黄河清水沟流路水沙组合和河口三角洲发育的宏观特性

黄河清水沟流路1976～1995年期间入海水沙偏少,年际和年内变化丰枯交替,河口三角洲的冲淤变化与入海水沙大小密切相关;分析其剖面淤积形态、洲面淤积造陆情况和泥沙淤积的空间分布,表明河口三角洲发育存在着初期迅速增长、中期快速增长、后期平缓增长的宏观特性和规律,根据水沙变化与河口三角洲增长面积的定量关系以及对未来入海水沙的预估,认为清水沟流路河口三角洲的发育将继续维持平缓增长的态势.     

黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测

黄河淤积造陆形成黄河三角洲,黄河三角洲地区表层均为第四系全新统松散沉积物,以细颗粒的粉砂为主,呈松散—稍密状态,孔隙度较高,稳定性较差,极易受到海洋动力侵蚀造成海岸蚀退。随着黄河断流天数逐年增多,使黄河来水来砂量逐年递减,在黄河淤积和海洋动力交互或共同影响下,现代黄河三角洲海岸线迅速地发生着淤进蚀退交替的演变。自1976年黄河人工改道走清水沟流路以来,黄河三角洲河口段海岸线总体处于淤进状态。对河口地区1986—2004年间遥感图像进行比较分析,发现有关岸线位置的原始数据间存在近似的二元一次线性相关关系,通过建立回归模型,对2005—2010年河口地区海岸线形态进行了演变预测。预测结果表明,2005—2010年间黄河三角洲原河口沙嘴前端处于蚀退状态,而北汊1流路附近有一直淤进扩张的趋势。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(工)--模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

黄河调水调沙期间黄河入海水沙的扩散与通量

以2007年夏季黄河调水调沙期间黄河三角洲海域3断面连续站及渤海南部24个大面站观测的流场、温度、盐度及含沙量资料为依据,分析了调查区水沙扩散特征,计算了各连续站的拉格朗日余流及泥沙输送单宽通量。结果表明,黄河入海泥沙扩散范围非常有限,主要分布在南至莱州湾西南部、北至北纬38°附近离岸约20km以内的带状沿岸区域;但黄河冲淡水出现大面积扩散,覆盖了整个莱州湾的北部和中部,最远可至龙口附近,黄河入海水沙扩散不同步。在现行河口和钓口流路废弃河口存在两个高浓度泥沙中心,分别对应于黄河入海泥沙和废弃钓口流路海域底质再悬浮产生的两个泥沙来源。河口及三角洲近岸切变锋的阻隔及辐聚作用,是大部分黄河入海泥沙沉积在河口及沿岸13m水深以内的主要动力因素。受余流方向及水体垂向湍动较弱的影响,两个高浓度泥沙中心很少有泥沙交换。冲淡水的大面积扩散主要受表层余环流的影响。余流及悬浮泥沙通量计算显示,夏季黄河入海水沙在近岸主要向东北方向扩散。     

黄河下游综合性治理设想

黄河是世界上著名的多沙河,现行黄河口沉积了64％的泥沙,造成河口不断地摆动和改道,给黄河三角洲的开发和利用带来了许多困难,因此,治理黄河是当务之急。本文在理论和实验的基础上:(1)提出利用黄河本身所具有的自然条件治理黄河,即采用高压泵冲刷泥沙,使拦门沙的泥沙随流而向深海运移;(2)为了防止大水刷槽淤滩,小水塌滩淤槽,本文采用垃圾坑治理河道下游淤床现象。作者认为该措施是可行的,既节省了开支,又稳定了流路。     

黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟

由于钓口流路行水时期普遍缺乏对河口和近海的系统观测,基于1976年黄河三角洲实测水深数据和汛期水沙数据,采用EFDC三维数值模式对钓口河口泥沙沉积动力过程进行了数值模拟研究。模型结果表明,钓口河口的羽状流和异重流的时空分布具有显著的潮周期变化特征。受与岸线平行的涨落潮流作用,表层羽状流的侧向摆动幅度较大,河口羽状流输沙主要平行于岸线方向,跨等深线的泥沙输运受到限制。汛期黄河入海的高浓度泥沙在钓口河口形成潜没的异重流,在底层沿河口轴线向北输运泥沙至三角洲前缘区域,泥沙输运通量比表层羽状流的输送通量高出一个数量级,且随着离岸距离的增大而呈指数形式快速衰减。随着水深增大,单宽泥沙通量的衰减速率逐渐减小。计算结果显示,由于汛期高浓度泥沙入海,钓口河口的异重流稳定存在,导致约75%的入海泥沙沉积在10m水深以浅的区域,25%的入海泥沙淤积在三角洲前缘外侧,异重流过程对汛期钓口河口泥沙向深水区输运和沉积具有控制作用。数值模拟结果与前人根据水深变化揭示的三角洲冲淤分布格局一致,与钻孔的沉积记录基本吻合。     

黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

黄河三角洲孤东及新滩海岸侵蚀机制研究

黄河三角洲孤东及新滩地区是黄河1976年以来清水沟流路河口新淤积的滩涂地带。根据孤东及新滩海域1997—2003年16个海岸剖面的实测地形资料以及利津水文站的水沙资料，阐述了黄河口尾闻改道清8出汉后，孤东及新潍海岸剖面的冲淤演变过程，并从动力地貌的角度对其冲淤过程和机制做了重点研究．结果表明，1998年以后，除新口门附近轻微淤积，其它岸段均遭到不同程度的侵蚀．清水沟老河口附近剖面表现为上冲下淤的侵蚀类型；其余侵蚀剖面形态则表现为均衡侵蚀型．近年来黄河入海水沙量的减少以及1996年河口流路的改变，调整了入海水沙、海洋动力和海岸地形之间的动态平衡，海洋动力相对增强，从而导致海岸侵蚀后退。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

