近期长江河口冲淤演变过程研究

基于长江河口1997年以来数字地形图和近期水文泥沙实测资料,分析研究了近期长江河口大量人工整治工程和流域水库工程建造影响下的河口河道自动调整过程。结果表明:1997-2013年河口段中上游河道微冲刷、拦门沙滩顶仍保持淤积外移、口门外侧近海域冲刷的态势略有增强,而其影响原因与历史时期的自然因素影响为主略有差异,近期人类高强度活动的影响贡献率增大。首先,南支至南港和北港中上游河段河床普遍发生冲刷,河床沙活动较活跃,床面微地貌沙波发育更明显,而口门外侧海域地形略有冲刷蚀退,这些变化与流域来沙锐减有直接关系;北支、北港口门、南槽和北槽河道拦门沙河段呈淤积,尤其北槽主航道的拦门沙河段6m水深浚深为12.5m后回淤量很大,这些与拦门沙河道动力结构环境、河口和海域再悬浮泥沙补给有关;局部河段出现强冲和强淤现象,与近期河口工程建造有关。所以,长江河口近期正处在对自然因素变化和人类活动增强的自我缓慢地自动调整和适应过程之中。     

近期长江河口冲淤演变过程及自动调整机理研究

基于长江河口1997年以来数字地形图和近期水文泥沙实测资料, 分析研究了近期长江河口大量人工整治工程和流域水库工程建造的影响下的河口河道自动调整过程。结果表明:1997年以来的16年中河口段中上游河道微冲刷、拦门沙滩顶仍保持淤积外移、口门外侧近海域冲刷的态势略有增强, 而其影响原因与历史时期的自然因素影响为主略有差异, 近期人类高强度活动的影响贡献率增大。首先, 南支至南港和北港中上游河段河床发生普遍冲刷, 河床沙活动较活跃, 床面微地貌沙波发育更明显, 而口门外侧海域地形略有冲刷蚀退, 这些变化与流域来沙锐减有直接关系;北支、北港口门、南槽和北槽河道拦门沙河段呈淤积, 尤其北槽主航道的拦门沙河段6m水深浚深为12.5m后回淤量很大, 这些与拦门沙河道动力结构环境、河口和海域再悬浮泥沙补给有关;局部河段出现强冲和强淤现象, 与近期河口工程建造有关。所以, 长江河口近期正处在对自然因素变化和人类活动增强的自我缓慢地自动调整和适应过程之中。故然, 开展此类研究有其重要的现实意义。     

长江河口拦门沙河床淤积和泥沙再悬浮过程

利用近２０年来长江河口所观测的地形、水文、悬沙和河床沉积物资料,着重对１９８８、１９８９、１９９６和１９９７年最新观测资料进行计算分析。结果表明,长江河口航道拦门沙河段来水沙量大,潮流作用强,潮波变形明显,水流挟沙力强。该河段潮流速随时间和空间变化,又处在盐淡水交换地带,流域和海域来沙在此河率时淤时冲,悬沙与床沙交换频繁,表现在涨急、落急时可床淤积层泥沙再次起动悬浮,憩流时只河床,在一个潮周期中含     

珠江磨刀门河口水位分布演变特征及其对人类活动的响应*

河口区水位受径流、潮汐、地形、人类活动等多因素影响, 其空间分布结构及变化复杂。作为河口动力结构的重要参数, 水位分布演变特征及机制的研究对水资源高效开发利用和河口治理具有重要指导意义。文章基于珠江磨刀门河口沿程马口、甘竹、江门、竹银、灯笼山和三灶6个测站1965—2016年月均余水位数据及马口站的月均流量数据, 分析人类活动影响下水位空间分布的异变, 采用双变量线性回归模型定量辨识水位分布异变的主要影响因素, 并初步讨论人类活动、动力结构、地形变化之间的相互耦合关系。结果表明, 基于平均水面形态变化参数(即曲率)可较好地指示河床冲淤变化趋势, 河段平均曲率为正, 指示河床趋于淤积, 曲率为负, 河床趋于冲刷侵蚀; 围垦、大规模挖沙、河道疏浚等强人类活动前, 磨刀门河口上、下段坡降大于中段(江门—甘竹段), 即中段存在一个水位坡降变缓的区域, 枯季低流量时中段水位坡降出现由海向陆方向的倒坡降, 强人类活动后, 余水位空间分布结构发生异变, 中段坡降增大、低流量时的逆坡降消失; 强人类活动引起的河床地形变化是磨刀门河口沿程水位空间形态发生变化的主要原因, 使口门段(三灶—竹银)和河口上段(甘竹—马口)水位曲率分别减小0.41×10^-4m·km^-2和1.04×10^-4m·km^-2, 河口中段(竹银—甘竹)水位曲率增大0.21×10^-4m·km^-2, 沿程曲率由正(下凹)-负(上凸)-正转变为负-正-负, 沿程河床也随之由淤积-冲刷-淤积趋势转变冲刷-淤积-冲刷趋势。     

