长江河口主槽地貌形态观测与分析

人类活动可以改变流域至河口的泥沙输运与沉积。尽管一些近期的研究已经调查了长江河口的形态演变,然而,流域和河口工程如何影响河口河床的形态演变仍然是不清楚的。该文利用2010年至2015年多波束测深系统和浅地层剖面仪等先进现场测量仪器的长江口主槽走航测量资料,并结合主槽表层沉积物资料,分析了近年来人为强干扰下的长江河口主槽底床微地貌形态,以理解近期人类活动对河口的影响。结果显示:近年来长江河口主槽底床上除了存在平床、沙波、冲沟和冲刷痕等常见微地貌形态外,还存在着疏浚痕和凹坑等人为微地貌形态。在流域和河口大型工程的共同影响下,近年来南北港中上段、横沙通道和南槽上段均受到不同程度的冲刷,其主槽底床上呈现出不同程度冲沟和冲刷痕等侵蚀性微地貌。而由于疏浚工程的影响,南港下段、圆圆沙航槽和北槽航道底床上出现了大范围的疏浚痕和凹坑。近年来包括南槽上段、北槽主槽中段和下段的局部区域和北港拦门沙河段局部区域在内的长江河口最大浑浊带的河床沉积物有粗化趋势。南北港中上段和横沙通道的大部分区域均发育了大量沙波微地貌;总体上,长江河口沙波的波高在0.12~3.12 m,波长在2.83~127.89 m,波高/波长在0.003~0.136,长江河口中上段的沙波尺度(波高的均值为0.91 m,波长的均值为20.08 m)大于密西西比河下游(波高的均值为0.87 m,波长的均值为17.62 m),且两区域沙波的几何形态差异性较小。     

珠江磨刀门河口潮汐动力变化对人类活动的响应

磨刀门河口是珠江流域西江的主干入海口, 20世纪80年代以来受到网河区无序采砂和磨刀门整治工程的双重影响, 潮汐动力必然发生相应的调整。本文基于多年的水文资料, 结合统计分析、调和分析和数值模拟的方法, 对近五十年以来磨刀门河口的潮汐动力变化过程及其对人类活动的响应进行研究。结果表明, 20世纪80年代以前, 磨刀门河口总体上呈现出高、低潮位缓慢上升、潮差逐渐减小的趋势, 潮汐动力变化呈现出径流优势型入海口门水道向海延展的自然演变趋势; 20世纪80年代以来, 网河区无序采砂使水位下降、诱使潮汐动力增强, 磨刀门整治工程使水位上升、潮汐动力减弱, 由于河口不同段受到人类活动以及外海潮汐多年变化和海平面上升的干扰程度不同, 其潮汐动力变化呈现出不同特征。近口段受网河区无序采砂影响较大, 水位下降, 潮汐动力增强; 河口段受两种人类活动的双重影响, 水位上升, 在整治工程期间(1983—1993)潮汐动力减弱, 在整治工程后(1993—2003)受网河区无序采砂的影响潮汐动力增强; 口外海滨段受外海潮汐多年变化和全球海平面上升以及整治工程的共同作用, 水位上升, 潮汐动力减弱     

椒江整治领导小组扩大会议在椒江市召开

海门港位于椒江入海口,是台州和浙中的海上门户之一,航道顺直、港池水域宽阔、风浪小,是一个天然的避风良港。由于航道上游水工建筑物的影响,加之河床不断演变,目前只能候潮通航3000—5000吨级船舶和浅吃水万吨轮。为了治理航道,浙江省在1983年开始椒江整治工作,并成立了椒江整治领导小组,五年多来椒江治理工作取得了一定成绩。6月20日—22日椒江整治领导小组扩大会议在椒江市召开,参加这次会议的有浙江省、台州行署以及椒江市各有关领导,有设计、科研、施工等部门的工程技术人员。同时还聘     

