河口拦门沙航道整治方案及效果研究

在分析射阳港拦门沙航道一期整治工程建设后航道回淤特征的基础上,通过潮流泥沙数学模型分析研究了二期不同整治方案建设后的水流、含沙量及淤积分布特征,论证了不同方案的整治效果。研究表明:现状条件下由于导堤为潜堤,受越堤水流、口门回流等影响,一期工程建设后航道沿程普遍淤积。在一期导堤的基础上将导堤加高后有利于减小口门段航道淤积;将导堤延长后,淤积最严重的部位年淤强度有所减小,但在新的口门附近航道淤积仍然较严重;将口门宽度缩窄后,口门附近的淤积强度有所减小,但幅度有限;在航道内增加丁坝后,口门段泥沙淤积强度有所减小,但对改善中段航道淤积有限。     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

厦门高集海堤开口改造工程潮流泥沙物理模型试验研究

通过潮汐水流和悬沙淤积物理模型试验,研究厦门高集海堤开口改造工程潮流泥沙问题,研究表明,高集海堤开口后,东、西海域两股水流的汇流区和分流区在高集海堤附近,东海域涨潮流速有所增大,落潮流速有所减小,西海域则相反;随着开口宽度增大,流速变幅增大,开口大于800 m后流速变幅趋缓;海堤开口后净输水方向为自东海域向西海域,有利于厦门湾内水体与外海的交换;高集海堤开口对东渡港区泥沙淤积影响不大.综合分析认为高集海堤开口宽度800～1 000 m较为合适,开口800 m时大潮条件下1d的净输水量约0.91×108m3,东渡北港区港池年平均回淤强度增大0.18 m/a左右,航道淤强增大0.05 m/a左右.     

广利港海域悬沙分布及黄河口泥沙扩散对其影响

基于遥感影像资料和实测水文泥沙资料,对广利河口海域悬沙分布特征和黄河口入海泥沙扩散进行了分析研究.结果得出,在一般天气情况下,广利港海域工程海域含沙量比较低(＜0.1 kg/m3),黄河口泥沙向南直接扩散距离为10～20 km,对工程区无直接影响,但是在大风天气下,广利河口附近海域含沙量会增高至0.5 kg/m3以上,黄河口入海泥沙扩散向南可达30～40 km,最远可达小清河口,对工程区则有一定的影响;从广利港海域含沙量、底质特征、冲淤性质上来看,黄河口泥沙扩散对工程区是有限的,造成航道和港池淤积的主要泥沙来源为风浪和潮流作用下就地泥沙的搬运输移;黄河入海泥沙呈减小趋势,黄河改由“清8断面”入海,黄河入海泥沙浑水主轴线与广利港的距离增加,对工程区的影响趋于减小.     

舟山LNG取水流道泥沙淤积试验研究

液化天然气(LNG)接收站取水流道内水流形态十分复杂,泥沙淤积问题往往难以避免,特别是在含沙量较高水域,流道内回淤泥沙可能威胁接收站的正常运营。结合现场实测资料,建立取水泵站流道内泥沙物理模型试验,模拟了位于含沙量较高海域的舟山LNG取水流道内泥沙淤积强度及其分布特征。研究结果表明,取水泵站内主要淤积部位发生在前池、过滤池末端、吸水间进口和中部以及应急消防泵附近。在LNG运营和停机期间,消防泵和位于吸水间的海水泵均有埋淤风险。结合试验结果和周边已运营LNG取水泵站泥沙淤积及清淤情况,建议在关注区设立射流冲刷装置,可减少人工清淤频次,提高取水安全保证率,从而增加运营效益。     

射阳港区双导堤建设前后冲淤变化及成因研究

基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。     

潍坊港中港区3.5万吨级航道工程对海岸冲淤影响

基于水文气象,水深地形等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了潍坊港3.5万吨级航道工程对周边海域冲淤环境的影响,预测了淤积趋势。研究结果表明,工程建成后研究区流场变化较小,变化主要集中在口门附近。航道骤淤的淤积厚度最大为0.81m。口门内、外平均淤积厚度分别约为0.26m和0.27m。大风淤积量约为290万m3。口门内、外淤积量分别约为41万m3和249m3。     

