浅谈茅尾海综合整治对海水水质的影响

2011年11月至2013年6月对茅尾海海域进行了调查,对海水中的温度、盐度、pH值、油类、无机氮和磷酸盐进行了分析。结果表明,茅尾海综合整治工程的开展有助于其周边水质状况的改善,水质大部分符合国家二类海水水质标准。环境因子突变值多发生在河口区和生活区,受人类活动影响显著。     

茅尾海生态修复工程对冲淤影响的数值模拟研究

基于MIKE 21FM模型建立了茅尾海海域二维水动力模型,通过验证,结果与实测资料吻合良好。利用建立的水动力模型分别模拟出生态修复工程完成前后该海域的流场,并对比其变化情况。基于已建立的水动力模型,耦合泥沙输运模块建立茅尾海冲淤模型,分别模拟了生态修复工程前后茅尾海海域在波流共同作用下的泥沙输运情况。对比结果表明,工程的实施能够极大地避免岸滩冲刷,有效保护红树林。     

广西钦州湾围垦工程对茅尾海潮汐动力参数的影响

北部湾茅尾海是中国南方重要的经济开发区,兴建有滨海新城和多个港口码头,近年来围垦开发严重。本研究通过建立二维水动力数值模型系统,分析重要潮汐动力参数,对比研究1985年与2020年间钦州湾围垦和港口建设对当地水动力环境的影响。结果表明：经过围填海和港口工程之后,茅尾海的潮差变化较小,略微增加了0.05 m左右;全日分潮K1、O1及半日分潮M2、S2是影响钦州湾潮汐动力较大的驱动力,围垦后在茅尾海内海地区都略微增加了0.02~0.03 m,其中K1、O1是影响茅尾海的关键潮汐动力参数,敏感性测试分析表明三墩公路建设、钦州港海岸围垦和核电厂导堤建设对茅尾海潮差增加贡献率大致占60%、20%和10%;同时,围垦对束窄钦州湾航道具有一定的优化效应,围垦后钦州湾外湾三条水道峰值通量都明显增加,形成航道束水攻沙效果,对通航和维护主航道稳定性具有一定优势。因此,仅从潮汐动力参数变化角度分析,目前的围垦和港口工程迎合了当地河势特征,对潮汐动力场扰动较小,具有优化局部水动力场环境和提升通航安全性作用。     

广西钦江河口枯季水动力特征及其对冷空气的响应

河口作为陆海相互作用的关键带,是河流入海泥沙及污染物的主要归宿地。钦江作为广西第二大河流,在茅尾海资源开发利用和生态环境保护与修复中发挥着重要作用。为进一步认识钦江河口地区的沉积动力过程,2021年10月27日至12月8日在此展开水动力和水体环境要素的连续观测。现场观测与分析结果表明,观测期间钦江河口潮汐类型为正规全日潮,浅水分潮显著,平均潮差为3.07 m,具有落潮优势;潮流以全日分潮流为主导,平均流速为0.12 m/s,运动形式主要为往复流;余流流向主要为西南方向。钦江河口潮汐和潮流性质较外湾和茅尾海中部海域全日潮特征更显著。枯季期间河口表层沉积物随潮汐运动表现为侵蚀-沉降交替的变化规律,垂向上侵蚀通量大于沉降通量,水平方向上悬沙净向海输运。冷空气过境带来的降雨使得钦江河口水体盐度降低、浊度增大,悬沙浓度及输沙量增加,同时冷空气南下时北风增强引起钦江河口减水效应并使潮差略有增加,水动力强度增大,增加表层沉积物的活动性,从而引起底部沉积物再悬浮强度和频率增加。     

钦州湾水交换能力数值模拟研究

基于普林斯顿海洋模式（Princeton Ocean Model,POM）,以M₂、S₂、K₁、O₁、M₄和MS₄ 6个分潮为驱动,建立了包含漫滩处理的高分辨率钦州湾水动力模式。与现场观测的数据对比表明,该模式能较好地刻画钦州湾的水动力特征。在此基础上建立了水质模型,模拟钦州湾的水交换过程。模拟结果表明:钦州湾水交换能力整体上较强,整个湾平均的水体半交换时间约为18 d,水体平均存留时间为45 d。空间分布上,钦州保税港区以南海域水交换能力最强,半交换时间小于1 d;沿着水道向北,水交换能力逐渐减弱;茅尾海中部半交换时间为26~28 d;茅尾海的东、西、北3个部分存在水交换滞缓区,半交换时间超过50 d。数值实验表明,采用漫滩技术对准确模拟钦州湾潮流速度和水交换能力非常重要,不考虑漫滩过程会低估钦州湾的潮流速度和水体交换能力。水平扩散系数对流速及交换时间都有影响,但影响有限。     

