1972—2013年杭州湾北岸金山深槽演变特征与稳定性分析

运用GIS技术对1972-2013年金山深槽的冲淤特征、演变机制及稳定性进行分析,结果表明:(1)长期来看,15m深槽区以冲刷为主,冲刷区占总面积的88.05%,冲刷量(120.35×106 m3)远大于淤积量(3.76×106 m3),年均净冲刷速率为7.46cm/a;深槽整体向纵深发展,纵长增加了7.34km,展宽增加近1km,且有明显向南展宽趋势;抗冲刷沉积层使得深槽在强潮冲刷下具有一定的稳定性,平均和最大深度波动幅度较小,平均深度维持在21.01~23.59m,最大深度在46.90~51.00m间且分布集中。(2)短期来看,特定地形条件下的冲淤变化明显受人类活动所致水沙变化的影响。2002-2012年,年均净冲刷速率高达22.14cm/a,2012-2013年,冲淤基本平衡。(3)基于15m、20m、25m深槽区中轴线摆动幅度的稳定分析可知,深槽大部分区域处于稳定状态,稳定区范围均占65%以上,但在第6次围堤西侧和城市沙滩前处于不稳定状态,摆动幅度较大,建议加强附近水文监测以及海堤安全评估。     

瓯江口外潮汐通道区滩槽冲淤演变分析及其调整机制的探讨

基于瓯江口外潮汐通道区的历史水深地形资料,利用地理信息系统技术,建立不同年份的数字高程模型(DEM),利用DEM进行数字化冲淤定量计算,分析特征地貌冲淤演变过程,并结合水文泥沙条件,对其演变和调整机制进行了初步探讨。结果表明:(1)1933—2005年的72 a间,瓯江口外潮汐通道区底床总体表现为微量冲刷,平均冲刷厚度为27 cm,冲刷速率为0.375 cm/a。(2)特征地貌单元经历了较大幅度的冲淤演变和形态调整,深槽处于较稳定的冲刷拓展过程;温州浅滩持续淤积,近年来人类活动的影响加快其淤积;中沙浅滩和重山沙嘴受冲刷移动最终合二为一。(3)在自然的潮流动力作用下,浅滩与深槽之间进行泥沙交换运移,是研究区滩槽冲淤演变的主要调整机制。     

浙江三门湾猫头深潭风暴快速沉积研究

三门湾频受热带风暴的影响,风暴期出现剧烈的滩冲、槽淤的泥沙交换,而在风暴后的正常天气条件下,则产生滩淤、槽冲的泥沙交换过程.通过猫头深潭(槽)9417号台风前后剖面水深重复测量、沉积特征及沉积物放射性同位素(210Pb,137Cs)测年等资料,揭示猫头深潭风暴快速沉积(骤淤).正常天气条件下风暴沉积产生再悬浮随潮运移,深潭水深得以恢复.在连续强热带风暴的影响下,又遇强的风暴增水,风暴沉积难以完全被冲刷,部分残留在深潭内,在猫头深潭沉积层中储存着风暴沉积的信息     

港珠澳大桥人工岛水下滩槽演变的数值模拟与工程检验

港珠澳大桥地处伶仃洋的湾口水域,东、西人工岛分别位于伶仃洋大濠深槽两侧。人工岛水域水深流急,潮流正面冲击人工岛,易造成人工岛海域水下地形发生大的变化与调整,最终形成以人工岛为中心的局部滩槽新格局。在大桥工程设计阶段,采用伶仃洋二维潮流泥沙数学模型,对人工岛建设后的伶仃洋水沙环境和水下地形冲淤进行了模拟计算。模型预测结果表明,人工岛对伶仃洋水域的水沙环境影响集中在人工岛上、下游各5 km水域内,人工岛呈冲刷趋势,岛体上下游形成以岛为中心的梭状淤积体。人工岛建设10年前后的水下地形冲淤变化结果表明,人工岛建设引起的海床冲淤变化趋势与数学模型预测结果基本一致,此为当初采用的数学模型预测效果提供了良好的佐证。     

近期杭州湾北岸金山岸段滩势演变机制及趋势分析

基于杭州湾北岸岸线变迁和2013—2016年金山深槽等深线数据,以金山深槽为典型地貌单元分析了杭州湾北岸的滩势演变,认为其近期主要呈现稳定的态势。同时,通过对金山岸段2005—2014年平面冲淤变化数据、等深线变化数据及2006—2017年典型断面变化数据的比对分析,研究了其近期演变特征,认为:杭州湾北岸东侧部分岸段冲刷而进入水体的泥沙实现了水体含沙量的补给,缓解了长江入海泥沙减小对金山岸段的影响。同时,圈围工程对部分岸段边滩有一定的掩护作用,金山岸段边滩在近期及未来一段时间内应能保持淤积或冲淤平衡态势。     

