤河段泥沙以推移质为主，其下游河段则以悬移质运动为主[17]，将1982年南槽横沙岛以内测点(d1—d3)分为上段，横沙岛以外测点(d4—d6)分为中段，口外测点(d7—d8)分为下段。2012断面横向分段与1982年分段依据相同。结合遥感反演表层悬浮泥沙含量变化，对比分析30年后长江口最大浑浊带的变化情况。
2.1 1982年长江口最大浑浊带悬浮泥沙浓度
从1982年长江口三纵剖面悬浮泥沙浓度分布图(图 2)可以看出：
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图 2 1982年长江口枯季大潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面Figure 2. Three longitudinal profiles of suspended sediment concentration in the Yangtze Estuary during a spring tide in 1982北港断面上段(b1—b3)在b2底部悬沙浓度最大达到2.25 kg/m3, 位于浑浊带核心位置；中段(b4—b5)悬沙浓度有所降低；下段(b6—b8)在b7底部悬沙浓度最大达到2.50 kg/m3, 同样位于浑浊带核心位置。北港断面表层、中层和底层平均悬沙浓度分别为0.39、1.10和1.83 kg/m3，呈增大趋势。横向上，悬沙浓度的分布趋势表、底层相反，表层为中段(b4—b5)高，下段(b5—b8)和上段(b1—b3)低；底层为中段(b4—b5)低，下段(b7)和上段(b2)高。从全水层看，b1和b2测点的悬沙浓度最低。实测资料显示，北港汊道的浑浊带中具有2处高悬沙浓度的核心，分别对应测点b2和b7位置。
北槽断面悬沙分布为上段最低，下段次之，中段高。上段(c1—c3)位于拦门沙前缘，上、下层悬沙浓度变化不大，均在0.50 kg/m3左右；中段(c3—c5)潮流呈明显的往复流，受地形影响在c4对应的床底谷部悬沙浓度高达4.50 kg/m3以上，位于浑浊带核心；下段(c6—c8)3 m以下水层基本上被悬沙浓度为1.00~2.00 kg/m3的水体所占据，在c8底部悬沙浓度达到2.12 kg/m3，位于浑浊带核心。北槽断面表层、中层和底层平均悬沙浓度分别为0.33、0.95和1.72 kg/m3，呈增大趋势，中段在c5测点表层水体悬沙浓度已经达到0.50 kg/m3，明显高出两侧的浓度值。
南支-南槽断面悬沙分布为下段高，上段次之，中段最低。上段(d1—d3)在d1底部悬沙浓度最大达到1.08 kg/m3；下段(d4—d8)在d7底部悬沙浓度达到3.12 kg/m3，位于浑浊带核心。断面表层、中层和底层平均悬沙浓度分别为0.49、1.23和1.95 kg/m3，呈增大趋势，南槽的悬沙浓度明显高于南支；南槽(d5以东)的表、底层悬沙浓度差可达1.50~3.00 kg/m3，最大浑浊带区悬沙浓度＞1.50 kg/m3的水体占据了一半以上的水层，而在d5以西的南支，其悬沙浓度的垂向变化远比南槽小，底层悬沙浓度一般比表层约高1.00 kg/m3，在南支、南槽的交界水域，底层比表层仅高0.5 kg/m3。
比较上述3个断面，北港、北槽测点位于长江口最大浑浊带核心区到浑浊带边缘，南槽测点则位于长兴岛附近一直到浑浊带边缘；北港、北槽、南槽3条汊道由于水动力环境不同，浑浊带的组成和特点存在一定的差异。各汊道径、潮流的作用都比较大，盐淡水混合以部分混合为主，潮汐和盐水截留泥沙的能力均很大，3条汊道的浑浊带中均有2处高悬沙浓度核心，其核心位置的远近决定了浑浊带的宽广程度，南槽2处核心相距最远，浑浊带宽广，北港次之，北槽2处浑浊带核心基本发生同一部位，浑浊带较短；浑浊带内悬沙浓度由表及底呈增大趋势，并在核心区域底部悬沙浓度达到最高。
2.2 1982年长江口最大浑浊带盐度剖面
从1982年长江口三纵断面盐度剖面分布图(图 3)可以看出，盐度的平面分布由西向东逐渐增高，垂向上表层盐度低、底层高，一般底层盐度比表层高2~4 PSU，垂直方向上不存在明显的跃层。冬季是长江口枯水期，受上游来水量减少影响，盐度为全年度最高。盐度为10 PSU等盐线通过横沙以北的北港水域和北槽上口，南支河段淡水分布在扁担沙以上水域。下泄的泥沙到达口门地区，在盐、淡水异重流作用下，下层水体泥沙上段向海输送，下段向陆，泥沙在垂向上循环输移；泥沙在盐淡水混合下发生絮凝，大量泥沙集中在底层，底层悬沙量升高，水体浑浊。
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图 3 1982年长江口枯季大潮三纵断面盐度剖面Figure 3. Three longitudinal salinity profiles in the Yangtze Estuary during a spring tidal in 19822.3 2012年长江口最大浑浊带悬浮泥沙浓度