基于WebGIS的象山港综合整治决策支持系统的建立及应用

近年来,生态环境问题对象山港的经济发展造成严重影响。为更好地开展整治工作,文章基于ArcGIS、JavaScriptAPI软件和Dreamweaver、Eclipse开发平台,综合运用Java、JavaScript等语言,构建基于WebGIS的象山港综合整治决策支持系统。该系统采用基于Java EE的4层结构体系,用户可以通过页面的简单操作实现海洋地理信息的显示和查询、问题的综合诊断以及整治方案的查询,并对整治方案进行数值模拟和海洋环境影响评价,最终形成一个完整的辅助决策报告。该系统的显著特点是在嵌入完全自动化的数值模拟程序的基础上,实现从问题诊断、方案确定到方案预测和评估的全过程,在其建立的较全面的海洋环境综合评价体系下可对象山港综合整治工作的开展起到重要的指导作用。     

湛江海区海岛潮间带表层沉积物特征及对沉积环境的指示

为全面揭示潮滩沉积物粒度数据中蕴含的水动力环境信息以及水搬运方式与粒径的对应关系,采用了C-M图解、粒度累积曲线、R型聚类分析和R型因子分析等方法,对湛江海区海岛136个潮间带表层沉积物粒度样品进行综合分析。结果表明,弱水动力沉积的细粒组分含量稳定,受海水扰动影响,粗粒组分含量不稳定;C-M图解、粒度累积曲线及因子分析反映的水动力环境一致,潮间带主要有三种沉积物搬运方式:悬移、推移和跃移,悬移对应的粒径为5φ~>11φ;推移对应的粒径为<1φ~1φ;跃移对应的粒径为2φ~4φ。因此,潮间带对沉积物粒度特征的综合分析能较好地指示水动力环境。     

青岛即墨月亮湾岸滩开发利用与岸线整治保护工程方案分析

从整治工程区海域由于受潮流、波浪影响侵蚀和严重蚀退的海岸线,防治现状岸线入手,对工程区域的工程环境进行了综合研究,对岸滩开发利用整治与岸线保护工程方案进行了比选分析.结果表明,该工程区域采用斜坡堤护岸结构形式对岸线进行保护是较合理的.这样,可以对优化工程环境,保护当地的海洋岸线,防治岸线蚀退,美化岸滩自然环境取得更好的...     

基于Landsat影像的茅尾海河口地貌演变研究

为了揭示茅尾海河口1987~2015年间的地貌格局演变和冲於演变,基于Landsat TM/OLI等多期遥感影像,结合海图、波段比值线性水深反演模型,对28年来茅尾海河口面积变化、地貌类型转换趋势、地貌冲淤演变过程进行了分析。研究结果表明:在1987~2015年间河口面积逐渐缩小;地貌类型转换趋势方面主要表现为潮沟向淤泥滩、河口沙坝的转化,淤泥滩向红树林滩转化;地貌冲淤演变方面,红树林滩淤积面积较大,达20.78km²,淤泥滩的冲刷作用显著,冲刷面积达26.78km²。研究结果可为未来茅尾海资源的开发建设、整治保护提供理论依据。     

潮流对老虎石海滩养护工程响应的数值预测

为研究老虎石海滩养护工程对老虎石浴场及周围岬湾的水动力环境的影响,利用MIKE 21建立工程区海域二维潮流数学模型,通过实测流速、流向对模型进行验证,将验证后模型参数运用到工程设计方案下潮流场的模拟,比较分析工程前后水动力环境的变化。潮流场比较结果表明,修建潜坝会使得工程及其附近的潮流场发生小幅变化,但对该海域整体的潮流动力环境影响甚微。工程后老虎石海域的潮流动力仍然很弱,对保存海滩上人工养护的泥沙是非常有利的。     

