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。     

淀山湖夏季水文特征分析

基于2008年6月14日～6月22日期间淀山湖水域实测水文资料探讨了夏季淀山湖水域水文特征。结果表明:(1)淀山湖水域感潮特征显著,潮波主要沿黄浦江上溯经拦路港、淀浦河、石塘港、西旺港传播入湖区,该水域潮汐以M2分潮为主,为非正规半日潮类型,湖区平均涨潮历时4.0～5.3h,平均落潮历时7.0～8.4h,最大潮差基本呈以拦路港为轴心渐次递减的分布格局;(2)湖区水流极弱,垂线平均最大流速介于0.02～0.05m/s区间;(3)商榻至拦路港航道以南水域,潮流往复流特征显著,主流向基本与各入流口门和主要出流口门——拦路港构成的轴线相一致;而商榻至拦路港航道以北水域则往复流性质较弱,涨潮流向相对较为分散;(4)夏季时,风生流和相应底部补偿流是控制湖区水流垂向分布格局的首要因素之一;(5)夏季时,珠砂港、商榻、白石矶和千灯浦等4个口门为淀山湖的主要入流通道,分别占总入流量的40.7%、39.2%、18.2%和1.9%;(6)夏季时,拦路港、淀浦河、西旺港和石塘港等4个口门为淀山湖的主要出流通道,分别占总出流量的84.0%、12.0%、2.5%和1.7%;(7)夏季时,本次测验中未加考虑的部分流量较小的口门流量以及湖面接收的降雨量对于严格的湖区水量收支平衡而言仍是不可忽略的。     

长江口深水航道工程南导堤越堤水沙运动观测研究

通过现场观测对长江口深水航道工程南导堤越堤水沙运动规律进行深入研究.结果表明:1)存在越过南导堤指向北槽的净输沙运动,观测期间,堤顶单宽涨潮通量与单宽落潮通量之比约为10∶1,堤顶单宽涨潮输沙通量与单宽落潮输沙通量之比约为25:1;2)经初步估算,观测期间越过S4～S5段南导堤输向北槽方向的泥沙总量约为156.5×104t;3)越堤水流携带的泥沙绝大部分可以通过坝田进入北槽.     

黄河三角洲孤东海域沉积物及水动力

根据黄河三角洲孤东近岸海域表层沉积物取样、水文泥沙观测和风浪资料推算,分析沉积物特征和运移趋势,并通过水动力条件(潮流和波浪)探讨沉积物起动和输移特征。结果表明,孤东海域沉积物多为粉砂类物质,由内向外逐渐变细,分选变差,丁坝的修建对周围粒径分布影响明显;沉积物运移趋势受风成余流、岸线轮廓和丁坝工程修建的影响,不同区域表现为不同的输移方向;研究区水动力表现为波浪掀沙、潮流输沙的特征,由于潮流较小,不足以引起泥沙的起动,泥沙起动主要由波浪引起。     

山东省近40年气候变化特征

根据山东省60个气象站1961~2001年的气温与降水资料,利用回归分析、功率谱分析等方法,研究了山东省近41年气温与降水的年、季变化倾向、阶段性和周期性等变化特征。结果表明:①近41年山东省年平均气温有显著的上升趋势,各季平均气温虽也均呈上升趋势,但增温趋势表现出明显的季节非对称性,其中以冬季气温增幅最大。②年降水量呈下降趋势,年降水量减幅为每10年31.7 mm;不同季节降水的变化趋势有所不同,其中夏季降水减幅最大,而冬季降水略有增加。③山东省年平均气温的演变表现出明显的阶段性和周期性的基本特点,而降水的阶段性和周期性特征则不如气温显著。     

长江口南槽最大浑浊带枯季大小潮悬沙峰特征及其动力机制

长江口最大浑浊带是陆海交汇的核心区域,其航槽是扼海-河联运的咽喉,悬沙峰的涨落潮周期变化深刻影响航槽的稳定性。本文利用长江口南槽上、中、下段3个站点枯季小潮和大潮的流速、盐度、悬沙平均粒径和悬沙浓度的实测资料,分析最大浑浊带悬沙峰特征及其动力机制。发现:流速和滩槽交换增强导致大潮平均悬沙浓度比小潮增加了0.78—1.97倍,絮凝也导致憩流底层悬沙浓度增加8%左右,但流速和絮凝与悬沙浓度的关系均非线性。大小潮盐度梯度与底层悬沙浓度关系呈现高线性相关关系,表明盐度梯度强化或突变是泥沙再悬浮形成悬沙峰的主要动力。     

