黄河三角洲孤东及新滩海岸侵蚀机制研究

黄河三角洲孤东及新滩地区是黄河1976年以来清水沟流路河口新淤积的滩涂地带。根据孤东及新滩海域1997—2003年16个海岸剖面的实测地形资料以及利津水文站的水沙资料，阐述了黄河口尾闻改道清8出汉后，孤东及新潍海岸剖面的冲淤演变过程，并从动力地貌的角度对其冲淤过程和机制做了重点研究．结果表明，1998年以后，除新口门附近轻微淤积，其它岸段均遭到不同程度的侵蚀．清水沟老河口附近剖面表现为上冲下淤的侵蚀类型；其余侵蚀剖面形态则表现为均衡侵蚀型．近年来黄河入海水沙量的减少以及1996年河口流路的改变，调整了入海水沙、海洋动力和海岸地形之间的动态平衡，海洋动力相对增强，从而导致海岸侵蚀后退。     

黄河口门位置及入海径流变化对莱州湾盐度分布的影响

2020年黄河丰水期入海径流量是往年平均值的2倍以上,必然会引起河口水动力和盐度分布的动态变化。本作者基于有限体积海岸海洋模型(Finite Volume Community Ocean Model,FVCOM),模拟2020年黄河冲淡水在丰水期和枯水期的扩散情况,研究黄河口以及莱州湾海域的盐度分布状况变化,以及径流量变化和口门变迁对黄河冲淡水扩散的影响,模型结果与观测结果吻合较好。模拟结果表明,黄河口西北侧潮流沿岸线方向,随着涨落潮呈西北-东南向往复;黄河口以南包括莱州湾的潮流均随着涨落潮呈东北-西南方向往复。高流速区域主要集中在黄河口和莱州湾北部,在0.5 m/s以上。在余流作用下,大量的黄河冲淡水会涌入莱州湾,丰水期时27psu等盐线包络面积占到整个莱州湾的1/4左右。径流量和风的变化主要影响羽流的扩散面积,而口门的变迁会改变其扩散方向。黄河冲淡水经北向口门入海主要影响莱州湾区域,经东向口门入海更多地会向北扩散。通过对2020年黄河口及莱州湾海域盐度分布的分析,为黄河入海径流管理及莱州湾渔业资源保护提供科学参考。     

影响黄河三角洲海岸带冲淤速率的因素

影响黄河三角洲海岸带冲淤速率的主要因素是黄河的输沙量和海洋动力。此外 ,海平面相对升降、地形地貌特征、地质特征、植被情况、人类活动等因素也有明显影响     

黄河三角洲海岸剖面类型与演变规律

根据1976-2002年黄河三角洲滨海区36个断面的地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,运用动力地貌学的方法,对黄河三角洲海岸剖面形态及冲淤演变进行了研究。结果表明,黄河三角洲海岸剖面可分为建设型、破坏型和稳定型三种基本类型。建设型海岸分布于行水河口,等深线向海推进的距离取决于入海泥沙的堆积过程与海洋动力对泥沙的侵蚀过程两者之间的对比;破坏型海岸主要分布于停止行河不久的废弃河口附近,剖面侵蚀深度与海洋动力条件尤其是潮流流速大小密切相关;而稳定型海岸主要分布于长时间不行河的湾湾沟口附近和广利河以南岸段,前者受河海动力因素影响较小,而后者主要与莱州湾潮流流场有关。     

东营港海域冲淤特征

东营港附近海岸是典型的粉砂质海岸,其周边海域泥沙运动活跃,岸滩冲淤变化显著。近年来,海岸工程建设对其沉积动力环境造成显著影响。基于东营港海域2007年和2015年实测水深数据,利用水深地形对比、数值模拟和流速对比的方法,探讨了东营港海域冲淤特征及其影响因素。结果表明:研究区整体呈近岸侵蚀、离岸淤积的状态,自飞雁滩向东营港。其冲淤平衡点水深由9m变化至6m;飞雁滩附近海域泥沙易于起动,海底侵蚀增强,侵蚀产生的泥沙有随SE向流运移的趋势;研究区最大波浪破碎水深为6m左右,东营港附近海域冲淤平衡点水深与该水深相对应;海岸工程建设造成局部海域冲淤趋势改变,东营港防波堤堤头周围海域侵蚀强烈,堤坝两侧显著淤积。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(工)--模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

