珠海市近海水下地形冲淤演变分析

为研究珠海市海域地形演变,基于2005~2014年海图资料提取了两期水深点和等深线,对比选取最优插值方法,构建珠海市海域水下地形变化图,分析研究区的冲淤变化。结果表明:(1)2005~2014年珠海市海域的0m和2m等深线比10m等深线变化剧烈,变化集中在近岸区域,说明人类改造活动占主导地位;(2)经不同区域冲淤统计和代表性断面分析可得,9年间海底淤积量大于冲刷量,淤积区域集中在澳门港至淇澳岛附近,港珠澳大桥建设为主导因素;冲刷区域集中在崖门水道、进海航道和高栏港附近,港口清淤及航道疏浚为主导因素。     

山东荣成天鹅湖沙坝水下岸坡地貌冲淤演变分析

山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。     

1958年以来莱州湾南部海岸线及水下地形演变

莱州湾南部自20世纪80年代以来海岸地貌发生了显著变化，研究海岸地貌的演变规律对海岸防护和海岸带资源可持续利用具有重要意义。本文以不同时期测量或成像的海图和遥感影像为数据源，基于RS和GIS技术对海岸线和水下岸坡演变进行定量研究。结果表明：(1)1958–2021年自然岸线逐渐减少，人工岸线逐渐增加，到2021年人工岸线长度约占总长度的87%，海岸线演化与海岸带建设密切相关；(2)以1984年为界，1984年前以自然演变为主，1984年后人类活动起主导作用，自然演变下海岸线以向陆蚀退为主，人为干预下以向海推进为主；(3)水下岸坡冲淤分布极不平衡，总体呈侵蚀–淤积–淤积减缓的趋势。南部河流入海口处在1984年后基本呈侵蚀状态。0 m和2 m等深线有前进有后退，但变化幅度相对较小；5～9 m等深线在堤河以西海域向海前进显著，其冲淤演变复杂；10 m等深线以堤河为界表现出西淤东蚀的状态。河流来沙是导致海岸线和水下岸坡演变的重要物质基础，波浪和潮流是主要的驱动力。人工设施在引起河流输沙减少的同时，也导致海岸线大幅向海推进、入海河口受到侵蚀。东北部莱州浅滩附近受人为影响处于侵蚀、解体状态，未来将...     

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。     

长江口扁担沙动力地貌变化过程研究

河口浅滩不仅为人类提供宝贵湿地资源，而且是调控河势演变的重要因素。研究河口浅滩动力地貌演变规律对航道整治、湿地生态开发及岸堤防护等具有重要价值。本文利用最近150多年的长江口历史海图资料、实测水深与水文泥沙数据，分析长江口南支最大的浅滩—扁担沙动力地貌演变格局及其变化机制。结果表明:(1) 1860?2016年期间，扁担沙反复历经淤积?冲刷?淤积，浅滩由最初水下阴滩发育出露而形成纺锤状沙体，随后演变为细长扁担状，沙尾切滩成爪状沙体，下扁担沙则伴随爪状缝隙被不断填充而淤长；(2)自1954年洪水到目前，扁担沙?2 m、?5 m等深线包络的面积与体积整体上均呈现增长态势，其中面积年均增长率分别为0.88 km2/a和0.81 km2/a，体积年均增长率分别为1.3×106 m3/a和5×106 m3/a；扁担沙浅滩在不同时期冲淤变化不同，其中1998年出现大幅度冲刷，平均冲刷厚度达到1.4 m；(3)扁担沙体积变化和长江入海泥沙的增减无直接联系，但与入海径流量的变化密切相关；(4)白茆沙“南强北弱”的河势、南北港分流工程以及东风西沙水库的建立导致扁担沙向北推移。     

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。     

杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段近岸滩槽冲淤演变分析

以杭州湾北岸金山咀—龙泉港岸段边滩及海床为研究区域,利用1989—2014年实测及海图资料分析岸滩断面地形变化和岸段冲淤变化。结果表明:在该研究时段,岸段存在长期稳定的冲刷深槽;近岸海床的冲淤表现出“波动性”,5 m等深线(2014年)以浅区以淤积为主,5 m等深线以深冲淤更迭,1989年以来总体呈现冲刷态势。长江入海泥沙量变化为该岸段发生侵蚀/淤积的影响因子之一,台风大浪及海床侵蚀/淤积波的移动导致海床冲淤复杂化。     