潮流界以下河段航道整治水位确定方法研究——以长江江阴以下河段为例

在总结分析现有整治水位确定方法的基础上,根据潮流界以下河段的水沙运动特性,本文提出一种基于输沙能力的航道整治水位确定方法。考虑上游来水、下游潮汐为独立事件,统计潮流界以下河段上游来水、下游潮汐不同等级组合出现的频率,采用数学模型计算相应组合下河段沿程的潮位、流速过程,以流速四次方代表水流的输沙能力,统计不同潮位等级对应的综合净输沙能力,确定最大综合净输沙能力对应的水位为(最优)航道整治水位。以长江下游白茆沙水道和福姜沙水道为例,计算了所在河段的航道整治水位,并探讨了起动流速对整治水位计算的影响和最高整治水位概念对工程的意义。     

人类活动影响下的钦州湾近期滩槽冲淤演变特征

根据1980年代以来水下地形数据和遥感影像资料, 综合运用遥感与地理信息系统(geographic information system, GIS)、数值模拟等技术手段, 分析了钦州湾近期高强度人类活动影响下的滩槽平面变化和冲淤演变特征, 从动力地貌角度对演变原因进行了探讨。研究表明, 内湾茅尾海近期整体淤积, 2m等深线以浅的高滩淤积强度显著大于其他水域, 局部槽道由于人工采砂和潮流动力增强而出现冲刷。外湾整体以淤积为主, 但强度小于内湾, 滩和槽的冲淤特征差异显著, 西航道、中水道和边滩淤积, 中滩和东航道冲刷。高强度人类活动前后钦州湾涨、落潮量分别减少约4.59%和4.04%, 潮流动力减弱, 导致茅尾海不断淤积; 外湾中部岸线向海大幅推进, 使得中滩涨落潮流流势集中, 潮流速普遍增加0.1~0.2m·s ^-1, 是中滩大范围冲刷的主要原因; 东航道浚深后, 中槽涨落潮流向东航道产生归槽, 导致潮流动力减弱, 中槽萎缩。水平Kelvin数变化表明, 人类活动对外湾东航道和中水道的影响最大, 东航道稳定性增强, 中水道持续萎缩; 西航道受到影响较小, 稳定性基本保持不变。     

三亚三美湾和鹿回头湾人工沙滩设计

通过分析三亚三美湾和鹿回头湾不同的海岸地貌、沉积物类型、水动力条件和岸线形态,结合岸滩演变和水动力数值模型,因地制宜提出不同的人工沙滩设计方法、平面布置方案,选取了粒径合适的回填沙,确定了合理的防波(潜)堤修筑位置和高程。人工沙滩工程完成后滩面形态、岸线走向和景观稳定,达到了改善海岸环境的预期效果。     

利用有限体积模型对狭长海湾填海优选方案的研究

人们在海湾中进行填海活动除了要考虑经济收益等正面效应外,还应顾及海洋环境的改变对人类可持续发展的影响.文中利用三维动边界水动力模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model,有限体积近岸海洋模型)对具有曲折岸线和复杂海底地形的狭长海湾-福建省沙埕港进行了现状水动力模拟和4种填海方案下的预测模拟.在此基础上研究了在各种填海方案下,沙埕港的纳潮量、潮流场、潮位以及水交换率的变化情况,讨论了各海洋要素的变化对港口、航道、红树林自然保护区的影响.最后比较了各填海方案下水文要素的变化情况,发现针对不同的海洋要素,填海方案的优先顺序不同.为了减少填海活动所带来的危害,照顾到各方面的利益,提高填海活动的益损比,需要根据海洋功能区划和当地具体情况,综合考虑多种水动力因子变化的影响.     

威海湾岸滩整治工程冲淤趋势

应用ECOMSED数值模型模拟了威海湾岸滩整治工程引起的岸滩冲淤环境的改变,引用静态平衡岬湾海岸理论分析工程建成后岸线的稳定性,优化了原有方案,进而模拟优化方案建成后海域的冲淤趋势,结果表明,工程的建设改善了岸滩的冲淤环境,整治效果良好.     

