崎岖列岛海区水沙特征及近期冲淤演变

利用1999年冬季水文泥沙观测资料，分析了崎岖列岛海区冬季水动力条件及悬沙特征；根据1998，2004，2005和2006年水下地形资料，计算了该海区冲淤量及冲淤速率，探讨了研究区域近年来冲淤演变的特征及规律，得出最近8年来海区总体呈冲蚀状态、岛链峡道西部水城和岛闻汉道出现淤积的状况，出现这一状况的原因主要与长江入海泥沙减少和洋山港工程有关。洋山港堵汉工程改变了局部水动力环境，造成岛链峡道西部水域和岛间汊道的冲淤变化；长江入海泥沙减少和长江口、杭州湾大片围垦截沙，削减了对崎岖列岛海区的泥沙补给，导致了海区总体呈冲刷趋势。     

近70a来椒江河口河床冲淤调整机理

利用近70a来19个不同年份的水深地形资料,基于GIS技术进行数字化冲淤分析,结合实测水文泥沙资料和人类活动,探讨椒江山溪性强潮河口河床冲淤调整过程。研究表明,近70a来无论是在河床纵横剖面还是在平面上,冲淤调整经历了较明显的四个阶段,可是平面上比纵横剖面上的平均冲淤速率更趋于整体性:(1)以自然作用为主,处于缓慢冲刷状态,冲刷区占65.4%,全区年均冲刷速率为2.3cm/a,年均冲刷量为53.7×104m3;(2)受支流永宁江上游建库蓄水影响,从缓慢冲刷转为较明显的淤积状态,淤积区占66.2%,全区年均淤积速率为2.2cm/a,年均淤积量为50.4×104m3;(3)受航道整治完成的部分工程作用,由淤积又转为轻微冲刷状态,冲刷区占62.6%,全区年均冲刷速率为1.8cm/a,年均冲刷量为41.4×104m3;(4)受航道和支流永宁江的综合整治作用,从轻微冲刷朝加速冲刷方向发展,冲刷区占71.5%,全区年均冲刷速率为5.6cm/a,年均冲刷量为130.8×104m3。这在某种程度上意味着椒江山溪性强潮河口河床冲淤调整受人为影响比受自然影响大。     

三沙湾潮滩涨落潮和大小潮冲淤特征及其动力机制

潮滩不同尺度的变化规律一直是地表过程研究的核心之一。利用声学多普勒流速仪（ADV）、温盐深（CTD）、光学后向散射浊度计（OBS）对三沙湾潮滩涨落潮和大小潮冲淤及动力变化进行了高精度的观测。结果发现,潮周期内,潮滩冲淤呈现涨潮初期冲刷-落潮末期淤积-中间时段稳定的特征,涨潮初期水深<1 m的30 min内平均冲刷4.05 mm,落潮末期水深<1 m的30 min内平均淤积3.72 mm,中间时段动态稳定;大小潮周期内,呈现中潮到小潮平均淤积3.4 mm,小潮到大潮平均冲刷8.2 mm的特征。通过流速、紊动能、水深、悬沙浓度等因子与冲淤的相关性分析发现,潮周期内,流速和紊动能的增减决定涨潮初期冲刷和落潮末期淤积的变化;大小潮周期内,涨潮冲刷大于落潮淤积的特性决定了大潮到小潮阶段的冲刷,涨潮冲刷小于落潮淤积决定了小潮到大潮阶段的淤积。涨落潮周期和大小潮潮周期的冲淤机制为潮滩动力地貌和动力沉积学研究提供了一定的参考。     