湛江湾口外落潮三角洲演变特征

基于湛江湾口外海图地形资料,采用GIS与动力地貌分析的方法,研究了近50年来湛江湾口外落潮三角洲的冲淤变化特征,对湛江湾口外落潮三角洲的演变机制进行了探讨。湛江口外落潮三角洲体系包括口外东北浅滩、西南边滩及口门通道深槽。近50年来,东北浅滩东缘及滩顶出现了侵蚀后退,浅滩西缘和南缘呈淤积趋势,东北浅滩整体有西移南扩趋势;西南边滩有不同程度的侵蚀后退;口门通道深槽有所淤积。湛江湾口外落潮三角洲侵蚀与沿岸泥沙供给不足及人类活动影响有关,口门通道深槽淤积除与落潮三角洲侵蚀泥沙向西搬运有关外,还可能与湛江湾内围垦导致口门通道潮汐动力减弱有关。航道北侧东北浅滩变化对航道回淤的可能影响值得关注。     

山东荣成月湖潮汐汊道的时间-流速不对称特征

月湖是山东半岛东端的一个小型潮汐汊道.在月湖进行了潮位、潮汐观测及地形测量,运用两种方法从潮位记录推算出口门落潮主干道垂线平均流速和断面平均流速.发现除涨潮优势型和落潮优势型外,月湖还表现出另外两种时间-流速不对称,即涨潮历时大于落潮历时且涨潮流速大于落潮流速、涨潮历时小于落潮历时且涨潮流速小于落潮流速.月湖的时间-流速不对称特征与不规则潮汐、涨(落)潮的流速跟潮位的匹配关系、汊道口门的断面形态、口门特殊的水流结构及循环过程等因素有关.时间-流速不对称类型的研究,对于理解潮汐汊道系统的沉积动力行为及进行人工整治有一定意义.     

江苏盐城近岸海域水动力特征

通过2018年对江苏盐城近岸海域(射阳港至大丰港之间)布设的4个测流站位夏冬两季连续25 h海流、悬沙浓度的观测资料,对该地区的水动力特征进行了初步分析,结果表明:新洋港到四卯酉河口沿岸的潮流主轴的方向基本与等深线走向一致,呈现明显的往复流特征,射阳港附近站位(JS-YWPY01站)涨潮流以SW向为主,落潮流以NNE向为主;JSYWPY02、JS-YWPY03和JS-YWPY04 3站涨潮流均以SE向为主,落潮流均以NW向为主,JS-YWPY03站和JS-YWPY04站涨潮流流速大于落潮流流速;25 h内出现2次涨落潮,落潮历时大于涨潮历时,而涨潮流速大于落潮流速,最大流速一般发生在中潮位时刻,最小流速均发生在高潮或低潮时刻,测区一带潮汐属于正规半日潮,潮流在观测周期内呈现显著的变化特征。     

长江口北槽一期工程后滩槽沉积物分布特征及其影响因素

根据2000年7月和2001年5—6月份长江口北槽航道及两侧滩地进行的沉积物采样分析结果,对长江口深水航道一期工程实施后的滩槽泥沙交换情况以及在自然与工程双重影响下的沉积物分布情况进行了较为详细的讨论。长江口深水航道工程的实施,影响了长江口尤其是北槽及两侧滩地的水沙条件和沉积物分布。强劲的径流和潮流作用和风浪作用造成航槽及两侧滩地的冲淤转换及沉积物分布的变化;深水航道治理工程的实施使工程段内航槽泥沙粒径粗化,两侧滩地和工程段下游泥沙中值粒径变细,这反映了在工程实施后滩槽泥沙交换的变化。     

淤泥质潮流深槽最大冲刷深度的一个概念模型

以概念模式方法计算了淤泥质潮流深槽的最大深度,探讨了涨落潮流速、涨落潮历时、深槽淤泥质物质粒径、深槽顶底部原始深度、水道长度等因素对潮流深槽最大深度的影响。概念模式的假设条件是:(1)深槽形态为长方体,底部纵向坡度为0;(2)沉积物粒径无垂向变化;(3)只考虑潮流作用的影响,涨、落潮流速在时间序列上呈正弦分布;(4)不考虑细颗粒物质的粘性和絮凝作用。模拟结果显示:(1)涨、落潮历时对深槽最大深度的影响很小。(2)优势潮流流速与最大深槽深度之间存在着幂函数关系。(3)深槽的底质粒径、深槽的长度均与最大冲刷深度呈正相关关系。(4)深槽顶部水深与最大深度呈负相关关系。(5)由于潮汐水道深度与潮流流速和沉积物侵蚀强度之间具有负反馈关系,因此水道冲刷存在着一个极限,即最终可以达到均衡状态。潮流深槽的均衡态特征和达到均衡态所需的时间可运用沉积动力学方法来确定;同时,若应用深槽的真实参数,进一步减少模型的假设条件,可望使该模型具有实际的应用价值。     