冬季黄河口及邻近海域悬浮体粒级组成和分布研究

利用LISST—100激光粒度仪于2006年11月在黄河口及附近海域进行现场粒度调查,揭示了冬季低流量下悬浮体粒度组成和空间分布特征,分析了其制约因素和沉积动力学意义。研究表明,黄河口悬浮体平均粒径为3.00Φ—6.41Φ,平均值为4.66Φ;粒度分布为非正态分布,在表层、中层悬浮体的粒度分布呈双峰和三峰两种模式,在底层则为单峰模式和双峰模式;在表层、中层悬浮体的搬运方式以递变悬浮为主,在中层有少量为跳跃搬运,而底层的悬浮体主要以跳跃搬运为主。黄河口悬浮体粒度组成受底质类型、冲淤状态、黄河径流、海洋动力以及絮凝和生物作用等多种因素的共同影响。     

黄河水下三角洲北部区域海底地形冲淤变化研究

为了明确黄河水下三角洲北部区域海洋动力对海底地形变化的影响,采用2009年黄河水下三角洲北部区域高精度水深地形资料,与2004年水深地形资料进行对比分析。同时,利用2009年对表层沉积物的粒度分析,结合该区域的水文潮流特征,对该海区悬移质泥砂引起的冲淤变化进行了预测。研究结果表明该区域经过多年的冲淤调整正逐渐达到冲淤平衡,形成稳定的粉砂淤泥质海岸,但在大风大浪引起的恶劣海洋作用下,本区仍然经历着缓慢的冲刷过程。埕北海域在CB151平台附近形成一个冲刷中心,冲刷深度超过1 m;孤东海堤外侧海域,自陆地向等深线12 m区域均发生轻微冲刷作用,尤其是海堤根部,由于波浪的累加作用,冲刷最为明显,最大冲刷深度可达1.5 m以上。     

长江口南汇嘴潮滩短期冲淤演变及其动力机制研究

潮滩地形的冲淤演变规律可以在一定程度上反映动力作用与地貌特征之间的相互耦合机制.根据近几年在长江口南汇嘴潮间带多断面连续观测资料,探讨区域内潮间带滩地的近期冲淤演变特征及其主要影响因子.研究结果表明:(1)南汇嘴潮滩近期主要呈现淤涨态势,而且年内过程季节性差异明显;受区位差异影响,不同观测断面的潮滩冲淤演变呈现特征不尽相同,断面1冲淤变化最为显著,年最大冲淤厚度均在10cm以上;(2)在波浪、潮流的作用下,区域内沉积物很容易被掀动悬扬,而且输沙环流系统的存在有利于悬沙向浅水区输运且在该区域内沉降淤积,从而为潮滩发育提供泥沙来源;(3)受"碧利斯"台风引起的风暴潮天气影响,研究区域内潮滩出现"大冲大淤"现象,即台风强侵蚀期过后滩面高程短期内恢复明显.由此可见,潮滩短期冲淤演变特征是各种动力因素作用下的综合体现.     

黄河口拦门沙的形成机制

本文根据河口水文泥沙同步观测资料,分析了黄河口拦门沙形成的动力条件和过程,较详细地论证了泥沙在双向动力平衡位置——涨潮上溯流滞流点附近沉积的动力机制.同时阐明了河口沙嘴冲淤变化的情况.其结论可作为黄河口治理的科学依据.     

黄河入海径流对河口海域盐度影响研究

为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km²,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km²;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。     

基于遥感和GIS的黄河口最近20年淤蚀时空动态及水沙影响

为研究黄河口近20年来的淤蚀动态,实现对黄河口海岸线的长期动态监测,分析其变化的影响因素,基于Landsat TM、ETM+以及OLI遥感影像数据,在ENVI环境下,利用一般高潮线法、缨帽变换、监督、非监督分类以及目视解译等方法,提取1998-2018年时间间隔为2年的11个时相的海岸线,并在ArcGIS中进行叠加分析,完成了对近20年黄河口海岸线的动态监测与变迁分析。结果显示:1998-2018年黄河口海岸线变化具有明显的时空差异性,淤进与蚀退并存。总体看,黄河口研究区总面积自1998年至2018年总体呈向内陆蚀退的趋势,海岸线总长度缩短15.73 km,总面积减少65.37 km~2;淤积主要发生在黄河入海口的沙嘴处,冲淤强度自2004年开始逐渐减弱;入海口南部的沙嘴侵蚀现象严重,侵蚀强度自2010年有所减弱;孤东大堤附近海岸线没有明显的淤蚀变化。黄河来水来沙与海浪侵蚀作用是影响河口陆域面积变化的主要驱动力,近年来人类活动也成为河口岸线演变的重要影响因素。本研究为实现黄河口的合理规划,科学开发黄河口岸线资源提供了科学依据。     