青草沙水库工程对附近水域河床冲淤的影响

青草沙水库是长江河口的一个重大工程,显著改变了北港上段的河势。河势的变化会引起流场和泥沙质量浓度的变化,进而影响河床的冲淤。本文应用三维水动力和泥沙数值模式,计算和分析了青草沙水库工程对附近水域流场、泥沙质量浓度和冲淤的影响。青草沙水库工程建设后,北港河道束窄,导致水库北侧河道主槽流速和泥沙质量浓度增加。水库工程使得进入北港的径流量和纳潮量减少,导致青草沙水库以东、北港下段和拦门沙区域流速和泥沙质量浓度下降。应用半理论半经验河床冲淤公式和模式计算的工程前后流速、泥沙质量浓度和水位数据,给出了由水库工程造成的河床冲淤变化分布。在水库以北北港水域发生普遍冲刷,冲刷强度最大可达2~3 m,冲淤分布和量值与工程前后实测水深变化吻合良好。数值模式较好地模拟了青草沙水库工程对附近水域冲淤分布的影响和变化量值。     

近50年来杭州湾七姊八妹列岛海域海床演变分析

七姊八妹列岛海域位于杭州湾南部的灰鳖洋内,除了岛礁周围局部存有深沟外,其余地区海床平缓.为了探究该海域海床演变情况,在了解杭州湾来水来沙特征基础上,分析了七姊八妹列岛海域的水动力、悬沙和底质分布特征.不同时期海图的对比分析表明,该海域近岸水深较小,人类活动频繁,围涂筑堤工程较多,一直处于淤积状态,属淤涨型岸滩,而离岸较远的海域,泥沙难于落淤而随潮反复搬运,基本处于冲淤平衡状态.1962～2008年这46 a间,七姊八妹列岛海域总体呈现与岸线走向一致的淤积、冲刷间隔分布的冲淤带.平均淤积厚度约2.2 m,淤积幅度约5.0 cm/a,大多数地方平均冲刷厚度约2.4 m,冲刷幅度约5.0 cm/a.这些特点与当地的水动力条件和泥沙沉积特性相一致.     

近70 a来椒江河口河床冲淤调整机理近70 a来椒江河口河床冲淤调整机理

利用近70 a来19个不同年份的水深地形资料，基于GIS技术进行数字化冲淤分析，结合实测水文泥沙资料和人类活动，探讨椒江山溪性强潮河口河床冲淤调整过程。研究表明，近70 a来无论是在河床纵横剖面还是在平面上，冲淤调整经历了较明显的四个阶段，可是平面上比纵横剖面上的平均冲淤速率更趋于整体性：（1）以自然作用为主，处于缓慢冲刷状态，冲刷区占65.4%，全区年均冲刷速率为 23 cm/a，年均冲刷量为537×10 4 m3；（2）受支流永宁江上游建库蓄水影响，从缓慢冲刷转为较明显的淤积状态，淤积区占662%，全区年均淤积速率为22 cm/a，年均淤积量为504×10 4 m3；（3）受航道整治完成的部分工程作用，由淤积又转为轻微冲刷状态，冲刷区占626%，全区年均冲刷速率为18 cm/a，年均冲刷量为414×10 4 m3；（4）受航道和支流永宁江的综合整治作用，从轻微冲刷朝加速冲刷方向发展，冲刷区占715%，全区年均冲刷速率为56 cm/a，年均冲刷量为1308×10 4 m3。这在某种程度上意味着椒江山溪性强潮河口河床冲淤调整受人为影响比受自然影响大。     