黄河河口演变 Ⅱ.河口水文特征及泥沙淤积分布

黄河河口三角洲的演变过程是在特定的黄河水、沙条件及海域水动力诸要素共同作用下形成的。研究黄河河口水、沙条件及其海域诸水文要素变化过程,是认识三角洲演变的重要依据。而三角洲上各条流路的演变和泥沙淤积分布又是黄河特定的水沙条件、海域动力条件、地貌特征等综合作用的结果。     

潮汐河口水流挟沙力研究

本文将潮汐河口与无潮稳定流相比较,分析了潮汐河口区水流、泥沙运动的特点,并根据水流泥沙运动的基本理论和能量守恒原理,对潮汐水流挟沙规律进行了探讨,初步建立了比较适合于潮汐河口区的挟沙力公式的一般形式:。式中K和m分别为与水流边界条件有关的系、指数。通过与国内外有关潮流挟沙力公式比较,表明所建立的公式结构较为合理。经珠江口实测资料的验证,表明本公式能够较好地反映潮汐河口的水流挟沙规律。     

黄河河口三角洲海岸的发育及其对上游河道的影响

河口三角洲河床演变的特点主要是泥沙在河口区堆积而造成的河口延伸。各河口的河流及海洋条件差别很大,河口延伸的情况也迥异。河流输沙量小的河口三角洲,其延伸速度很慢,往往要数百年、甚至数千年才能表现出明显的变化。多沙的河口三角洲,情况则大为不同。亚马孙河、密西西比河、布拉马普特拉河及长江都是入海沙量较大的河流,     

潮流作用下河口是沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和海岸,海底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先进行泥沙淤积问题的研究。本文采用潮流作用下不平衡方程式、挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,在对二维悬沙不平衡输沙方程和海底变形方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。在此基础上,将该模型应用于实际水域,结果表明,该数学模型能够模拟河口的悬沙运动规律和冲淤变化,对于水流较大的海域该模型有一定的应用价值     

现行黄河口滨海区冲淤时空演变及其影响因素

自黄河入海流路人工改道清 8 汊后，受自然因素变化和人类活动干预影响，入海水沙出现新的情势，河口滨海区水下地形也发生相应调整。本文基于 1997—2018 年实测水深断面资料，建立水下地形数字高程模型 （DEM），综合研究了黄河 口滨海区冲淤的时空演变及其影响因素。结果表明，1997—2018 年黄河口滨海区整体呈淤积状态，累积淤积量为 5.36 * 108 m3。从时间上来看，水下地形演变经历 3 个阶段：缓慢冲刷 （1997—2002 年）、快速淤积 （2002—2007 年）、缓慢淤积 （2007— 2018 年）。从空间上来看，现行河口区呈淤积状态，而孤东近岸和老河口区呈冲刷状态。在水下地形不同的发展阶段，维持冲淤平衡的临界输沙量也有所不同，调水调沙之前为 1.65*108t/a，调水调沙以来为 1.09* 108t/a。来水来沙对河口滨海区的冲淤演变起着主导作用，2016—2017 年调水调沙中断，河口滨海区大面积冲刷。2018 年防洪调度的实施使水下地形迅速淤积。黄河口滨海区演变除了受来水来沙的直接影响，还受泥沙粒径和口门位置的影响。     

长江河口北港北汊河势演变及趋势分析

在分析长江口北港北汊河段实测水文资料及1977-2013年海图基础上,研究近30多年来该河段河势演变趋势及其影响因素。结果表明:(1)历史上,北港北汊河段经历了团结沙与北港北沙的交替更迭;(2)北港北汊是一个典型的复式河槽,其上段1995-2006年以冲刷为主,2006-2013年以淤积为主;中段1995-2013年均以冲刷为主;下段变化不大。(3)洪水导致了北港北汊复式河槽格局的形成,而北槽深水航道北导堤和横沙东滩促淤圈围工程限制了北港落潮水流通过横沙东滩串沟进入北槽,进而导致北港北汊分流增加,是北港北汊发展的重要因素。     