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。     

舟山岱山水道西部海床冲淤演变分析

根据1979,1996和2009年3个时期水深地形数据,利用GIS软件分析了岱山水道西部潮滩、水下岸坡和深槽区2个时段的冲淤变化。结果显示:1979-1996年的17 a间,研究区大部分区域冲淤幅度-般在±1 m以内,只有深槽局部区域冲刷大于2 m;1996-2009年的13 a间,潮滩区冲淤变化与1979-1996年间类似,有±1 m冲淤变化,而水下岸坡和深槽区的冲刷幅度明显加大,水下岸坡平均冲刷幅度达2 m,深槽区平均冲刷幅度达3 m。据分析, 1996年以后,水下岸坡和深槽区冲刷幅度明显加大的主要原因有两个:-是岱山水道水流流速较快,粘土质的底质容易遭受冲刷;另-个是在潮滩区至水下岸坡间建设了码头和栈桥,浅水区水流部分受阻,导致深水区域流速加大,从而加剧了水下岸坡和深槽区域的冲刷幅度。     

GIS支持下长江口南支河道百年来的演变

利用长江口南支河道1900—2001年的5幅海图资料,在GIS的支持下,建立了百年来长江口南支河道的水下数字高程模型(DEM),在此基础上对其演变特征进行了计算和分析。结果表明:(1)1900—2001年间南支河道表现为微冲,不同时段的冲淤状况不同。(2)南支河道的冲淤演变主要表现为5个水道和4个成形沙体的冲淤变化,各水道的最大水深和成形沙体的总面积和总体积都呈不断增大趋势。(3)南支河道各主要断面以复式河槽为主,主槽位于南岸,且最大水深不断增大。位于南支河道入口处和出口处断面的变化比中段断面的变化剧烈。(4)南支河道的演变是自然演变和人工控制共同作用的结果。     

黄茅海河口湾现代动力地貌体系和冲淤过程分析

1980—1993年对黄茅海河口湾进行沉积物采样和水流测定及水深测量。根据水动力和地形条件，冲淤分析及Mclaren模型研究河口湾的动力地貌体系、冲淤特征和现代沉积物运移。结果表明：（1）水下地形主要为下泄流或上溯流控制的“深槽－槽沟－浅滩－湾口”的动力地貌体系，反映了河口湾“东进西出”的水流格局；（2）整个河口湾以淤积为主，只有崖门深槽有较明显的优势冲刷特征，并随着崖门深槽向海推移和河口湾“东进西出”水动力作用，黄茅海落潮三角洲相应向西南进积；（3）应用Mclaren模型揭示了黄茅海河口湾现代沉积物运移规律，同样反映了河口湾具有“东进西出”的运移趋势。     

近50 a来辽河口水下三角洲演变特征研究

本文基于近50 a来的辽河口海域的水下地形资料,采用GIS技术手段研究了辽河口水下三角洲的演变特征。研究结果表明:近50 a来辽河水下三角洲外缘(蛤蜊岗子滩西缘和南缘、西滩西缘和南缘)出现较大幅度的侵蚀后退;蛤蜊岗子滩东缘淤积外移,南部滩尾东部有北移东偏趋势;近岸浅滩由淤涨变为基本稳定,局部有所侵蚀后退;受蛤蜊岗子滩向东淤进的影响,蛤蜊岗子滩东侧深槽有所缩窄;蛤蜊岗子滩和西滩之间深槽水域出现拓宽变浅的变化趋势。流域来水来沙减少是近年来辽河口水下三角洲外缘侵蚀后退的主要原因,外缘侵蚀泥沙在波流作用下向河口搬运是蛤蜊岗子滩东侧淤积、深槽缩窄的主要原因,近岸边滩人工围垦对水下三角洲演变的影响值得关注。     

航道工程作用下福姜沙水道滩槽演变特性及对水沙过程响应的数值研究

福姜沙水道是长江南京以下12.5m深水航道重点治理河段。航道工程实施后,仍需进行疏浚维护保障航道畅通。为了探究航道工程作用下福姜沙水道的滩槽演变特征,并进一步研究其对水沙过程的响应关系,采用基于Hybrid LTS/GMaTS方法的平面二维水—沙—床耦合数学模型进行了数值模拟研究。Hybrid LTS/GMaTS方法在不损失模型计算精度的前提下大幅度提高了计算效率。研究结果表明：1)水动力作用是洲滩变形的主要动力,体现在洲滩整体冲淤和局部形态改变两方面;2)航道工程作用下,福中水道入口处水动力条件明显改善,各特征流量级下均呈现刷深趋势,航道中段呈现“洪冲枯淤”的冲淤特征,主流被归顺在深槽内,且随着流量增长深槽向南摆动;3)边心滩演变和水动力作用共同影响福北水道航道冲淤变化,航道工程作用下靖江边滩、双涧沙沙舌、福北水道的滩槽演变关系和对径流特征响应过程发生根本性变化。对水道整体而言,航槽回淤现象得到显著改善,然而受到洲滩演变和局部水动力减弱的不利影响,福北水道入口处航道条件发生恶化。     