2012年航次各水道剖面左侧起点选取与1982年航次相一致，结合2012年长江口大潮三纵剖面悬浮泥沙浓度分布图(图 4)可以看出：北港断面悬沙浓度分布特征为上下段高，中段低，上段(P1—P6)在P5—P6测点平均悬沙浓度均不超过0.05 kg/m3，在P6测点悬沙浓度突然增大，底部悬沙浓度达到0.26 kg/m3，处于浑浊带核心；中段(P7—P8)平均悬沙浓度降低，两测点均不超过0.04 kg/m3；下段(P9—P12)悬沙浓度呈增大趋势，在P10测点平均悬沙浓度达到最大，表层水体悬沙浓度就已经达到0.8 kg/m3，底部悬沙浓度为0.16 kg/m3，同样处于浑浊带核心部位。
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图 4 2012年长江口枯季大潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面Figure 4. Three longitudinal profiles of sediment concentration along three main channels of the Yangtze Estuary during the spring tide in 2012北槽测点由于仪器故障，N4—N6测点未能取得水样，根据其余测点数据仍可看出断面悬沙浓度分布为上段高，下段低。上段(N2—N4)在N3处平均悬沙浓度最大，底部悬沙浓度达到1.09 kg/m3，位于浑浊带核心；断面下段(N6—N9)向口外方向悬沙浓度呈降低趋势。
南支-南槽断面悬沙浓度分布为下段高，中段次之，上段最低。上段(S2—S5)平均悬沙浓度不超过0.10 kg/m3，即南支测点处于浑浊带前缘；中段(S5—S7)受潮汐向上游搬运泥沙影响，在S5测点平均悬沙浓度达到最大，底部悬沙浓度达到1.23 kg/m3，位于浑浊带核心；下段(S7—S9)在S8测点平均悬沙浓度达到最大，底部悬沙浓度达到1.07 kg/m3，位于浑浊带核心。南支-南槽断面表层、中层和底层平均悬沙浓度分别为0.40、0.58和0.76 kg/m3，呈增大趋势；断面悬沙浓度分布和1982年南支-南槽断面大潮时悬沙浓度分布趋势相似，即南槽的悬沙浓度高于南支。
2.4 小潮最大浑浊带悬浮泥沙浓度
从2012年长江口小潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面图(图 5)可以看出：
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图 5 2012年长江口小潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面Figure 5. Three longitudinal profiles of sediment concentration along three main channels of the Yangtze Estuary during the neap tide in 2012北港断面悬沙浓度分布为上下段低，上段P5—P7，下段P10—P12测点平均悬沙浓度不超过0.15 kg/m3，仅在中段P9测点处底层悬沙浓度最大达到0.6 kg/m3。北槽整个断面平均悬沙浓度不超过0.15 kg/m3，南槽悬沙浓度分布为上段高，仅在S3与S4测点之间，底层悬沙浓度最大达0.5 kg/m3，其余测点平均悬沙浓度不超过0.12 kg/m3。
小潮期间各汊道测点的悬沙浓度与大潮期间相比均出现不同程度的减少，由于大潮时潮流作用强，底部泥沙在底部剪切力的作用下再悬浮，而小潮水流流速明显减小，部分泥沙落淤床底，水体中悬沙浓度降低，所以悬沙浓度会出现大潮悬沙浓度高于小潮悬沙浓度的周期性变化，并且与大潮期间相比，小潮期间浑浊带核心特征并不明显。
2.5 1982和2012年长江口最大浑浊带悬浮泥沙剖面变化
2.5.1 浑浊带悬沙浓度变化
将1982年24个测点的垂线平均悬沙浓度与2012年枯季大潮的悬沙浓度进行对比可知(表 2)，2012年的悬沙浓度与1982年相比明显减少。在浑浊带区1982年枯季大潮平均悬沙浓度为1.22 kg/m3，而2012年则为0.62 kg/m3，占1982年枯季大潮平均悬沙浓度的50.96%，与1982年相比平均悬沙浓度减少了约50%。
表 2 1982年与2012年长江口三条汊道测点垂线平均悬沙浓度Table 2. Suspended sediment concentration values in the three channels of the Yangtze Estuary in 1982 and 2012表层 中层 底层 1982 2012 1982 2012 1982 2012 北港 上段 0.31 0.22 1.12 0.32 2.03 0.35 中段 0.56 0.96 1.24 1.27 1.73 1.37 下段 0.35 0.32 1.43 0.48 1.98 0.50 北槽 上段 0.24 0.28 0.68 0.62 0.74 0.96 中段 0.47 2.14 4.53 下段 0.32 0.16 2.02 0.25 1.89 0.30 南槽 上段 0.21 0.13 0.39 0.56 0.87 0.33 中段 0.56 0.51 0.83 0.77 1.34 0.81 下段 0.41 0.39 1.97 0.55 2.76 0.64 2.5.2 浑浊带核心变化