2020年黄河水量调度对河口水文特征的影响及沉积效应

由于水利工程的影响，黄河的调水调沙通常都集中在较短的时间内进行，大量的泥沙与淡水输入到黄河口海域，使得该区域成为水文要素特征和地貌变化最为剧烈的区域之一。根据2020年大量的水文实测和地形资料，分析了黄河口海域温度、盐度时空分布变化规律和水下地形冲淤演变特征，探讨了黄河入海水沙对黄河口海域盐度分布和水下地形的影响。研究发现，2020年黄河水量调度极大改变了河口盐度及其分布，低流量时期盐度整体较高，低盐区分布范围有限；高流量时期盐度显著降低，低盐区水体范围明显扩大，满足了河口环境水流需求。黄河口海域2019-2021年整体呈淤积状态，现行河口区出现淤积，而孤东近岸、老河口区及离岸较深的海域呈冲刷状态，入海泥沙情势的变化对河口及毗邻海域的冲淤特征起着主导作用。     

珠江口磨刀门月际尺度地貌演变研究

本文基于二维波流耦合泥沙数学模型对磨刀门河口月际尺度地貌演变进行了模拟研究。结果表明:（1）枯季，无波浪作用下，磨刀门河口总体呈淤积状态；波流耦合后，磨刀门河口整体由淤积转为以冲刷为主。洪季，无波浪作用下，磨刀门河口除西汊外均呈淤积状态；波流耦合后，拦门沙内坡与中心区转为冲刷状态，整体仍以淤积为主，但总淤积量减少；（2）月际尺度上，地貌变化幅度为厘米级，洪枯季具有明显差异。不考虑波浪作用下，磨刀门河口洪、枯季均以淤积为主，但洪季淤积幅度更大；波流耦合后，磨刀门河口呈洪淤枯冲的格局；（3）空间上，拦门沙外坡洪淤枯冲，拦门沙顶洪季淤积、枯季变化不大，内坡洪枯季均为冲刷。此外，拦门沙内坡以径潮流作用产生的底切应力为主，外坡以波浪作用引起的底切应力为主。     

沉积物矿物特性对淤泥来源定量计算的探讨

在河口地区判别泥沙来自于哪一沙源,对于岸线规划和航道整治显得尤为重要。而在这一水域中,由于入汇的河流众多,这些河流所挟带的泥沙在径流,潮流、波浪等因素的作用下,各河流泥沙淤积范围和淤积数量难以确定。本文根据各流域来沙中各重矿物含量不同的原理,采用均方差最小的方法,推导了计算各河流在任一水域中泥沙沉积的比例,并以伶仃洋交椅沙附近水域的沉积泥沙中的各种重矿物含量、进入伶仃洋诸河流水流所挟带泥沙中的各重矿物含量为例,说明这一水域中各河流挟沙的比例。这一计算与目前已有的定性分析结论相一致。     

清水沟流路河口河道主槽冲淤调整及其对水沙条件的响应

通过分析黄河口利津水文站1950—2006年水文、泥沙资料和1976—2006年利津至清7河段固定断面资料,结果表明:清水沟流路行水以来,进入河口区水沙通量总体偏低,来水来沙更集中于汛期,尤以泥沙量为甚,水沙搭配也较以前畸高;河口河道主槽淤积明显,且绝大部分淤积在CS7-清7河段,全河口段共淤积泥沙量为3.15亿m3,其中汛期淤积1.12亿m3,非汛期淤积2.03亿m3;河口河道主槽冲淤过程可分为4个阶段,即汛期强烈淤积、非汛期适度调整(1976—1979年),汛期强烈冲刷、非汛期强烈淤积(1981—1985年),汛期与非汛期持续淤积(1986—1996年),以及汛期冲刷、非汛期淤积(1996—2006年),并有2年期的"记忆"效应;河口河道主槽冲淤量与径流量、输沙量和来沙系数存在部分线性或秩相关,但来水来沙数量和水沙搭配参数并非为影响主槽冲淤的主要决定性因素,水沙过程、河床边界条件和人类活动干预等因素在主槽冲淤变化过程中起着更为重要的作用。     