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。     

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。     

渤海曹妃甸深水港老龙沟潮流通道稳定性研究——数字海洋技术的应用

主要应用数字海洋技术,对曹妃甸港区 25 万吨级矿石码头建成后的东侧老龙沟潮流通道的冲淤变化进行了研究.集曹妃甸地区 1953-2006 年多期海图资料,在地理信息系统软件 ArcGIS 支持下,对老龙沟潮流通道不同时期 0 m、5 m 和 10 m 等深线进行叠加对比分析;以 DEM 模型为载体,综合 1979-2005 年曹妃甸地区多时相、多分辨率遥感影像与水下地形信息解译的结果,并与 1997 年老龙沟实测断面水深测量数据对比分析,获得老龙沟潮流通道的冲淤演变趋势:近 50 年来老龙沟口门宽度未发生明显变化;深槽位置基本未变,稳定性较好.局部地区有冲淤变化,老龙沟西北侧潮滩有明显的淤进,尾端向西偏移,潮流通道尾端 ( 向陆侧 ) 10 m 等深线有 2 ～ 2.5 m 的浅滩变浅趋势,但基本处于微冲或微淤的动态平衡之中.1953-1986 年以淤积为主,淤积量为 30.2×107 m3,冲刷量为 3.1×107 m3,年均淤积速率为3.7 cm/a.1983-2006 年以冲刷为主,冲刷量为 11.4×107 m3,淤积量为 9.4×107 m3,年均冲刷速率为 0.35 cm/a.该研究结果能为曹妃甸港区规划和唐山港的进一步发展提供保证,对沿海潮汐通道的保护利用以及港口工业的发展具有重要的借鉴意义.     

三门湾猫头深潭及附近海域底床冲淤演变及其动力机制

对1995年采自三门湾猫头深潭及附近海域的原状土样的沉积结构、沉积速率的计算及在历史海图地形对比、剖面重复水深测量等结果进行了分析,研究了该区底床的冲淤演变及其动力机制,结果表明:强劲的水动力条件维持了三门湾猫头深潭及附近海域底床冲淤的动态平衡,近百年来该区冲淤平衡且略有淤积,平均沉积速率为1～3cm/a。由于水体中的悬沙浓度和水动力条件存在季节性差异,使得底床存在冬、春季微淤,夏、秋季微冲的季节性循环。近30年来,围涂等频繁的人为活动使该区内湾纳潮面积和纳潮量分别减少了15%和22%,削弱了落潮优势流,造成深潭中心出现了较快的淤积,平均沉积速率超过10cm/a,且以风暴残留沉积为主。     

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。     

黄河三角洲孤东近岸冲淤演变及其影响因素

为更好地了解近40年来孤东近岸的演变过程,以研究区剖面水深地形、Landsat影像和利津站水沙数据为数据源,采用遥感技术及数理统计法对研究区域岸线及面积变化进行监测计算,并分析1976—1986年、1986—1996年、1996—2002年、2002—2014年4个不同阶段的冲淤演变及影响因素。结果表明:(1)孤东近岸经历"强淤积-冲淤平衡-侵蚀-强侵蚀"4个阶段。孤东近岸海域由淤积向侵蚀转变始于1996年,且在2002—2014年间侵蚀最为严重,大部分近岸海域蚀深达到6～8 m,侵蚀最大深度超过8 m;(2)等深线变化时空差异明显,蚀退最先出现在北侧,且近岸5 m水深区域内冲淤变化较水深10 m内敏感;(3)研究区近岸侵蚀,离岸淤积,剖面冲淤平衡位置由CS19剖面的11 m水深变化到CS21剖面的5m水深;(4)黄河入海水沙的减少、河口人工改汊、孤东大堤建设和海洋动力作用都对孤东近岸的冲淤演变产生影响,维持研究区冲淤平衡的年均来沙阈值为3.78亿t/a。通过此来进一步探究孤东近岸演变进程,为孤东近岸防护提供科学指导。     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

海底冲淤变化预测的聚类指数增长模型研究

提出了一种新的聚类指数增长模型，并用该模型预测了江苏洋口港海区西太阳沙附近海底的冲淤变化。首先采用聚类分析法对空间连续的水深冲淤变化数据序列进行分类，然后针对各类具有不同的冲淤变化趋势的区域分别建立指数增长预测模型。经比较分析预测结果，发现在分类数较大及预测时间不太长的情况下，能够取得满意的预测结果；但随预测时间的增加，要不断的修正参数值，才能得到切合实际的预测结果，所以该模型还具有一定的时间局限性，还有待于改进。该模型的建立不但可以为江苏省东部沿海海港建设提供科学的决策依据，也可以成为近岸海底冲淤变化预测的发展方向之一，有较高的理论意义和广远的应用前景。     

象山港航道冲淤变化初步分析

利用象山港海湾不同年份的水深地形资料,运用GIS技术采用航道轴线剖面水深地形叠加对比和海床平面冲淤计算相结合的方法,应用以往水文泥沙等资料综合分析象山港航道区域的冲淤变化。结果表明40a来象山港航道区域总体冲淤基本平衡,大致以双德山附近海域为界,以东牛鼻山浅段和西屿山-双德山深段两区段以微淤为主,平均厚度分别为0.08~0.24m和0.51~0.58m,并具有缓慢淤积的趋势;以西的浅段和深段则以微冲为主,平均厚度为0.32~0.62m,并具有轻微冲刷的趋势。