Along channel flow and sediment dynamics at North Inlet, South Carolina

In May of 2005, an observational program was carried out to investigate the along channel hydrodynamics and suspended sediment transport patterns at North Inlet, South Carolina. Along channel variability, which is important in establishing sediment transport pathways, has not been characterized for this system. Measurements of water column currents, salinity, bed sediment, suspended sediment concentration, and particle size distribution were obtained over a complete tidal cycle along the thalweg of the inlet entrance. Along channel currents, shear stress and bed sediment distributions vary significantly in space and time along a 3 km section bracketing the inlet throat. Most of the variability is consistent with geomorphic controls such as bed elevation variability and channel width. The highest velocities, shear stresses, suspended sediment concentration and bed sediment grain size are observed in the narrowest section of the inlet throat. Magnitudes systematically decrease along the channel toward the marsh as changes in channel geometry and branching reduces flow energy. Due to tidal asymmetry, the ebb phase contains significantly higher currents and associated sediment transport. Over the complete tidal cycle, depth integrated transport is directed towards the marsh landward of the intersection of Town and Debidue Creek. In contrast, net transport is out of the inlet seaward of this intersection. Sediment grain size distributions show 35% more material less than 63 μm on flood, suggesting net landward transport of fines.     

Bottom Sediment Transport in the Flood and Ebb Channels of the Changjiang Estuary

Nanxiaohong and Nangang main south channel are chosen as the typical flood and ebb channels. Hydrodynamics analysis based on field hydrological and sediment data is conducted with Gao-Collins model to analyse sediment transport trends. Also, the grain size distribution analysis of the bottom sediment sampled in Sep. 2001 is used as the base of the analysis. The result shows that the sediment in Nanxiaohong is from the rive mouth area. The sediment transports upwards with the flood flow which is stronger than the ebb flow, i.e., in the direction of SE-WN. The sediment in main south channel comes from upward. They transport downwards with the ebb flow. which is stronger than the flood flow, i.e., in the direction of WN-SE. The directions, sources and mechanism of sediment transport are identified according to comprehensive analyses of the observed data on hydrodynamics and sediment.     

近百年来黄河改道及输沙量变化对山东半岛泥质楔沉积物粒度特征的影响

对山东半岛泥质楔柱状样进行沉积物粒度分析，并在210Pb测年基础上结合黄河年输沙量、悬浮泥沙粒径、河口位置及沿岸流强弱替代指标等数据研究近百年来黄河改道及输沙量变化对远端沉积区沉积特征的影响。研究结果显示，研究区沉积物粒度的变化是黄河入海泥沙特征和沿岸流等水动力作用共同影响的结果。1884–1939年及1947–1999年，研究区沉积物粒度特征的变化主要受到沿岸流强弱的影响；1939–1947年及1999–2012年，受1938–1947年花园口决堤以及20世纪90年代末以来黄河年输沙量持续偏低致使源区泥沙不足的影响，沉积物粒度相对粗化，与沿岸流强度的相关性减弱。与黄河入海泥沙近端沉积区不同，研究区粒度特征对黄河尾闾改道事件不敏感，且对花园口决堤及年输沙量低于临界值的响应有一定程度的延迟，这与该区沉积物经历了再悬浮过程及中间复杂的物质混合有关。黄河改道及输沙量变化仍然是远端沉积区沉积特征演化不可忽视的因素。     