长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究

河口分流口的水沙变化过程是影响河口三角洲发育的核心环节,对下游河势的稳定起着关键性的作用。本文通过对北槽二、三期工程前后的南北槽分流口河段洪季大潮期间的同步水沙观测数据进行分析,以探讨长江口深水航道工程整治对分流口水沙过程的影响。结果表明:(1)北槽二期工程到三期工程后,分流口洪季以落潮优势流、优势沙为主的格局基本没有发生改变,但南槽优势流、优势沙出现略有变大,而北槽略有变小现象;(2)分流口洪季的水体输移主要受控于欧拉余流的变化,除北槽入口段水体净输移量一直较小外,其他河段在二、三期工程实施期间均有大幅提升,其中斯托克斯余流变化不大,拉格朗日余流与欧拉余流变化相一致,南槽呈波动状上升,北槽先增后减;(3)在二期到三期工程期间,北槽分流比明显减小,入口段落潮流速减小,含沙量较高,水体输移量降低,输沙强度减弱,由此导致二期工程以来北槽入口河段淤积强度加重。     

ASM-IV仪器在河口近底层悬沙浓度观测分析中的应用研究

近底层悬沙时空变化对于理解河口冲淤变化有着至关重要的作用。然而,长期以来河口近底层水体悬沙浓度的连续变化大都是基于单点观测数据或水样处理获取。基于此,本研究利用光学仪器边界层悬浮物剖面测量仪(Argus Surface Meter IV,ASM-IV)获得长江口南槽近底层进行连续10 d的实测数据,探讨ASM-IV仪器监测悬沙浓度精度的有效性。结果表明:(1)传统仪器布设方法所获取的数据,相对误差高于基于ASM-IV所测误差,在大、中及小潮期间的平均误差值分别为24.15%、17.31%和16.18%;越靠近底部河床,相对误差从距底52 cm向下随距底距离的减小而逐渐增大;(2)对于近底层单宽悬沙通量测量结果而言,传统测量仪器布设方法所测量数值一般偏小;(3)大潮时期近底层1 m内的水体悬沙分布均匀,分层不明显;在中、小潮时期,与近底层1 m内平均悬沙浓度相差最大的点皆位于距底20~50 cm附近。因而,近底层悬沙浓度测量时间在大潮时期或越靠近底层,利用ASM-IV监测近底层悬沙浓度值更为准确。中、小潮时期利用单点或采集水样测量时,选取0.8H层水体悬沙浓度代替近底层悬沙浓度较最底部水体悬沙浓度更为准确。     

长江河口北槽水沙过程对航道整治工程的响应

北槽大型航道整治工程确定了南北槽分汊口分流界线, 阻碍了北槽和邻近滩槽的水沙自由交换过程, 使北槽水沙动力过程发生调整。基于工程前后北槽主槽纵向同步水沙观测数据的统计分析表明:入口段落潮优势显著减弱;上段枯季时落潮优势显著减弱, 而洪季时落潮优势有所增强;中段(弯曲段拐点附近)落潮优势略有减弱;下段落潮优势明显加强。北槽主槽水沙纵向输移机制分析表明:欧拉余流、潮泵作用、斯托克斯效应和垂向环流为悬沙输移的主要驱动力, 其中欧拉余流输沙指向海, 斯托克斯输沙和垂向环流输沙指向陆, 而潮泵输沙随着季节而变化。洪季, 欧拉余流输沙和潮泵输沙在工程前后的变化使大潮期河床冲淤由中段和下段普遍落淤转化为中上段集中落淤。枯季, 工程前后稳定的潮流辐散输沙作用使大潮期河床以冲刷为主, 但工程后在入口段和上段潮泵的向上游输沙占优势, 使悬沙在入口段落淤。     

长江口北槽南导堤越堤输沙运动的时空变化特征研究

通过现场观测对长江口北槽南导堤越堤输沙运动的时空变化特征进行的研究表明:(1)南导堤沿程各测点各涨落潮过程单宽越堤净输沙量存在良好的线性相关关系;(2)S4—S7和S2—S3区段越堤输沙强度大,是主要输沙通道;(3)南导堤年平均越堤净输沙量约为296.6 Mt,其中洪季、枯季分别占年均越堤净输沙量的62.24％和37.76％.