青岛港外航道开挖区海床演变趋势分析

采用不同年代的水深图和物质来源测量资料,研究了青岛港外航道开挖区的海床演变情况。分别利用等深线、区域地形及海底地形剖面来对比水深地形变化,研究开挖区的地形冲淤变化,结果表明拟开挖航道区近70 a来,其海床演变主趋势为轻微侵蚀,而其南北两侧的邻近海域海底地形变化则既有局部侵蚀又有局部淤积;通过外航道开挖区域11个观测点测量的有关水流、底沙粒径等数据计算分析,得到其开挖后淤积厚度在0.453~4.149 cm/a之间。青岛港外航道开挖区年平均回淤速率不大,适合扩建。     

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。     

港口工程对粉砂淤泥质岸滩的影响

渤海湾西南岸粉砂淤泥质海岸处于岸滩蚀退状态,利用ECOMSED数值模拟方法,分析了港口工程建设对水动力和海底蚀淤的影响。研究结果表明,近岸海域-2 m等深线以内以侵蚀为主,侵蚀速率一般小于10 cm/a;-2~-6 m等深线以淤积为主,淤积速率一般在10 cm/a以下,局部大于20 cm/a,-6 m等深线侵蚀速率小于10 cm/a。黄骅港导沙堤建设后淤积区整体向海扩展,延伸至约-8 m等深线,面积增加约5.4%;航道最大淤积速率由61.9 cm/a减小为46.8 cm/a;导沙堤堤头受挑流作用冲刷速率达到29.7~30.2 cm/a。     

填海工程建设前后丹东港海域泥沙冲淤变化特征与成因分析

利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。     

滨州北部近岸海域冲淤特征CSCD

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

30a来伶仃洋海岸线变迁及海底冲淤变化

采用Kriging网格化等方法,构建了伶仃洋1990年和2008年2期海底地形四维时空模型,结合210Pb测年,分虎门区、淇澳岛区、伶仃洋浅滩区、伶仃航道区和铜鼓航道周边区等5个亚区定量分析了1975年以来伶仃洋海岸线变迁和海底冲淤时空变化。30a来,全区陆地面积增加216.0km2,水域面积减少84.6km2,滩涂面积减少131.4km2,水域容积减少19 783.7×104 m3,年均淤积量达到477.4×104 m3,河口整体处于不断淤浅萎缩中。5个亚区的年冲淤量分别为-236.6×104,135.3×104,663.7×104,-452.7×104和367.7×104 m3;平均冲淤速率分别为-4.46,0.93,1.27,-5.49和2.93cm/a。虎门区和伶仃航道区总体水深加深,其他区域水深变浅,铜鼓航道周边淤积最为严重。虎门区水深加深主因是自然冲刷和人工采砂,伶仃航道水深加深是人工清淤的结果,铜鼓航道为新开挖的人工航道。受人工疏浚抛泥影响,各航道两侧水深明显变浅,其他区域水深变化系三角洲自然演变结果。随着伶仃洋两岸经济的迅猛发展,人类活动已成为该区海底地形地貌演变的重要因素。     

杭州湾北岸岸滩冲淤演变浅析

收集了1976～2004年杭州湾北岸的多幅地形图,使用ARCGIS软件进行数字化处理,以这些资料为主要依据对杭州湾北岸岸滩冲淤的历史演变和近期演变特征及其影响因素进行了分析.结果表明:(1) 历史上杭州湾北冲南淤,其北岸经历了先侵蚀后淤涨的过程.(2) 由于圈淤围垦,近30年杭州湾北岸岸线全线外移.(3) 近30多年杭州湾北岸的冲淤演变:1997年前芦潮港至南奉边界岸滩基本处于淤积状态,1997年后基本处于冲刷状态;金山岸滩基本处于稳定状态;金山嘴-金山卫滩涂一直比较稳定;漕泾-金山嘴滩涂经历了一个冲刷-淤积-再冲刷的过程,但冲淤幅度不大;奉贤部分岸滩处于侵蚀状态,1997～2004年0 m等深线以上岸滩进入侵蚀状态,侵蚀带由东向西推进,同时也向岸北侵,使-5 m等深线以下滩坡侵蚀变成-5 m等深线以上滩坡侵蚀.杭州湾北岸岸滩冲淤受多种动力因子的影响,除受潮流和风浪等动力因子的作用外,南汇边滩和杭州湾北岸围垦工程的影响及长江来沙量的减少是造成杭州湾北岸岸滩冲刷的两个重要因素.     

