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。     

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。     

防波堤建设前后废黄河水下三角洲冲淤变化特征与成因研究

本文利用近几年的水深断面与区域测深资料分析了苏北废黄河三角洲突出部位海底在防波堤建设前后的冲淤变化特征。研究结果表明,废黄河水下三角洲在防波堤修建之前已达到准平衡状态,并形成水下斜坡和海底平原地貌单元,斜坡侵蚀下限在-15m水深。防波堤建成后水下斜坡和海底平原受到侵蚀,斜坡侵蚀下限下移到-16.7m而稳定。其中侵蚀严重区主要发生在两侧防波堤的根部、堤头及北堤转折处,最大冲刷深度超过2m;淤积部位出现在南堤中部和防波堤内,其中南堤中部淤积量在1~2m之间,而堤内淤积厚度在0~6m左右,堤内净淤积量为4.9×106 m3,占总淤积量的65%。数模结果显示,防波堤的出现改变了原来的流场并在堤周围形成涡流,造成了堤外冲刷悬浮的泥沙在潮流和涡流作用下向堤内的搬运与沉积;同时波浪场也因防波堤地形的突然变浅波高增加而下蚀海底能量增强。分析认为,防波堤的修建是造成海底冲淤格局重新分布的重要原因。     

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。     

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.     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

Shoreline migration and beach-nearshore sand balance over the last 200 years in Haifa Bay (SE Mediterranean)

Several researchers have investigated morphological changes on the south-eastern Mediterranean coast during the late Holocene. However, very few of these studies include quantitative data covering the last 200 years. In this study, topographical maps, nautical charts and aerial photographs are used to estimate the shoreline migrations and beach–nearshore sand balance over the last 200 years in Haifa Bay, Israel, the northernmost final depositional sink of the Nile littoral cell. The findings reflect two main periods. During the first period, between 1799 and 1928, human intervention along the bay’s coast was negligible, a significant coastal expansion of ∼50 to 150 m (averages of 0.4–1.2 m/year) was measured, and sand accumulation was estimated at ∼70,000 m³ annually in the beach–nearshore area. A dramatic change in the sedimentological pattern was observed during the second period, between 1928 and 2006, following the completion of Haifa Port’s main breakwater (1929–1933). During this period, most of the bay’s coast was in a steady state, with seasonal fluctuations of less than about ±20 m, and slight erosion of ∼7,000 m³ annually. These findings are consistent with previous studies which conclude that from approximately 4,000 years ago until the construction of Haifa Port, sea level remained relatively stable, and a continuous accumulation of Nile-derived sand dried up the Zevulun Plain and shifted the Haifa Bay shoreline westwards to its present location. This long-term trend ceased after completion of the Haifa Port main breakwater.     

洋山深水港海域多年来海床冲淤变化及其影响因素分析

海床冲淤变化对港口与航道工程建设非常重要。由于泥沙供给、人类活动和其他等因素的影响，海床冲淤变化非常复杂。洋山深水港是一个新兴的深水港口，是上海国际航运中心重要的组成部分，它的建设引起了各方的广泛关注。目前，洋山水深港一、二、三期港区在潮流运动和定期疏浚下保持着良好的水深。四期港区工程是世界上最大的全自动化深水码头，2017年12月以开港运行。本论文基于大量的地形资料、水文泥沙资料，分析了整个洋山深水港多年来的海床冲淤变化和近期四期工程海域海床冲淤变化。结果显示：1998-2010年整个洋山港区海床冲淤变化表现为较大幅度的冲淤，在洋山主通道内呈现为"南淤北冲"的格局，但是颗珠山汊道一直以来均表现冲刷的趋势；四期港区水域近一些年来也表现为一个冲刷的趋势，多年年均冲刷幅度0.7m左右；讨论了外界泥沙供给、港口工程陆域边界封堵、港池疏浚和由此带来的水流的变化以及泥沙水力特性等因素的对洋山港海域海床冲淤变化的影响，在众多因素中，颗珠山汊道的存在（或保留）对洋山西部水域或四期港区水域冲刷有着积极的作用，它的存在所产生的落潮作用对四期港区的水深维护起到重要的正面影响。     