2012年北港断面测量数据与1982年相比，浑浊带均具有2处明显的核心，并且最大浑浊带核心位置几乎没有发生变化，即处于核心位置的P6、P10测点与b2、b7测点位置相近；浑浊带核心的垂线平均悬沙浓度降低了近1.00 kg/m3。
2012年北槽断面测量数据与1982年相比，浑浊带核心相距很近，几乎重合，并且都向口内迁移到北槽深水航道中段。考虑到北槽深水航道自整治工程以来，在长江口来水来沙持续减少背景下回淤量仍然高, 且泥沙集中回淤在中部[18-19]，产生泥沙回淤的原因可能与北槽最大浑浊带核心重合有关，使得细颗粒泥沙的絮凝沉积大幅增加，但是也不排除北槽疏浚造成的影响。
2012年南槽断面测量数据与1982相比，浑浊带核心均向外迁移，即处于核心位置的S5、S11测点与d1、d7测点位置相比向外迁移，并且核心处垂线平均悬沙浓度降低了2.00 kg/m3。
2.5.3 相近测点比较
选取2期经纬度相同或者相近的北港(b1—b8/P5—P12)测点、北槽(c1—c8/N2—N9)测点以及南槽(d1—d2/S2—S3，d5—d8/S6—S9)测点进行典型测点悬沙浓度变化分析，发现典型测点在2012年的悬沙浓度与1982年相比均有不同程度的减小，其中北港测点1982年平均悬沙浓度为1.25 kg/m3，2012年平均悬沙浓度为0.71 kg/m3，与1982年相比减少了约43%；表层、中层、底层悬沙浓度分别减少19%、35%、47%。北槽测点1982年平均悬沙浓度为1.15 kg/m3，2012年平均悬沙浓度为0.45 kg/m3，与1982年相比减少了约60%；表层、中层和底层悬沙浓度分别减少了40%、63%和78%。南槽测点1982年平均悬沙浓度为1.17 kg/m3，2012年平均悬沙浓度为0.59 kg/m3，与1982年相比减少了约40%；表层、中层、底层悬沙浓度分别减少18%、54%、61%。总体上，长江入海泥沙持续减少是浑浊带悬沙浓度降低的主要原因，2012年典型测点枯季大潮悬沙浓度与1982年相比均出现不同程度的减小，由表及底减幅呈增大趋势，北槽断面悬沙浓度减少幅度最大，北港断面和南槽断面其次。
2.6 2012年长江口最大浑浊带盐度剖面
分析2012年长江口盐度垂向剖面图(图 6)可以看出，大潮期间，由于径流量小、潮汐作用强，3条汊道中水体输运更为集中，平均盐度的表底层差异增加，具有明显的盐度梯度，盐度等值线更为密集，斜压梯度力增大，在纵向上出现上层水流净向海输送，下层水流净向陆的河口环流。盐度剖面指示了径流和潮流的相互作用，盐水楔从近底层向口内切入，表层淡水下泄，下层咸水上溯。
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图 6 2012年长江口大潮三纵断面盐度剖面Figure 6. Three longitudinal salinity profiles of the Yangtze Estuary during the spring tidal in 2012长江口最大浑浊带的形成与盐度息息相关，絮凝是河口悬沙沉降的重要机制，而盐度则是影响絮凝的重要因素。对于长江口的细颗粒泥沙而言，由于黏土矿物的颗粒大小、表面电荷量的不同，导致它们的沉速和絮凝盐度也各异。当盐度为10 PSU时，伊利石的沉速为0.018 cm/s, 蒙脱石为0.002 cm/s，长江口的伊利石、高岭石在10~13 PSU时最易絮凝，而蒙脱石在20~24 PSU时才絮凝。整体上盐度为5~20 PSU时，较易絮凝，10~13 PSU是最佳絮凝盐度[20]。由大潮盐度剖面可得，北港表层盐度在P10处测点盐度达到10 PSU。南槽表层盐度在S8测点达到10 PSU，受盐水异重流影响，即在P10与S8测点对应位置开始达到最佳絮凝盐度，泥沙絮凝沉降使得拦门沙区域悬沙浓度升高。P10测点处在表层悬沙浓度就已经达到0.8 kg/m3，在涨潮时有盐水楔上溯，下泄的落潮流受到盐水楔的顶托，适合盐度利于细颗粒泥沙絮凝，增高悬沙浓度。
小潮期间，盐淡水高度混合(图 7)，3条汊道的平均盐度的表底层差异较小，北港和北槽断面的垂向均匀混合十分明显。北港的分流比变化在36.6%~65.3%，北槽的分流比变化在32.4%~64.2%，南槽的分流比为3条汊道中最低，由图 6、7可以看出在南槽盐水入侵最强，北港盐水入侵最弱，北槽介于两者之间，这可能主要缘于三者的分水占比使然。
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图 7 2012年长江口小潮三纵断面盐度剖面Figure 7. Three longitudinal salinity profiles of the Yangtze Estuary during neap tidal in 20122.7 口门水域表层悬浮泥沙浓度分布