近几十年来珠江三角洲网河水位时空变化及原因初探

根据珠江三角洲网河区25站的验潮序列,应用功率谱分析和正、反傅氏变换方法对网河区月均水位序列的周期变化和趋势变化进行研究,探讨大规模人类采砂活动对珠江三角洲网河区近几十年来水位变化的影响。结果表明:水位序列中包含0.2~11.7 a多尺度的显著周期波动;应用正、反傅氏变换方法消除月均序列中的短周期波动(消除6 a以短的周期),由低通序列进行一元线性回归分析确定水位变化率,变化率从－3.8到3.7 mm/a不等,珠江三角洲网河区水位总体呈上升趋势。从网河区上段到下段再到口门,水位变化趋势由下降转为上升;变化率由负转正,并逐渐增大。网河区上段部分验潮站水位下降主要与西北江网河上段大规模无序采砂引起的河床大幅人为下切有关;大规模采砂导致局部水位下降,使不同时段的水位变化率发生波动,甚至造成部分验潮站的水位变化由缓慢上升转为大幅下降的"逆变"。     

椒江河口河床宽深比对水沙条件的响应分析

本文利用多年水文泥沙和水深地形资料,分析了椒江河口河床宽深比长周期变化特征,并尝试探讨了河床宽深比对水沙条件的响应。结果表明,径流和潮动力对河床形态影响程度沿程此消彼长,江口沙上游河段受径流作用较明显,栅浦下游河段受潮动力影响较显著,这应是弯曲和顺直河段河床横断面形态调整差异的影响因素;河床宽深比与径流平均输沙率正相关,径流产沙量减少,河床形态趋向窄深;顺直河段宽深比与平均流量负相关,径流来水减少,河床趋于宽浅;河床宽深比与平均潮差负相关,应是人为作用改变了潮动力对河口河床形态调整的影响。     

钱塘江河口段通航能力的初步分析

本文阐述了钱塘江通海航道的现状,指出仓前至尖山的中段航道影响着河口出海通航能力,四工段浅滩是主要的碍航浅滩。文中还对不同水文条件下,钱塘江河口段的乘潮保证率和最大可能出海运量作了分析,在此基础上提出了改善航道条件的措施。     

钱塘江河口治江围涂后航道变化及其整治原则

钱塘江杭州闸口～澉浦的河口段,山水潮流相互作用:水深浅,涌潮汹涌,是河口通海航道的严重碍航段。本文利用近40年的实测资料,分析研究河口段航道和目前河口段主要碍航浅滩——四工段浅滩的演变特性,以及该浅滩的整治原则,并对整治效果作了初步分析。文章还提出了改善出海航运条件的其他措施。     

长江口深水航道一、二期工程建设以来北槽河段的冲淤演变

利用长江口深水航道治理一、二期工程实施前后的水下地形资料,在GIS软件及相关的统计分析软件的支持下,分析了治理工程对北槽拦门沙河段的影响。结果表明:整治工程使得河道平均水深增加,河床上下平顺相接,河床横断面形态趋于均匀,河势趋于稳定。至2005年初,北槽河道上段水深比工程前的1998年初平均增加了1.34m,中段则淤浅0.63m,下段刷深0.81m,河床纵向上变得和缓、平顺;丁坝段的冲刷南侧的强度较北侧大,中下段河槽北偏,深泓从原来的东南-西北走向改呈东西向,全槽形成了一条上下段平顺相接的微弯自然深泓线,河槽的形态也从工程前的宽缓或陡峭形变为均匀的“V”字形;下游河段没有产生新的航道拦门沙。     

近期长江河口冲淤演变过程研究

基于长江河口1997年以来数字地形图和近期水文泥沙实测资料,分析研究了近期长江河口大量人工整治工程和流域水库工程建造影响下的河口河道自动调整过程。结果表明:1997-2013年河口段中上游河道微冲刷、拦门沙滩顶仍保持淤积外移、口门外侧近海域冲刷的态势略有增强,而其影响原因与历史时期的自然因素影响为主略有差异,近期人类高强度活动的影响贡献率增大。首先,南支至南港和北港中上游河段河床普遍发生冲刷,河床沙活动较活跃,床面微地貌沙波发育更明显,而口门外侧海域地形略有冲刷蚀退,这些变化与流域来沙锐减有直接关系;北支、北港口门、南槽和北槽河道拦门沙河段呈淤积,尤其北槽主航道的拦门沙河段6m水深浚深为12.5m后回淤量很大,这些与拦门沙河道动力结构环境、河口和海域再悬浮泥沙补给有关;局部河段出现强冲和强淤现象,与近期河口工程建造有关。所以,长江河口近期正处在对自然因素变化和人类活动增强的自我缓慢地自动调整和适应过程之中。     