长江河口北槽水沙过程对航道整治工程的响应

北槽大型航道整治工程确定了南北槽分汊口分流界线, 阻碍了北槽和邻近滩槽的水沙自由交换过程, 使北槽水沙动力过程发生调整。基于工程前后北槽主槽纵向同步水沙观测数据的统计分析表明:入口段落潮优势显著减弱;上段枯季时落潮优势显著减弱, 而洪季时落潮优势有所增强;中段(弯曲段拐点附近)落潮优势略有减弱;下段落潮优势明显加强。北槽主槽水沙纵向输移机制分析表明:欧拉余流、潮泵作用、斯托克斯效应和垂向环流为悬沙输移的主要驱动力, 其中欧拉余流输沙指向海, 斯托克斯输沙和垂向环流输沙指向陆, 而潮泵输沙随着季节而变化。洪季, 欧拉余流输沙和潮泵输沙在工程前后的变化使大潮期河床冲淤由中段和下段普遍落淤转化为中上段集中落淤。枯季, 工程前后稳定的潮流辐散输沙作用使大潮期河床以冲刷为主, 但工程后在入口段和上段潮泵的向上游输沙占优势, 使悬沙在入口段落淤。     

莱州湾东部外航道回淤预测及影响因素

为探讨外航道回淤特征,采用二维波浪潮流泥沙数学模型,模拟研究了莱州湾东部航道回淤情况并探讨了其影响因素,以期对航道泥沙输运研究提供借鉴。研究表明,正常天气下,水流跨越航道,流速减小、挟沙能力下降导致的悬沙落淤是航道淤积的主要原因,但淤积量有限。大风浪是造成航道淤积的主要动力因素,其淤积泥沙主要来源于海底侵蚀来沙,河流来沙和沿岸输沙对航道淤积的贡献不大。从水深地形、泥沙来源、底质类型、水文动力条件等方面分析,航道发生骤淤的可能性较小。     

粉沙质海岸泥沙运动特性研究

文章对粉沙质海岸的泥沙运动特性进行了系统、全面的研究.从5个方面进行了论述:粉沙质海岸的界定、泥沙基本水力特性、泥沙运移型态、航道骤淤的统计特性和航道淤积计算.提出粉沙质海岸的界定应综合考虑泥沙平均中值粒径、黏土含量和泥沙粒径分选性三方面因素;泥沙基本水力特性是起动流速小、沉降速度大、沉积密实快,泥沙运动十分活跃;泥沙...     

长江口南支河床容积对来沙量减少的响应规律研究

近年来,长江中下游来沙量持续性减小,其对河床冲刷的效应已逐渐在长江口显现。然而,长江口河床容积的变化特征缺少定量研究,与来沙量减小的时空响应规律不明确。通过分析长江大通站、徐六泾站的泥沙资料,并统计不同高程下的河床容积随时间变化特征,建立不同区段、不同高程河床容积与上游不同时段平均来沙量的关系。结果表明,大通站2003—2020年的年输沙量较三峡工程建成前有大幅减少,其对徐六泾站的当年洪季含沙量有着直接且显著的影响。长江口南支0 m以下河床处于冲刷态势,2003年后河床冲刷速率有明显增加,其中-10 m以下深槽部分的冲刷量贡献最大。南支主要落潮通道河床容积与前1年大通平均来沙量具有显著的相关性,因此来沙量减小主要引起长江口落潮通道河床容积增加,其效应具有约1 a的滞后性。     

长江河口北槽河道悬沙絮团特性及其影响因素研究

利用多种先进室内外测量仪器进行河口现场观测和室内电镜扫描获得相关资料,对长江河口北槽河道细颗粒泥沙絮凝的水沙环境、絮团的微观形态结构、絮团的粒径组成及其主要影响因素进行了综合分析和讨论。结果表明,北槽河道具有非常适宜细颗粒泥沙絮凝的潮流、盐度、含沙量和悬沙颗粒粒径等基本环境条件。北槽河道悬沙絮团形态多样,主要包括松散状絮团、蜂窝状絮团和密实状絮团。絮团主要由细粉砂和黏土类细颗粒泥沙组成,表面多粗糙不平,结构或密或疏。絮团粒径变化与潮周期动力过程密切相关,具有周期性变化特征。涨、落憩时絮团粒径较大,涨、落急时絮团粒径较小。絮团粒径涨憩大于落憩,小潮大于大潮。垂向上,絮团粒径由表层至底层逐渐增大。周期性潮流流速对北槽河道悬沙絮团粒径变化起到了控制作用。北槽细颗粒泥沙絮凝作用,是导致疏浚航道发生回淤的主要原因之一。