通过1982年和2012年的两景基本相同潮情的遥感数据反演，得到了长江口口门水域表层悬浮泥沙浓度及其分布，如图 8、9。
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图 8 基于Landsat系列遥感影像反演的1982年长江口枯季泥沙分布Figure 8. SSC distribution in Yangtze Estuary during the dry season based on Landsat series image inversion in 1982![]()
图 9 基于Landsat系列遥感影像反演的2012年长江口枯季泥沙分布Figure 9. SSC distribution in Yangtze Estuary during the dry season based on Landsat series image inversion in 2012由反演结果可以看出，两年份的遥感反演含沙量与实测数据(图 2、4)对比二者相吻合。1982年的表层悬浮泥沙浓度普遍高于2012年的浓度，1982年拦门沙区域的表层悬浮泥沙浓度最高，南支的表层悬浮泥沙浓度为0.2~0.5 kg/m3，2012年则基本＜0.2 kg/m3；1982年北港的表层悬浮泥沙浓度为0.5~1.0 kg/m3，2012年为0.5~0.8 kg/m3；1982年南北槽的表层悬浮泥沙浓度为0.8~1.5 kg/m3，2012年则基本低于0.8 kg/m3。1982年北港悬浮泥沙浓度在122°05′处达到最大，为1.0 kg/m3；北槽的悬浮泥沙浓度在122°05′附近达到最大，为1.0 kg/m3；南槽在122°10′附近的悬浮泥沙浓度最大，能达到1.5 kg/m3以上，浑浊带核心显著。2012年拦门沙区域的悬浮泥沙浓度均不超过0.8 kg/m3，南槽的悬浮泥沙浓度为0.02~0.2 kg/m3，为3条汊道的最低值。
3. 最大浑浊带成因探讨
长江口动力因素复杂，对最大浑浊带而言，涨、落潮流和非潮汐重力环流起主导作用。一般而言，口内以落潮流作用占优势，出口门后逐渐转化为涨潮流作用占优势，口门附近的拦门沙地段，是径流与潮流，涨、落潮流优势状态相互转换的地带。在优势动力作用下，上、下游来的泥沙向此汇集，形成泥沙滞留区；受口门区域潮流影响，泥沙随流速强弱的交替变化而沉浮摆荡，从而使该区域悬沙浓度明显地高于上下河段。北港、北槽、南槽盐淡水全年以部分混合型为主，受盐水异重流影响，纵向上出现盐淡水交汇，阻碍流域来沙向海排泄，并且汇聚了近海侧上溯的泥沙，从而在滞流点附近形成高含沙量区。长江口最大浑浊带是径流输沙，海域来沙，径潮流相互作用与盐水异重流共同作用的结果。受上游来沙减少影响，实测悬沙浓度数据(图 4)与遥感反演悬沙浓度数据(图 9)显示近30年来长江口枯季浑浊带悬沙浓度减少近一半，浑浊带萎缩明显，若没有径流输沙和径潮流往复流，可能会导致最大浊度带萎缩甚至消失。
4. 结论
通过2012年和1982年枯季的长江口3条入海主汊纵断面多船准同步悬浮泥沙含量和盐度测量，比较分析长江口最大浑浊带30年后的变化。
30年来，纵向上，长江口最大浑浊带特征依然显著，随着水深的增加悬沙浓度呈增大趋势，在底层出现垂向上的最大悬沙浓度，底层悬沙浓度一般是表层的数倍，甚至十几倍。然而在长江口30年来入海泥沙持续减少背景下，与1982年相比，2012年最大浑浊带悬沙浓度降低了约50%，北港、北槽、南槽最大浑浊带悬沙浓度分别减少了43%、60%、40%。同为1982年与2012年1月份的遥感反演结果显示河口口门区表层悬浮泥沙浓度也约有53%的下降。
长江口三条汊道的最大浑浊带一般具有2处核心，2处浑浊带核心的间距影响了浑浊带的宽广程度。北港断面浑浊带核心与1982年浑浊带核心位置相近；北槽浑浊带核心向内迁移至中段位置，2处浑浊带核心的重叠可能是北槽回淤量较高且泥沙集中回淤在中部的原因；南槽浑浊带核心位置向外迁移。径流与潮流的此消彼长、径流的季节分配不同以及口内汊道分流分沙比的变化影响了长江口最大浑浊带核心移动。
长江口在枯季大潮期间，盐度梯度明显，浑浊带悬沙浓度最高的地段也是盐度梯度最高的地区。
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图 1 长江口多船准同步测量测点布置图
Figure 1. Location map of multi-ship quasi-synchronous measurement site in the Yangtze Estuary
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图 2 1982年长江口枯季大潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面
Figure 2. Three longitudinal profiles of suspended sediment concentration in the Yangtze Estuary during a spring tide in 1982