野鸭山至螺头山岸段海域水沙特征及冲淤变化

根据浙江舟山野鸭山至螺头山岸段海域4个测点的海流观测和含沙量调查(其中1个测点)资料,含沙量用1/10000感量的电光分析天平称量测定,悬沙粒度用AT 型库尔特计数器测定,底质表层泥样用激光粒度仪测定,使用DS3水准仪(其精度标准为四等)测量岸段潮滩高程,对该岸段所在海域的泥沙与潮流特征进行了对比分析并讨论了岸滩的冲淤变化。结果表明,该海域悬沙浓度由表层往底层逐渐增高,且与流速有一定的线性关系;中潮悬沙浓度低于大潮,冬季悬沙浓度高于春、夏季;大、中潮的落潮输沙量大于涨潮,大潮涨、落潮的输沙量大于中潮涨、落潮,大潮全潮单宽净输沙量大于中潮;冬季平均悬沙粒径比夏季大,春季适中;春、夏、冬季悬沙的分选系数属分选极好;悬沙的运移路径以落潮流流向为净输沙的方向;该海域的潮流为往复流,涨潮流历时短于落潮流历时,春、夏、冬季平均落潮流速大于平均涨潮流速,最大流速为1.82m/s(夏季),平均流速为0.70m/s;历史上野鸭山至螺头山的古海湾一直缓慢淤涨,1987年以来,潮滩仍缓慢淤涨,中潮滩平均淤高值约为3cm/a,岸滩平均淤进速度约为0.38m/a。     

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。     

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。     

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。     

三门湾的悬沙分布和输移特性

本文根据实测资料,通过悬沙浓度ρ、流速v和水深H的对应分析,得出了三门湾的悬沙浓度分布遵循着ρ∝f(v~2/H)的规律;同时发现湾外海域有着良好的将悬沙输移入湾的动力条件,是三门湾悬沙来源的主要场所;经全潮单宽净输沙量计算表明:进出海域的悬沙净输移量不大,全湾的悬沙输移具有深槽输向边滩、南进北出的趋势,与口外海域的泥沙存在着活跃的交换。通过摩阻流速计算得到三门湾变化的总趋势是:深槽略受冲刷,滩涂缓慢淤涨,入湾通道处于动态平衡中。     

杭州湾口南汇咀近岸水域水沙特征与通量

南汇咀近岸水域是长江口与杭州湾交汇以及近岸水沙交换的重要地带。根据杭州湾口北部南汇咀-崎岖列岛断面上6个测站1999年1～2月大、中、小潮海流与悬沙含量的现场同步观测资料,阐述了该断面上潮流和悬沙浓度的分布变化特征,并通过断面进出潮通量和悬沙通量的计算,得出该断面以出水出沙为主要特征,与余流方向一致。分析表明,长江口与杭州湾的水沙交换是复杂的,而间接交换是其主要的方式。     

枯季长江口南槽悬沙输运过程和机制研究

开展枯季河口悬沙输运机理研究对于揭示弱径流条件下的陆海相互作用、河口季节性冲淤和水沙关系等具有重要的科学意义.本文根据2018年12月18-25日长江口南槽3个站位连续13个潮周期的同步流速、流向和悬沙浓度等观测资料,运用通量机制分解法研究了各输沙项的特征、贡献和输运机理.结果 表明,从小潮至大潮流速和悬沙浓度不断增加,由南槽上部至下部流速和悬沙浓度逐渐降低.观测期间平均流速与平均悬沙浓度存在明显的正线性关系,但受底质空间差异影响,悬沙浓度对流速的响应强度存在显著的空间变化.枯季期间南槽存在着中上部向陆净输沙、下部向海净输沙的空间输运格局.平流输沙和潮泵输沙是影响和控制净输沙的关键因素,二者的强度和贡献存在明显的潮周期变化和空间变化,垂向环流输沙的强度很弱,对净输沙贡献很小.南槽涨落潮输沙不对称现象明显,流速、悬沙浓度和历时都具有一定的涨落潮不对称性,这些不对称现象共同调节和控制着潮周期净输沙强度和方向的时空变化.     