近期长江河口冲淤演变过程及自动调整机理研究

基于长江河口1997年以来数字地形图和近期水文泥沙实测资料, 分析研究了近期长江河口大量人工整治工程和流域水库工程建造的影响下的河口河道自动调整过程。结果表明:1997年以来的16年中河口段中上游河道微冲刷、拦门沙滩顶仍保持淤积外移、口门外侧近海域冲刷的态势略有增强, 而其影响原因与历史时期的自然因素影响为主略有差异, 近期人类高强度活动的影响贡献率增大。首先, 南支至南港和北港中上游河段河床发生普遍冲刷, 河床沙活动较活跃, 床面微地貌沙波发育更明显, 而口门外侧海域地形略有冲刷蚀退, 这些变化与流域来沙锐减有直接关系;北支、北港口门、南槽和北槽河道拦门沙河段呈淤积, 尤其北槽主航道的拦门沙河段6m水深浚深为12.5m后回淤量很大, 这些与拦门沙河道动力结构环境、河口和海域再悬浮泥沙补给有关;局部河段出现强冲和强淤现象, 与近期河口工程建造有关。所以, 长江河口近期正处在对自然因素变化和人类活动增强的自我缓慢地自动调整和适应过程之中。故然, 开展此类研究有其重要的现实意义。     

长江口青草沙水库前沿河床演变与失稳风险研究

位于长江口南北港分流口的青草沙水库是上海市最大的城市供水水源地,开展该水库前沿河床稳定性和失稳风险研究具有重要的理论意义和工程指导价值。基于此,利用长江口南北港分流口2000年至2013年期间实测的高精度地形资料,分析青草沙水库前沿河床近期地貌变化特征,为水库库堤安全预警提供相关理论支撑。结果表明:青草沙水库前沿河床冲淤变化在建库前后有明显差异,建库前总体表现为河槽冲刷、沙洲淤积,呈现准冲-淤振荡的性质;建库后变为幅度逐渐减弱的持续冲刷;沿河床河槽形态由U型向U型与V型河槽叠加的复式河槽转变。青草沙水库前沿沙体沿落潮主流方向下移,成形沙体呈先增长、再减少,最后趋于平衡的态势,隐形沙体大体呈减少趋势。青草沙水库库堤前沿近600 m位置是河床失稳的重点风险区域,尤其是水库库堤中上部河床处于不稳定状态,如前沿边坡所在河槽进一步逼近水库前沿,则河床面临进一步冲刷的可能。     

新沂河海口控制工程闸下河道冲刷试验研究

新沂河海口控制工程深泓闸闸下泓道长约１．３ｋｍ,河床由淤积历时较长的淤泥质粘性土组成。试验中首先取原状土土样,通过水槽试验确定起动流速,据此选择模型沙和进行模型设计。试验表明,下游河道冲刷主要由过闸水流及河口跌水造成,其中,前者形成的冲刷坑为设计的控制条件。根据试验结果认为,对于新沂河海口控制工程这样流量大、河口潮位低的闸下泓道,冲刷是不可避免的,建议放弃海漫防冲的方法,改设板桩截墙。试验中采用的某些观点和方法,对于淤泥质粘土海岸地区河口段闸下冲刷研究具有一定的参考价值。     

模型变率对斜坡上泥沙起动相似影响研究

本文在前人的理论分析及水槽试验工作的基础上，分析了上举力系数对边坡泥沙起动影响，研究了常用模型沙（木屑、煤屑、电木粉），以平床泥沙起动相似设计，变态模型变率对边坡及水流纵向坡面上泥沙起动相似偏离影响     

九龙江河口湾泥沙运移特点与沉积动力机制

本文研究了九龙江河口湾的泥沙动物特点与沉积动力机制。结果表明：（１）泥沙主要来地河流输沙和潮流输沙;潮流输沙星明显大于河流输沙星;涨潮输沙星通常大于落潮输沙量;潮流输沙在枯水期尤为显著,而河流输沙则集中在洪水期。（２）底沙推移运动主要发生在水道床面,系局部冲刷所致;推移质输沙表现为沙洲推移,沙嘴延伸或水下沙体游移,研究发现,在涨潮流占优势的鸡屿北水道有反向,推移质输输沙的迹象。（３）自６０年代以来     