整治工程影响下分汊河口水动力变化研究

本文针对分汊河口一侧河道整治工程对工程汊及非工程汊水动力的影响问题,采用数学模型试验方法,建立了潮汐分汊河口概化数学模型,计算了整治工程(双导堤与丁坝)前后水动力变化,分析了主要分潮M2、M4的潮位、流速沿程变化规律以及工程后丁坝局部流速流向特征,讨论了潮波的变形及不对称性。结果显示,整治工程导致工程汊分流比减小,工程区域内流速增加,工程区外流速减小,非工程汊整体流速增加。工程汊的潮流变形及不对称性均较工程前有所增强,导致外海泥沙盐水通过航槽向上游上溯的距离更长,坝田区内流速明显小于航槽流速,并呈明显的旋转流态势,导致坝田淤积。     

钦州茅尾海海域化学需氧量的分布特征及与富营养化的关系

茅尾海海域化学需氧量(COD)时空分布特征及其对富营养化贡献的研究鲜有报道。基于此,根据2017—2018年茅尾海夏、秋、冬、春四个航次调查资料,对COD的时空分布特征进行了研究,分析了COD与环境因子间的关系及其对该海域富营养化的贡献。结果表明,COD浓度和超标率均存在夏季春季秋季冬季的季节变化特征,其浓度在空间上呈现北高南低、近岸高于远岸的分布特征;COD对富营养化的平均贡献率为51.3%,处于中等水平,并随着富营养化的加剧而减小;COD与pH、盐度、溶解氧均存在极显著负相关,与无机氮、活性硅酸盐、悬浮物、石油类存在显著正相关。茅尾海COD分布特征受径流和潮流的双重影响,入海径流、农业生产及海上交通是其主要来源。COD是影响茅尾海海域富营养化的重要因素,营养盐是海域富营养化加剧的主要原因,富营养化结构多年来未发生明显变化。最后,提出部分防治对策以供参考。     

灌河口外航道整治模型试验研究

灌河口外为粉沙淤泥质海岸,口外沙嘴发育,形成主、副槽,拦门沙浅区水深仅2 m左右,波浪掀沙作用强烈,水沙运动复杂。利用波、流共同作用下物理模型试验研究灌河口外拦门沙深水航道整治后水动力变化及航槽回淤,特别是台风浪情况下航道骤淤问题。研究表明:灌河口外海域动力条件、泥沙环境以及工程涉及问题复杂,双导堤配合航槽疏浚整治工程能有效发挥减淤效果,通过双导堤间过流断面积补偿能有效降低工程对新沂河排洪的影响,正常条件下航道开挖年回淤约190~330万方,台风浪骤淤约为180万方,建议导堤根部加高以减少口门附近航道回淤。     

淤积型海湾整治修复效果综合评价——以厦门湾为例

淤积型海湾整治修复属于海域空间整治工作中较为典型的整治形式,有着目标多重、手段多样、效果多面的综合性特点。本研究在分析海湾淤积环境问题成因机理的基础上,系统梳理了淤积型海湾整治修复工程效果评价的流程和技术方法,形成淤积型海湾整治修复效果综合评价技术指标体系,建立了评价模型,并以厦门海域清淤整治工程为例进行应用。研究表明,海湾淤积问题成因、整治措施和修复目标是评价指标体系的关键因素。厦门海域清淤整治工程的效果综合评价指数为84. 2,达到了较好的整治效果。     

长江口深水航道整治工程不同阶段北槽河床冲淤特征的动力机制分析

本文使用数学模型的方法,探讨不同工程阶段(1998年1月至2008年2月)北槽河床冲淤特征的动力机制。应用Delft3D模型建立了精度较高的长江口～北槽三维嵌套流场模型,为分析整治工程对北槽河床冲淤的影响,设计了4个数值试验来计算不同工程节点时北槽海域的流场分析,分别采用相同的外部驱动力(洪季)和不同工程节点的北槽地形与工程配置。通过比较不同工程节点的潮周期平均流场的平面分布、典型横断面分布和航道剖面分布及变化,发现:随着导堤、丁坝工程的建设,新建导堤和丁坝对应区段的主槽水动力显著增强,可见"双导堤+丁坝群"的束流效果明显;新建坝田,受导堤、丁坝影响水动力急剧减弱。不同工程阶段影响下,北槽海域水动力的"强弱变化"分布与同期河床"冲淤变化"格局基本吻合,因此,深水航道整治工程阶段影响下的水动力强弱变化是引发北槽河床冲淤变化的主要动力因素。