舟山岛马岙岸段海岸演变与水下岸坡冲淤动态

利用不同年份的水深地形资料进行冲淤计算,结合实测水文泥沙、现场岸滩沉积地貌观察、新老海堤分布位置及以往浅地层探测和考古等资料综合分析发现,岸滩地貌形态从大约距今7 000 a前的一个古基岩港湾经受细颗粒泥沙长期不断地充填、淤积转化为近乎平直的岸段.在自然和人类活动的共同作用下,近370 a来海岸线以5.3 m/a的速度向海推移,潮滩以0.25 cm/a的速率沉积.近40余年来水下岸坡平均冲淤速率为-3.8~2.4 cm/a,横向冲淤调整有类似砂质海岸剖面塑造的特性,泥沙经受了在横向剖面"上部微淤、下部微冲"和纵向总体"东侧微冲、中西部微淤"的交替重复调整过程,目前朝着"上部微淤、下部微冲"的均衡剖面调整方向发展.     

利用坐底观测估算济州岛西南海域再悬浮临界应力

底边界层中沉积物的再悬浮和沉降是控制陆架海悬浮沉积物的输运的关键过程。沉积物输运过程的数值^*模拟也依赖于沉积物侵蚀和沉降的关键参数的研究。本文根据济州岛西南泥质区的坐底观测估算了此处临界应力。通过底边界层声学仪器ADV和PC-ADP的流速和悬浮物浓度同步观测,基于湍生成与耗散平衡假设,使用惯性耗散法计算沉降速度。这种方法得到的沉降速度ws平均值为0.91 mm s^-1,标准差为0.20 mm s^-1,此结果远大于Soulbsy（1997）和LISST-ST现场观测粒径分析仪等经验方法的结果。这主要是由于两种方法的本质不同,惯性耗散法形象的刻画了底边界层的水动力,并且更加合理的现场估计沉降速度w_s,然而Soulsby的方法通常适用于静水环境。我们提出了一种估计临界应力的新方法,根据悬浮颗粒物浓度时空变化的统计分析（深度平均的悬浮颗粒物浓度对时间求导数）和对应的底应力估算侵蚀临界应力τ_ce和沉降临界应力τ_cd。侵蚀临界应力τ_ce和沉降临界应力τ_ce的变化范围为0.11-0.25 Pa,对应的中值分别为0.20 Pa和0.16 Pa,这也证实了侵蚀临界应力略大于沉降临界应力。除此之外,我们还使用了另一种方法估算临界应力,通过沉降速度间接估算的临界应力范围为0.06-0.17 Pa。     

黄河三角洲潮滩高浓度悬浮沉积物的控制因素

黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是，目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此，本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深，波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测，对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示，在大部分时间里，黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m)，SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L，潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是，当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时，再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源，水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制，而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间， 1级海况下，流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反，在2级海况下，波致RSC大于流致RSC，例如，在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素，并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。     

基于ADP-XR和OBS-3A的潮滩水文泥沙过程研究 以胶州湾北部红岛潮滩为例

于2004年8月17~24日在胶州湾北部红岛潮滩上用OBS-3A和ADP-XR观测了水深、浊度、水平和垂直流速、回声强度、波浪、盐度、水温等水文泥沙要素,同时采集了悬沙和底沙样品作粒度分析.结果和结论为:(1)潮流动力较弱,表层和近底层最大流速分别只有31和26cm/s;(2)弱潮流动力导致潮周期大部分时间的悬沙浓度小于30mg/dm3,但浅水阶段近底悬沙浓度为100~1000mg/dm3;浅水阶段的短暂高悬浮泥沙浓度和其余长淹没时段的低悬沙浓度共同构成悬沙浓度的“U”形潮周期过程线;(3)悬沙浓度的垂直成层分布主要发生在潮周期的深水阶段和平静天气;(4)由于潮流弱和风浪的干扰,悬沙浓度未呈现大小潮周期的变化规律;(5)水体盐度为23.6~29.5;(6)淹没期的温度(21.4~28.6℃)比出露期的(19.3~30.9℃)稳定,温度极高值出现在午后出露期,而极低值出现在凌晨出露期;(7)“浅水效应”是弱动力潮滩泥沙运动的重要特点.     