椒江口海域围填海强度及环境影响分析

文章对近10年来椒江口两岸主要的围填海工程进行了统计,利用基于围填海强度等级控制理念的围填海潜力评估方法,对椒江口海域的围填海强度及围填海潜力进行了定量评估,并对其造成的环境影响进行了分析。分析结果显示,椒江口海域虽然仍有一定的围填海潜力,但围填海压力较大,椒江口大规模的围填海工程对海岸带地形地貌、海域水文动力环境、滨海湿地生态系统、海洋水环境质量、海洋生物资源等均存在负面影响,为此提出了强化围填海管控、重视海岸带整治修复等建议,以期为椒江口的围填海管控和生态环境保护提供参考。     

感潮河段整治工程对河床冲淤影响预测

闽江竹岐至侯官河段属山溪性感潮河段 ,水文条件变化快变幅大 ,河床边界复杂 ,整治建筑物多。通过选择有关参数 ,处理工程边界以及进口边界条件 ,用二维河道全沙数学模型计算所得的河床变形趋势与实测情况基本一致。在此基础上 ,对竹岐至侯官河段工程后的河床冲淤变化以及整治工程效果进行了预测分析     

夏季闽江口和椒江口浮游动物群落结构的比较

根据2008年9月在闽江口水域和2010年8月在椒江口水域的调查资料,对两个河口浮游动物的种类组成、生态类群、优势种和生态适应差异进行分析比较,探讨夏季闽江口海域和椒江口海域浮游动物群落结构的区别及其组成受水团变化的影响。研究结果表明:夏季,椒江口受上升流的影响出现13个暖温带种,导致椒江口(44)水域浮游动物种类数要大于闽江口(36);闽江口海域夏季主要受到台湾暖流的影响,6个优势种全部为亚热带种,椒江口有7个优势种,包括4个亚热带种和3个暖温带种;从适温性上看,闽江口和椒江口均主要以亚热带种为主,椒江口由于上升流的原因出现较多数量的暖温带种,从适盐性上看,椒江口主要以近海种为主,闽江口主要以外海种为主,这是闽江口和椒江口浮游动物生态类群的主要差异;闽江口浮游动物群落结构主要受到台湾暖流和沿岸流的影响,而椒江口主要受到浙江近海上升流和沿岸流的影响,通过对两个河口群落结构的比较和生态适应差异的分析,表明水团是各自浮游动物群落结构的形成过程中的一个重要因素。     

珠江磨刀门河口水位分布演变特征及其对人类活动的响应*

河口区水位受径流、潮汐、地形、人类活动等多因素影响, 其空间分布结构及变化复杂。作为河口动力结构的重要参数, 水位分布演变特征及机制的研究对水资源高效开发利用和河口治理具有重要指导意义。文章基于珠江磨刀门河口沿程马口、甘竹、江门、竹银、灯笼山和三灶6个测站1965—2016年月均余水位数据及马口站的月均流量数据, 分析人类活动影响下水位空间分布的异变, 采用双变量线性回归模型定量辨识水位分布异变的主要影响因素, 并初步讨论人类活动、动力结构、地形变化之间的相互耦合关系。结果表明, 基于平均水面形态变化参数(即曲率)可较好地指示河床冲淤变化趋势, 河段平均曲率为正, 指示河床趋于淤积, 曲率为负, 河床趋于冲刷侵蚀; 围垦、大规模挖沙、河道疏浚等强人类活动前, 磨刀门河口上、下段坡降大于中段(江门—甘竹段), 即中段存在一个水位坡降变缓的区域, 枯季低流量时中段水位坡降出现由海向陆方向的倒坡降, 强人类活动后, 余水位空间分布结构发生异变, 中段坡降增大、低流量时的逆坡降消失; 强人类活动引起的河床地形变化是磨刀门河口沿程水位空间形态发生变化的主要原因, 使口门段(三灶—竹银)和河口上段(甘竹—马口)水位曲率分别减小0.41×10^-4m·km^-2和1.04×10^-4m·km^-2, 河口中段(竹银—甘竹)水位曲率增大0.21×10^-4m·km^-2, 沿程曲率由正(下凹)-负(上凸)-正转变为负-正-负, 沿程河床也随之由淤积-冲刷-淤积趋势转变冲刷-淤积-冲刷趋势。     

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。