未来相对海平面变化对山东沿海港口的影响

以山东省沿海港口为研究对象,采用基于IPCC第五次评价中RCP8.5情景的渤海、黄海海平面上升速率数据和山东省沿海地区地壳垂直运动速率数据,估算各港区自2019年到2100年相对海平面上升数据,获得以下研究结果:滨州港为0.956 m,东营港为0.794 m,潍坊港为0.47 m,龙口港为0.308 m,日照港为0.181 m,蓬莱港为0.143 m,烟台西港、烟台芝罘湾港区、威海港和青岛港均为0.14 m。结果表明,(1)相对海平面上升增大了港口航道的最大通行能力,其中,东营港、潍坊港、龙口港和滨州港最大通行能力绝对增加量大,分别为3.97×104t、3.5×104t、1.54×104t和1.54×104t;滨州港、东营港、潍坊港和龙口港相对增加量大,分别为51.21%、39.7%、35%和10.27%。(2)相对海平面上升使碎波线更接近防波堤,其中,滨州港、东营港和潍坊港,碎波线向防波堤移动距离大,分别为2 867 m、1 588 m和940 m。(3)相对海平面上升增大防波堤越浪量,其中,滨州港防波堤、东营港北防波堤和潍坊港中港区防波堤越浪量增长率高,分别为34.32%、34.17%和32.88%。(4)滨州港、东营港、潍坊港和龙口港应适时增大进、出港口轮船的最大吨位,以充分利用增大的最大通行能力的条件;滨州港、东营港和潍坊港应适时抛石或安装扭王字块来加固防波堤,以应对碎波线不断接近,激浪流冲击增强的不利影响,防止防波堤遭受破坏;滨州港应增高防波堤胸墙1 m以上,东营港北防波堤和潍坊港中港区防波堤应增加防波堤胸墙,高度分别在0.8 m以上和0.5 m以上,以防止越浪量增大对港池环境的干扰。研究结果和结论可为未来山东省沿海港口建设提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

近44年来滦河口障壁岛演变过程及其影响因素研究——以唐山市龙岛为例

为掌握滦河口障壁岛的演变特征、为海岛保护与适度利用提供数据支撑，以唐山市龙岛为例，基于RS及GIS技术，分析了近44年来障壁岛的演变特征，并探讨了影响海岛演变的主要因素。分析显示，近44年来海岛面积和长度分别呈减少和增加的趋势，海岛质心位置向西南偏西方向迁移，海岛外海一侧岸线不断后退，平均后退速率达7.37 m/a，其中1978—1984年、1996—2003年、2008—2013年及2018—2019年海岛侵蚀后退明显。研究认为，由于滦河口的自然迁移，河流输沙减少，受沿岸输沙特征影响，海岛主体部分侵蚀而两端沙嘴处堆积，海岛自然状态下已出现5~6 m/a的侵蚀。航道整治挖岛及景区建设挖岛导致近年来海岸典型断面平均后退速率达到研究期内最大值14.27 m/a，海岛长度也出现明显减少，是影响海岛演变的首要因素。滦河流域大型水库的修建使滦河输沙急剧减少，海岛岸线侵蚀加剧、海岛面积明显减少，是研究时段内影响海岛演变的次要原因。风暴潮是影响海岛演变的主要的突发性因素，尤其是2018年内短期内密集过境的台风，造成海岛岸线典型断面平均后退达10.25 m。当前，海岛的保护与适度利用要遵循海岛演变特征，严格禁止不必要的挖岛采砂，并采取海滩修复、构筑透水潜堤等工程措施对重点功能区海岸线加以防护。     

日照港西部海域海底地形与表层沉积特征

利用单波束测深仪和蚌式取样器进行了日照石臼港扩建码头西侧约50km~2海域1:2 000~1:10 000的水深地形测绘和底质分析工作。调查结果表明,日照港西部海域可分4个水深区,其地形和沉积特征如下:1)航道区,浅水航道区等深线平行于码头岸线,水深11m,经过疏浚已形成向南倾斜的四级阶梯地形,疏浚中心处水深24m。航道区底质以分选中等的砾砂为主;2)港池区,水深6 m,等深线与港池岸线平行,水深向南渐增,海底地形平坦,坡降比3‰。底质以分选较好的粉砂和砂质粉砂为主,近岸有少量分选较差的泥质砂质砾;3)涛雒-付疃河口区,水下三角洲地形明显,5m以浅等深线呈弧形向东南方向凸出,坡降比最大可达14.2‰,底质类型为分选极好的砂和粉砂质砂;4)浅海区,海底地形平坦,平均坡降比1.9‰,6~10m等深线呈NE-SW向平行向外海增大,近南扩码头端向东偏转,底质类型为分选好的砂质粉砂和粉砂,并呈平行于海岸线向深水区呈粗-细-粗的带状分布。底质类型分布与水深条件基本吻合,但深水区出现的底质粗化现象,分析认为可能与南扩码头的挑流作用有关,海底沉积物呈向南运移趋势。