浙江苍南近岸海域海床冲淤过程研究

近岸海床冲淤变化直接反映海区地貌稳定状态,由此影响海区物质迁移及水运资源可持续利用。基于此,本研究通过选择苍南海域不同时期的海图资料,基于ArcGIS平台探讨该海域多尺度海床冲淤过程,为研究区海岸港工建筑规划与评估提供理论指导。主要研究结果包括：苍南海域海床冲淤变化大致分为四个阶段,即1931—1970年大幅淤积,海床净淤积量达到169.47×10⁶m³,淤积强度为5.18 cm/a;1971—2005年海床淤积幅度减弱,海床净淤积量为12.24×10⁶m³,淤积强度为0.41 cm/a;2006—2009年海床由淤转冲,海床净冲刷量为14.70×10⁶m³,冲刷强度为3.60 cm/a;2010—2017年海床持续冲刷,海床净冲刷量为10.17×10⁶m³,冲刷强度为1.33 cm/a。除1931—1970年10 m等深线向海大幅扩张以及1971—2005年10 m等深线有部分向海扩张外,1971—2017年5 m与10 m等深线普遍向陆后退。2006—2017年,位于北关港内的2 m等深线也向陆后退。冲淤结果显示,苍南海域海床未来可能呈现弱侵蚀态势。其中,风暴潮频发导致海床经常性失稳加之长江入海泥沙的减少导致该区域泥沙补给不足,二者共同作用可能是该区域海床由淤积逐渐转为侵蚀的主导因素。     

不同悬沙组分对潮流的响应关系研究

通过建立一维水深平均悬沙模型,对典型潮流控制的海湾内不同悬沙组分对潮流的响应关系进行了研究。模型以泥沙的水平输运、再悬浮和沉降为主要物理过程,以M2,S2分潮及余流为主要动力因素,反演了湄洲湾支水道内粉砂、淤泥组分含量的时间序列,采用2007-08潮位、潮流、悬沙、底质同步观测资料进行分析和验证。通过三角傅里叶分析,将悬沙的时间序列分解为12个主要的谐波分量,模型分解得到的主要傅里叶分量具有M2分潮两倍的角速度与1/4日潮周期,该分量粉砂组分振幅6.1 mg/L,淤泥组分振幅1.5 mg/L;次主要傅里叶分量具有M2分潮的角速度,振幅受水平输沙、余流、M2分潮流共同影响,粉砂组分振幅4.9 mg/L,淤泥组分振幅1.2 mg/L。由于粉砂组分单位起动能力强、沉降速度高,且淤泥组分由于粘结力等因素起动条件较高,粉砂组分振幅高于淤泥组分。测站位置余流与涨潮流方向一致,余流致使涨潮过程中粉砂组分含量所占百分比上升,而落潮过程下降,淤泥组分则相反。     

长江口横沙东滩外侧建设人工岛的自然条件分析

利用2001-2008年的海图资料和2011-2012年枯季现场水文调查数据,分析长江口横沙东滩外侧海域的河势、水动力条件及泥沙含量的潮周期过程,讨论在此建设人工岛的自然条件。结果表明,横沙东滩外侧海域,2001-2008年间冲淤有变化,由滩向海的断面显示上部淤积,下部侵蚀,冲淤转换面在-7~-10m之间,-10~-20m海域整体呈现微冲趋势,但侵蚀速率减缓,河势趋于稳定。横沙东滩受北槽深水航道北导堤影响,向东南方向淤进。定点船测潮流表现出旋转流性质,枯季大潮最大流速不超过188cm/s,小潮最大流速小于134cm/s;北港口外的定点余流显示向口内输运,北槽口外则是向海输运。两测站数据显示枯季大小潮垂线平均含沙量处于0.061~0.116kg/m3之间,水体泥沙含量整体处在较低水平。从自然条件上来说,不考虑风浪影响情况,研究区域内河势渐趋稳定,水深条件良好,水动力条件适宜,水体含沙量较低,在该区域内建设人工岛具有可行性。