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。     

清水沟北汊流路入海泥沙对东营港影响的数值分析

本文用平面二维潮流泥沙数学模型,模拟了清水沟流路北汊入海域的潮流泥沙扩散和河口淤延伸方向等问题。结论认为如果按此口门入海,入海泥沙不会对黄河海港产生直接淤积影响。     

现行黄河三角洲叶瓣蚀积演化对动力环境的影响

现行黄河三角洲地貌演化已使河口动力环境发生了显著变化,但黄河改道清8汊后,现行河口以及废弃河道清水沟河口动力环境如何变化尚不清楚。基于1976、1995和2002年黄河三角洲实测水深数据,应用Delft3D模型对清水沟流路不同时期冬夏季河口动力环境进行了数值模拟,定量研究了黄河三角洲地貌演化对动力环境的影响。模拟结果表明,黄河现行三角洲地貌演化导致河口动力环境发生了显著变化,1976年河口动力环境弱,随着河嘴向海突出,1995年河口处涨、落潮最大流速较1976年增长了约60%~90%,潮致剪切力增大约2倍,冬季大风条件下浪致剪切力较1976年增加1个数量级,2002年黄河改道清8汊入海后,现行河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%,潮致剪切力减小1/3,冬季大风条件下浪致剪切力是1995年的1~2倍,而废弃河道河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%~40%,潮致剪切力减小约20%。黄河三角洲动力环境变化也显著影响了入海泥沙的搬运与沉积,造成清水沟河口呈"南肥北瘦"形态,且废弃后侵蚀速率不断降低。同时,地貌形态与动力环境之间的耦合关系对黄河三角洲冲淤模式的转变有重要影响。     

黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化

根据历年卫星遥感资料和水深资料,对黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化和海底冲淤演化进行研究。结果表明,清水沟流路形成初期河口三角洲快速堆积,淤积中心厚度14m,1984年后河口三角洲淤积速度变缓,河口沙咀在波浪、潮流及科氏力作用下变得细长,并逐渐南偏,莱州湾内出现大面积的淤积,1996年黄河口人工改道后,在新河口处形成淤积中心,厚度4.5m。废弃三角洲遭受冲刷,原淤积中心成为冲刷中心。     

黄河改道后河口至黄河海港海岸冲淤变化研究

1996年8月，黄河经人工改道，由清8断面处向东北方向人海。改道后必然引起河口地区泥沙冲淤发生新的变化，其中最受关注的是黄河经人工改道后能否实现孤东油田油气资源由海上开采变陆地开采及对黄河海港冲淤变化的影响。通过改道前及改道后的四次测量资料，详细分析了黄河改道前后4年间，黄河口至黄河海港区域泥沙冲淤变化情况。     

黄河三角洲埕北海区泥沙冲淤分析

利用多期水深数据,对黄河三角洲埕北海区的泥沙冲淤量及冲淤面积进行分时段计算,绘制相应的冲淤等值线图和冲淤立体图。分析该海域泥沙冲淤的规律。     

黄河1964—1976年刁口流路泥沙冲淤及其分布特点

本文研究了刁口流路行水期间,河道演变全过程的泥沙冲淤变化,叠合沙体的发展演变,计算了各阶段不同深度范围的淤积量,从而总结了泥沙淤积分布的特点,提出了新的资料和认识.     

黄河三角洲前缘桩106至黄河海港岸段海底地形冲淤变化研究

1976年黄河改道从水清沟入海后,黄河三角洲前沿桩106至黄河海港岸段的海底地形遭受强烈侵蚀,岸滩不断蚀退。黄河三角洲强侵蚀岸段岸线监测资料与历史资料分析研究结果表明,1985-2004年该区最大侵蚀深度达7.5 m,其强侵蚀区中心位置经历了由西北向东南移动的过程,范围不断缩小,目前局部地区已发生淤积现象。种种迹象表明,从冲淤并存和以侵蚀为主向冲淤平衡过渡的现象还将长期进行下去。     

黄河河口泥沙输移分布特性及其回归计算

在分析黄河河口泥沙输移和分布影响因素的基础上,分径流区域、径流潮汐区域和外海区域3个不同区域对黄河河口泥沙的输移和分布规律进行了系统探讨总结;利用实测资料对河口清水沟流路的泥沙分布特征进行了分析,并据此得出了河口泥沙沉积分配的回归计算式。     

1979—2013年黄河三角洲岸线变迁的时空异质性研究

基于RS和GIS,通过分区分析了1979—2013年黄河三角洲不同流路岸线变迁及冲淤变化的时空异质性及其驱动因素。发现1979—1986年间,由于黄河入海泥沙量高且处于改道清水沟初期,清水沟(Ⅵ区)和清8汊流路(Ⅴ区)向海延伸显著,此后入海泥沙量减少其变化明显减缓;1995年以后,黄河改道清8汊且2002年以来调水调沙增加了黄河的输沙能力,三角洲岸线变迁的幅度较2000年前增强;刁口河附近区域(Ⅰ、Ⅱ区),因黄河改道清水沟和清8汊流路,入海水沙补给显著减少,总体上处于蚀退状态;神仙沟流路区域(Ⅲ区),1986年以后除入海口处有变化外,其它区域因修建堤坝成为人工岸线而少有变化;莱州湾西侧区域(Ⅵ区),淤进和蚀退量很小,总体向海推进。可见,岸线变迁主要受入海泥沙量的影响,改道致使不同时期三角洲岸线变迁出现空间异质性。