胶莱运河的修建对莱州湾水交换及海洋环境影响初探

为研究莱州湾水交换对胶莱运河修建工程的响应,以及为海洋污染治理问题提供参考,以莱州湾为重点模拟区域建立了二维平面潮流和对流扩散模型,利用渤海、黄海、莱州湾地形及海洋环境资料,结合2018年莱州湾海水水质监测结果,初步分析了胶莱运河的修建对莱州湾海洋环境现状的影响。模拟结果表明,胶莱运河建成后年径流总量约为7.2×10⁹ m³,净流方向由胶州湾流向莱州湾;工程后整个莱州湾水交换能力略有增强,东部强于西部,半交换周期缩短14 d;黄海海水经由胶州湾进入胶莱运河输送至莱州湾,冲淡莱州湾内非优良水体,从一定程度上缓解了莱州湾东部河口入海处小范围海域海水水质现状。     

莱州湾西部沉积物粒度特征及沉积分区

基于莱州湾西部13个岩心柱样粒度组分与参数,运用Flemming粒度三角图,结合系统聚类分析方法,在对岩心柱样进行分类的基础上,将莱州湾西部划分为4个区域,即现代黄河口侧缘、广利河口北潮滩、莱州湾南岸和中部浅海区。根据粒度曲线特征,分析了每个区域内沉积环境的时空变化。结果证明:莱州湾西部百年来沉积特征建立在黄河形成沉积环境之上,沿岸短源河流对沉积环境产生了不同程度影响。现代黄河口侧缘沉积环境受黄河影响至今,沿岸河流改造作用较小;广利河口北潮滩沉积环境形成于黄河行水期间,目前广利河水系对原有沉积环境改造作用明显;莱州湾南岸小清河、弥河取代黄河成为影响沉积环境的最重要因素;莱州湾中部海域则受到沿岸河流的综合影响。沉积环境以广利河口为界限,呈现南北分异。北部沉积环境随时间变化明显,在垂向上反映了黄河多期次行水带来的沉积特征;南部沉积物质来源依次为广利河、小清河、弥河,沉积环境在水平方向上变化明显。     

黄河现行清水沟流路汊河运用方案探讨

对黄河河口现行清水沟流路范围内不同汊河的形成、演化及其特征进行了梳理总结，围绕汊河不同运用方案的影响效应进行了论证分析。研究表明：现行清水沟流路范围内的汊河运用方案不适用于多汊河轮流行河模式、同时行河与轮流行河联合模式和同时行河模式，而采用单一汊河轮流行河模式可以充分发挥海洋输沙动力，保证河口海域向外海的较大输沙量，对延长清水沟流路使用年限更有利，更为科学和经济合理。在现行清8汊河达到改道标准后，应优先使用老河道汊河，该方案不仅有利于未来海岸线的均衡发展，而且更有利于延长清水沟流路的使用年限。     

广利河口至港池段潮波的传播及变形

莱州湾西部的广利港处于广利河和溢洪河的汇合地带,因广利河和溢洪河的流量很小,尤其是冬季,几乎无淡水流入,实际上它是属于潮汐水道。当潮波进入河道后,由于水深变浅,河床变窄,受地形等因素影响,致使潮波变形,特别是河口至港池一段,潮汐变得更加复杂,因此进一步研究该区域的潮汐,对广利河口港口建设和开发利用,     

黄河口挑河河口悬沙分布与输移特征研究

基于实测资料对黄河废弃河道挑河河口段的悬沙分布及输移特点进行了研究。结果表明:挑河河口段悬沙浓度与潮流流速正相关,风浪作用则导致悬沙质量浓度大大提高;在空间尺度上悬沙浓度呈河口高、河道上游低的特点;挑河河口附近,涨潮流输沙明显占优势,向河道内侧,悬沙输移率有所降低,且逐渐转变为落潮输沙占优势。结合河口外侧海域冲淤演变趋势以及悬沙输运动力机制,认为河口段河道总体处于弱淤积状态,而风浪作用可以加速河道淤积。本研究可为挑河的河口演变和航道整治等提供参考。     

深圳河河口围垦对防洪和河床冲淤影响研究

为研究深圳河河口福田保税区围垦填土占用部分河道对深圳河治理工程的影响 ,建立了贴体坐标系下平面二维的深圳河河道 -河口 -海湾整体水域的水流泥沙数学模型 ,计算了不同频率洪峰流量和河口潮位过程组合下河口围垦所造成的深圳河沿程水位抬高程度和河床冲淤变化情况 ,提出了建议的挖除方案     