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图 3 1982年长江口枯季大潮三纵断面盐度剖面
Figure 3. Three longitudinal salinity profiles in the Yangtze Estuary during a spring tidal in 1982
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图 4 2012年长江口枯季大潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面
Figure 4. Three longitudinal profiles of sediment concentration along three main channels of the Yangtze Estuary during the spring tide in 2012
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图 5 2012年长江口小潮三纵断面悬浮泥沙浓度剖面
Figure 5. Three longitudinal profiles of sediment concentration along three main channels of the Yangtze Estuary during the neap tide in 2012
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图 6 2012年长江口大潮三纵断面盐度剖面
Figure 6. Three longitudinal salinity profiles of the Yangtze Estuary during the spring tidal in 2012
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图 7 2012年长江口小潮三纵断面盐度剖面
Figure 7. Three longitudinal salinity profiles of the Yangtze Estuary during neap tidal in 2012
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图 8 基于Landsat系列遥感影像反演的1982年长江口枯季泥沙分布
Figure 8. SSC distribution in Yangtze Estuary during the dry season based on Landsat series image inversion in 1982
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图 9 基于Landsat系列遥感影像反演的2012年长江口枯季泥沙分布
Figure 9. SSC distribution in Yangtze Estuary during the dry season based on Landsat series image inversion in 2012
表 1 卫星影像参数
Table 1 Parameters of Landsat series images used in this study
影像数据 过境时间 潮型 潮情 大通流量/(m3/s) 农历 枯季 Landsat TM 1982/01/23 大潮 涨急 11 800 腊月廿九 Landsat ETM 2012/01/23 大潮 涨急 11 600 正月初一 
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表 2 1982年与2012年长江口三条汊道测点垂线平均悬沙浓度
Table 2 Suspended sediment concentration values in the three channels of the Yangtze Estuary in 1982 and 2012
表层 中层 底层 1982 2012 1982 2012 1982 2012 北港 上段 0.31 0.22 1.12 0.32 2.03 0.35 中段 0.56 0.96 1.24 1.27 1.73 1.37 下段 0.35 0.32 1.43 0.48 1.98 0.50 北槽 上段 0.24 0.28 0.68 0.62 0.74 0.96 中段 0.47 2.14 4.53 下段 0.32 0.16 2.02 0.25 1.89 0.30 南槽 上段 0.21 0.13 0.39 0.56 0.87 0.33 中段 0.56 0.51 0.83 0.77 1.34 0.81 下段 0.41 0.39 1.97 0.55 2.76 0.64
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