滨州北部近岸海域冲淤特征

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

分汊河口地貌演变对整治工程的响应

以概化分汊河口为研究对象,针对两汊中长期地貌演变对整治工程响应的问题,采用平面二维数学模型对整治工程前后分别进行20年地貌演变模拟。分析结果表明:整治工程对落潮含沙量影响较大,工程汊道落潮分沙比有显著下降;整治工程主要导致工程汊道坝田区淤积和航道冲刷,同时也增加了非工程汊道的冲刷及淤积厚度;工程后工程汊道淤积量增加,冲刷量减小,冲淤总量减小,非工程汊道淤积量不变,冲刷量增加,冲淤总量增加。     

近期(2000-2008年)长江口南港河槽的冲淤变化——兼议外高桥新港区岸段强烈淤积的原因

长江口南港是上海外高桥新港区所在岸段,其冲淤变化对该港区水深的维护具有重要影响。本文利用ArcGIS对2000-2008年长江口南港海图资料进行数字化,建立不同时期此河槽的数字高程模型,定量计算南港河槽尤其是主槽的冲淤变化,分析其演变规律。结果表明:(1)2000-2004年南港河槽整体上冲刷21.9×106m3(平均冲刷速率为3.5cm/a);(2)2004-2008年南港河槽整体上转为淤积,河床共淤积26.0×106m3(平均淤积速率为4.1cm/a);(3)2004-2008年外高桥新港区净淤积73cm,其中2006年7月-2007年7月1年淤积57cm。结论包括:(1)南港复式河槽中间沙脊的大量采砂导致的过水断面调整可能是近期沙脊两侧深槽出现淤浅趋势的重要原因;(2)2006年7月-2007年7月南港主槽(包括外高桥新港区)的强烈淤积可能还与该水文年长江径流量特低有关。(3)南港作为长江入海水沙的过境通道,其冲淤变化与河流来沙量变化的关系不大,而流域极端气候事件导致的径流量变异、河口人类活动以及河槽的自适应调整可能是该河槽年际冲淤变化的更重要诱因。     

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.     

宁波镇海沿岸岸滩演变分析

基于1959、1979、2010、2013年4个年份的水深资料,采用地理信息技术,研究了1959—2013年间宁波镇海沿岸海域的岸线变化、特征等深线分布变化及剖面变化,并定量计算了水下岸坡的冲淤变化.结果表明,在这54 a间,岸线持续向海推进约3～5 km,0、3、5 m等深线总体上也向海推进,幅度约330～5 600 m;但由于0 m等深线的推进速率小于岸线,因此干出滩面积锐减.相应的,不同时段水下岸坡的淤积速率分别为0. 46、2. 82、14. 14 cm/a,说明该水下岸坡经历了冲淤基本平衡—轻微淤积—较快淤积的调整过程.结合实测水文泥沙资料,探讨了水下岸坡的冲淤原因和动态趋势,得到了杭州湾南岸大规模围垦工程会维持并加快水下岸坡淤积的结论.     

1985年以来黄河三角洲东营港工程变化与海床冲淤演变响应关系

河口三角洲区域地质环境脆弱，对环境变化响应敏感，三角洲港口冲淤演变受工程结构影响较大。黄河三角洲的东营港区域以粉砂质海岸为主，区域内泥沙运移活跃，此类区域港口建设的关键问题在于工程结构导致的海床冲淤变化。通过东营港建港以来实测水深数据构建水下地形数字高程模型(DEM)，并结合水动力数值模拟，探讨了东营港冲淤演变过程和工程影响。结果表明，由于波浪和潮流导致的海底地形变化，东营港近岸海域的冲淤演变形势已从单一侵蚀转变到近岸侵蚀、离岸淤积的新情势；工程结构影响局地潮流流速和流向，口门处出现高速横流，最大流速可达0.7 m/s；高流速导致北防波堤的堤头位置出现直径约1 km的冲刷坑；工程结构的遮蔽区有促淤效应，遮蔽区大小与潮流流向、工程结构-岸线夹角有关，但在波浪、余流的作用下，2007-2015年工程结构遮蔽区依旧存在0.5 m以上的侵蚀。持续的侵蚀作用使海域防波堤和海堤的不稳定性加剧，迫切需要加强检测与防护。