莱州湾沿岸遥感图象的地质地貌解译研究

借着光学图象增强方法和数字图象处理技术,我们对莱州湾沿岸34幅卫片进行了图象处理与解译。经现场验证后,结合地面资料,最后完成了该项研究报告及有关图件36幅。研究报告较全面地总结了遥感技术在莱州湾海岸带地质地貌调查中所取得的成果。这些成果包括;莱州湾地区的地貌特征及其成因类型;莱州湾潮间带的地貌分带及全新世海侵范围;莱州湾沿岸黄河入海泥沙的扩散范围及强度分布;莱州湾岸线动态变化及岸滩稳定性的研究;遙感图象处理方法在菜州湾海岸带调查中的应用研究等。从中可以看出,遥感图象处理技术,在海岸河口地区动态分析研究中的价值     

黄河入海径流对河口海域盐度影响研究

为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km²,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km²;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。     

清水沟、刁口河流路联合运用方案比选

按照"从上到下"的方法,分析刁口河再次启用的四种定位:备用流路、生态供水、同时行河和分洪通道的流路运用规模;设计了该流路与现状清水沟流路联合运用的6个方案。根据各方案分流口上下游的河道冲淤特性,对黄河下游的反馈,工程投资,生态环境,经济社会的影响等进行综合比选。最后推荐在2030年以后利津流量超过4 000 m3/s时将刁口河作为分洪通道、其余时间使用清水沟流路和工程投资方案。     

莱州湾主要污染物来源及分布特征

本文在１９８８年至１９９２年大量调查资料的基础上，研究了莱州湾入海污染源及海水中污染物的分布特征。认为，莱州湾主要污染物质为石油类、ＣＯＤ，其主要来源为西南部沿岸河口，尤其是小清河和广利河；其次为无机氮、无机磷，其主要来源为黄河口，其次为南岸河口。小清河为本区主要污染源，占本区污染物总入海量的１／３强，治理小清河、广利河是改善本区环境质量的主要环节。     

围填海工程对莱州湾水动力条件的影响

本文采用数值模拟的方法研究了2003—2013年10年来围填海工程建设对莱州湾水动力环境的影响。结果表明2003—2013年围填海工程的建设导致了莱州湾海域面积减小7.38%;围填海工程使莱州湾流速整体呈减小趋势,流速减小超过4cm/s面积约占整个海湾面积的24.3%,流速增加大于4cm/s区域仅占4.0%,流向变化整体较小;莱州湾的纳潮量明显减小,平均纳潮量减小了5.57%;围填海工程建设使莱州湾水交换率略有减小。围填海工程弱化了莱州湾的海湾属性。     

黄河河海联运的初步构想

在黄河三角洲综合治理与开发这一重大经济战略任务中,解决好黄河河海联运问题是其重要课题之一。黄河三角洲海岸是世界著名的泥质海岸,沿岸无良港,黄河口又无航运之利。笔者提出:首先开挖麻(湾)—羊(角沟)运河,开发整治小清河口及淄脉沟口,建设羊角沟—淄脉沟港群,以实现黄河与小清河、淄脉沟联通。其次,尚可开挖滨县圈里王运河,实现黄河与徒骇河联通,开发整治套儿河口,扩建东风港,以扩大黄河河海联运能力。     

胶莱人工河道水质点输运轨迹的数值模拟

利用二维水动力数学模型模拟胶莱人工河道潮流运动,并分析了胶州湾湾口设置潜堤前后胶莱人工河道水质点的运动轨迹和水位变化过程。结果表明,开通胶莱人工河道能够使黄海的胶东湾海水向渤海的莱州湾输运,但不设置潜堤时从胶州湾到莱州湾的海水输运平均流速较小;设置潜堤后胶州湾水位高于莱州湾水位的时间变长,从黄海到渤海之间的水体输运能够得到加速。计算结果还表明,潜堤顶部与平均水面距离较小时,黄、渤海之间水体输运较快。     

莱州湾东岸海水入侵对生态环境的影响

海岸带是陆海交互作用的地带,是全球变化研究的重要组成部分。莱州湾东岸海水入侵严重,并造成一系列的生态环境问题,主要表现在湿地退化、水质恶化、土壤盐渍化等方面。在分析莱州湾东岸海水入侵对生态环境影响的基础上,有针对性地提出了海岸带生态环境恢复和重建措施,主要包括工程措施和生态措施。     