磨刀门河口在20世纪60至70年代的演变模拟与动力地貌过程分析

使用长周期动力地貌模型(long-term morphodynamic model),再现了磨刀门河口1964—1977年的演变过程,并从水动力、地形演变规律以及人类活动等角度系统分析了长周期地貌演变过程。模拟结果显示在1964—1977年磨刀门河口鹤州至交杯沙浅滩和上沟快速淤积,13a的平均淤积厚度均在40cm以上,与之相反,横洲水道杧州至大井角段和上沟东部深槽冲刷明显。磨刀门河口演变季节性特征明显。在洪季浅滩淤积,深槽冲刷;在枯季滩槽都处于淤积状态。演变过程中各种基岩岛屿使动力结构和演变规律呈现多元化,同时人类活动对整个区域的演变起到了重要的作用。     

不同类型建闸河口闸下淤积模拟计算

针对闸下淤积问题建立三维水动力和泥沙数学模型,在挟沙能力公式中考虑浮泥的影响,采用枚举法和最小二乘法相结合率定公式中的参数,较好地反映了建闸河口概化物理模型闸下三维水流和含沙量分布.采用该数学模型研究了短引河河道型、短引河滩槽型和长引河河道型三种类型建闸河口闸下淤积特性.结果表明,在计算条件相同的情况下,建闸河口闸下淤积速率和淤积总量与闸下河道长度、滩槽宽度有关;短引河河道型闸下初始淤积速率最大,长引河河道型闸下初始淤积速率最小;长引河河道型闸下累积淤积厚度最大,短引河滩槽型闸下累积淤积厚度最小;长引河河道型闸下河道淤积总量最大,短引河滩槽型闸下河道淤积总量最小;闸下河道两侧滩地的归槽水对闸下河道减淤作用明显.     

北仑河口北冲西淤形成与环境因素的影响分析

研究发现,北仑河口的泥沙主要来源于二个方面,一是北仑河及其周边小河径流挟沙;二是潮流和波浪联合作用掀沙。径流挟沙比潮流和波浪掀沙大。夏季汛期,由径流带入的泥沙大部分在航道附近落淤,形成河口大片浅滩。自20世纪80年代以来,随着城镇化建设加快,沿河用水逐年增多,河流输沙显著减少。而受潮流影响的主航道,偏向中国一侧,在上游供沙少的情况下,不断加大河底冲刷,造成河口北冲西淤的发展态势。     

黄河囗演变对河口水化学环境的影响

1855年以来黄河河口已经历了10余次大型改道,1950年以后改道3次。由于黄河口多次改道,尾闾往复摆动,黄河泥沙在河口大面积淤积(占总来沙量的20%),形成了现代黄河三角洲。黄河口的演变对河口海区的理化和生物环境均产生了一定影响。本文主要根据1959年农业部黄海水产研究所等单位1)和1984年中国科学院海洋研究所的调查资料(沈志良等,1989;李全生等,1986;任广法,1987),对黄河口1964年和1976年两次改道给河口海区水化学环境及生物生产力造成的影响作初步讨论。     

长江口年代际冲淤演变趋势预测与应对策略

受流域来水来沙条件变化及河口大型工程建设的综合影响,长江口呈现新的冲淤格局,为预测未来演变趋势,本研究基于前期研究中建立的长江口年代际冲淤演变预测模型（Delft3D）,未来情景考虑不同来沙量条件和相对海平面上升速率。预测结果表明,到2035年长江口整体以冲刷为主,口内河段主槽和浅滩边缘冲刷较明显,仅高滩局部淤积;到2050年口内河段保持净冲刷状态,拦门沙地区在现状来沙量条件下略有淤积,但在极端低来沙量条件下转变为净冲刷状态,海平面上升对拦门沙地区冲刷具有一定抵消作用,但不会使冲淤状态产生本质改变。本研究分析认为,长江口局部区域未来冲淤趋势可能对河口综合治理与保护产生不利影响,针对新格局条件下的滩槽河势稳定、重要洲滩保护、重大工程安全评估、冲刷致灾研判以及海堤防护标准再评估等方面提出了对策建议,可为新时期长江口综合治理与可持续发展提供参考。     

河口海岸凸体冲刷坑最大深度及形态

河口海岸山体凸体的冲刷坑最大深度及其形态,可以近似看作是在潮流作用下非溢流丁坝的坝头冲刷坑。已有丁坝坝头冲刷坑最大深度的计算公式未考虑往复潮流及含沙水流的作用,首次提出考虑悬沙含沙量的影响,同时对其冲刷坑形态提出了计算方法,经过对6个浙江省河口、海岸和海湾内凸体形成的冲刷坑最大深度及形态的验证,结果计算与实测值十分吻合。应用本文公式定量地解释了丁坝长度减少、含沙量年内变化和其他各因素变化对冲刷坑最大深度、形态等变化的定量影响。