广利河口拦门沙的沉积特征与冲淤过程的研究

为给广利河口航道的建设提供科学依据,通过对研究区现场调查,查明了广利河口拦门沙水动力特征、海底地形、底质特征和地层垂向分布特征。在进行沉积物分析与历史资料对比分析的基础上,探讨了拦门沙体的沉积特征和冲淤过程。分析认为,广利河口拦门沙是在浅海-潮坪基础上接受广利河、支脉河和溢洪河携运泥沙堆积而成,海岸滩涂沉积物和黄河口水下岸坡物质对拦门沙的发育也产生了一定的影响。在河流和海洋动力作用的改造下,现在拦门沙基本进入冲淤平衡时期。但近期由于人工因素的影响,拦门沙顶出现暂时的淤积。研究结果还表明：拦门沙体北侧水动力作用明显强于南侧,航道设计为东偏南较好。     

华南岬湾海滩冲淤演变特征及其机制分析—以南澳岛前江湾为例

岬湾海滩在华南地区普遍分布,众多海滩面临侵蚀退化问题,对其海滩冲淤演变特征及机制的研究具有重要的现实意义。本文以粤东重要的旅游海岛南澳岛南部的前江湾为研究区,利用滩面调查、遥感影像数据与历史海图和实测水深数据,研究1970—2022 年海滩冲淤特征,并从水动力、沿岸输沙、稳定岸线形态等方面,探讨人类活动对海滩冲淤演变的影响机制。结果表明：前江湾海滩蚀淤演变在东南沿岸码头防波堤海岸工程建设前后呈现不同的空间变化特征,切线岸段前期侵蚀、后期侵蚀加剧,弧形岸段前期淤积、后期侵蚀;人类海岸工程造成的岬角位置变化和沿岸输沙受阻是影响海滩蚀淤演变的主要机制,导致岬湾岸线平面形态变为不稳定状态,区域沉积物的亏损也加剧了海岸失衡;自东向西的沿岸输沙的不均衡对其海岸线演变的空间特征起控制作用。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

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。     

黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测

黄河淤积造陆形成黄河三角洲,黄河三角洲地区表层均为第四系全新统松散沉积物,以细颗粒的粉砂为主,呈松散—稍密状态,孔隙度较高,稳定性较差,极易受到海洋动力侵蚀造成海岸蚀退。随着黄河断流天数逐年增多,使黄河来水来砂量逐年递减,在黄河淤积和海洋动力交互或共同影响下,现代黄河三角洲海岸线迅速地发生着淤进蚀退交替的演变。自1976年黄河人工改道走清水沟流路以来,黄河三角洲河口段海岸线总体处于淤进状态。对河口地区1986—2004年间遥感图像进行比较分析,发现有关岸线位置的原始数据间存在近似的二元一次线性相关关系,通过建立回归模型,对2005—2010年河口地区海岸线形态进行了演变预测。预测结果表明,2005—2010年间黄河三角洲原河口沙嘴前端处于蚀退状态,而北汊1流路附近有一直淤进扩张的趋势。     

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。     

黄河口滨海区冲淤演变与潮流不对称

涨落潮不对称是河口滨海区流场的重要特征,在泥沙输运和地貌演变过程中扮演着重要的角色。本文基于实测水深地形、沉积物粒度、水文泥沙观测等资料,分析了黄河口滨海区的冲淤变化、泥沙输运和沉积物特征。同时,本文利用Delft 3D模型模拟了黄河口滨海区的流场,并计算了不同条件下涨落潮流速的不对称分布,结合上述分析,探讨了黄河口滨海区冲淤演变的动力机制。结果表明:现行黄河口至莱州湾滨海区相间分布多个淤积和侵蚀中心;黄河口滨海区存在显著的涨落潮流速不对称现象,现行河口外为涨潮优势流分布区,并呈舌状向南部莱州湾方向伸展,而近岸和莱州湾则普遍为落潮主导;黄河口滨海区的冲淤变化很大程度上受涨落潮流速不对称空间分布及涨落潮优势流转换所控制;强北风作用增强和扩展涨潮优势,促使莱州湾淤积和沉积物粗化。