黄河三角洲海岸剖面类型与演变规律

根据1976-2002年黄河三角洲滨海区36个断面的地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,运用动力地貌学的方法,对黄河三角洲海岸剖面形态及冲淤演变进行了研究。结果表明,黄河三角洲海岸剖面可分为建设型、破坏型和稳定型三种基本类型。建设型海岸分布于行水河口,等深线向海推进的距离取决于入海泥沙的堆积过程与海洋动力对泥沙的侵蚀过程两者之间的对比;破坏型海岸主要分布于停止行河不久的废弃河口附近,剖面侵蚀深度与海洋动力条件尤其是潮流流速大小密切相关;而稳定型海岸主要分布于长时间不行河的湾湾沟口附近和广利河以南岸段,前者受河海动力因素影响较小,而后者主要与莱州湾潮流流场有关。     

陆海统筹背景下河口水生态环境整治修复协同机制研究

为促进我国生态环境治理和生态文明建设,文章分析我国河口水生态环境整治修复在法律规范、技术标准、技术手段、监测体系以及主体和资金等方面的现状和存在的问题,针对完善河口水生态环境整治修复协同机制提出建议。研究结果表明：在陆海统筹背景下构建河口水生态环境整治修复协同机制,应完善基本法顶层设计,加强单行法具体指导;建立协商、合...     

夏季黄河入海径流对黄河口及附近海域环流影响的数值研究

基于区域海洋模式ROMS,建立了一个三维非线性斜压浅海模式,考虑了包括径流、风场、海面热交换以及黄渤海环流等因素,研究了夏季8月份黄河入海径流量对黄河口及附近海域环流结构的影响。数值实验较好地佐证了黄河冲淡水的"北偏"现象,并很好的体现了冲淡水对河口附近海域环流结构的影响。数值研究表明:黄河入海径流量对河口附近海域环流结构有显著影响,径流越大冲淡水向北-西北方向偏转越明显,同时流轴中心余流流速也显著增大;莱州湾顺时针环流受黄河入海径流影响显著,径流量越大越不利于该环流的发育和维持,而径流量越小环流越稳定;径流量越大导致河口附近海域表层余流加大,余流垂向梯度得到加强,底部补偿流增强,河口垂向环流越明显。     

莱州湾海域空间开发利用现状评价

基于GIS平台绘制莱州湾海域空间开发利用现状分布图,从海域空间开发利用结构、强度和协调性三方面对莱州湾海域空间开发利用现状进行了分析和评价。结果表明:莱州湾海域用海类型基本齐全,但是开发利用结构规模不均衡,开放式养殖、盐业和交通运输用海是其主要类型;莱州湾海域空间开发利用强度较高,呈现出中部整体东部西部海域的特点;海域开发利用活动之间及其与海洋功能区划、海域自然属性分布之间存在着不协调现象。未来,莱州湾海域开发利用需要优化调整用海结构和布局,提高产业开发利用层次;严格限制新增围填海工程,加强对自然岸线资源的保护,加大对海域环境整治和生物资源修复的支持力度。     

贴体正交曲线坐标系下水流泥沙数学模型的构建与应用

为了研究深圳河河口福田保税区围垦填土占用部分河道对深圳河治理工程防洪能力和河床冲淤变化的影响情况，建立了贴体正交曲线坐标系下的平面二维的深圳河河道-河口-海湾整体水域的水流泥沙数学模型，模型中采用双步全隐有限差分法离散求解水流运动方程，悬沙不平衡输运方程采用三阶QUIKEST格式离散后用交错方向法求解。在经实测水文资料验证的基础上，应用数学模型计算了8种洪峰流量和河口高潮位组合4种围垦填土的挖除方案下深圳河沿程水位和河床冲淤变化，讨论了深圳河治理工程防洪能力降低的程度和近河口段洲滩冲刷以及所造成香港一侧红树林的破坏情况，提出了优化挖除方案。     

集约用海对莱州湾水动力环境影响的数值模拟研究

在考虑水体斜压的基础上利用MIKE3三维数值模型的HD和Ecolab模块,对莱州湾的水动力环境进行了数值模拟,并将验证良好的该模型用于分析预测集约用海工程的实施对莱州湾水动力环境造成的影响。研究结果表明:工程并不会大范围改变莱州湾海域的水动力特征,影响主要集中在工程区附近,距工程新岸线约20 km处,流速变化率在15%左右甚至更小;工程造成海湾纳潮量在大小潮期分别减小0.29%和1.07%,海湾与外海水交换能力被削弱,可能会导致湾内水体污染加剧;工程实施后海湾PO_4-P平均浓度升高,DIN平均浓度降低,N/P比下降,海域磷限制作用被削弱。