黄河三角洲钓口叶瓣河道与岸线演化分析

现代黄河三角洲是由多个叶瓣组成,钓口流路叶瓣是1964—1976年形成,1976年之后废弃,这段时期历史记录相对比较完整。利用Landsat-TM卫星遥感图像,对黄河三角洲钓口叶瓣1964—2011年之间的岸线以及河道进行识别,结合历史测量资料,对钓口叶瓣岸线、河道变化规律进行了系统的分析。研究结果表明,1964年以来,岸线变化可划分为填湾取直—快速淤进—快速蚀退—缓慢蚀退4个演化阶段;河道变化可划分为漫流充填—河口突出—单一顺直—决口分叉—废弃5个阶段。     

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。     

现代黄河三角洲钓口叶瓣体沉积相及其沉积动力环境特征

The Huanghe River captures the Diaokou River in 1964 and forms a deltaic lobe in the subsequent 12 a. The progradational process of the Diaokou lobe is in associated with complicated evolution of riverine sheet flooding,merging, and swinging. On the basis of 11 borehole cores and 210 km high resolution seismic reflection data set,the sedimentary sequence and dynamic environment of the Diaokou lobe(one subdelta lobe of the modern Huanghe River Delta) are studied. The stratigraphy of the lobe is characterized by an upward-coarsening ternary structure and forms a progradational deltaic clinoform. Totally six seismic surfaces are identifiable in seismic profiles, bounded six seismic units(SUs). These SUs correspond to six depositional units(DUs) in the borehole cores, and among them, SUs 4–6(DUs D to F) consist of the modern Diaokou lobe. Lithological and seismic evidences indicate that the delta plain part of the Diaokou lobe is comprised primarily by fluvial lag sediments together with sediments from sidebanks, overbanks, fluvial flood plains and levees, while the delta front part is a combination of river mouth bar sands(majority) and distal bar and deltaic margin sediments(minority). As a result of the high sedimentation rate and weak hydrodynamic regime in the Huanghe River Delta, the sediments in the delta front are dominated by fine-grained materials. The grain size analysis indicates the Huanghe River hyperpycnal-concentrated flow shows the suspension, transportation and sedimentation characteristics of gravity flow, and the sediment transportation is primarily dominated by graded suspension, while uniform suspension and hydrostatic suspension are also observed in places. The strength of the hydrodynamic regime weakens gradually offshore from riverbed, river mouth bar, sidebank, distal bar subfacies to delta lateral margin and flooding plain subfacies.     

黄河三角洲飞雁滩表层沉积物对水动力的响应

利用2004年4月所采集的104个表层沉积物样品粒度分析资料及实测水文数据,探讨了空间上黄河三角洲飞雁滩表层沉积物对潮流及波浪等水动力的响应过程,以及该区域表层沉积物的输移趋势和补给来源问题。结果表明:(1)该区潮流掀沙作用范围包括潮沟前部约8~12 m水深和1~5 m水深内水下潮沟区域,以及海堤前部1.7~17 m水深范围,而对于波浪动力作用,其掀沙范围除受沉积物空间分布格局控制外,还取决于其波能的大小和实际水深,且该区所能够承受最大波浪波高不超过3 m;(2)该区域沉积物补给来源主要为波浪动力尤其是大风浪引起的风暴潮所起动并导致其离岸输移的潮间带甚至潮上带较细颗粒泥沙;(3)总体上,除潮沟入口处外,该区域表层沉积物以离岸输移为主。     

养马岛连陆海堤对沉积动力环境的影响

运用水动力和泥沙输运数学模型模拟了养马岛连陆海堤拆除前后的水动力变化以及海底冲淤演变状况。通过对连陆海堤拆除前和后的流场比较,可知连陆海堤拆除后养马岛南部海域流速加大,可达20 cm/a,水流畅通,水体交换能力获得明显的改善;海底蚀淤模拟结果表明,养马岛南部海域淤积情况明显减弱,最大淤积速率仅为1 cm/a,东南侧海域发生侵蚀,最大侵蚀速率为5 cm/a,东侧海域发生普遍淤积,淤积速率在1~5 cm/a之间。连陆海堤拆除后养马岛南部海域海洋环境会得到明显改善。     

基于Fisher算法对现代黄河三角洲叶瓣垂向环境演变的初步验证

黄河三角洲沉积环境复杂,自1855年以来形成多个三角洲叶瓣,为了验证Fisher算法在黄河三角洲沉积环境划分中的积极作用,在对取自黄河三角洲的柱状沉积物进行粒度分析的基础上,使用Fisher算法并借助DPS软件,对钻孔沉积物垂直剖面进行初步划分,同时与通过其他传统方法划分的沉积层序进行对比。结果表明:通过Fisher算法可以将研究区的沉积物划分为3层,分别为1.1~5.7,5.7~18.1及18.1 m以下,地层的分段结果与他人的研究结果相吻合。因此,采用Fisher算法对黄河三角洲沉积物进行层序划分是可行的。     

围填海累积效应对钦州湾水动力环境的影响

根据海图资料和卫星影像,确定了钦州湾2004年与2019年两个历史时期的岸线与水深.基于无结构网格有限体积海洋模型建立高精度的水动力模型,分析了近15年来围填海工程的累积效应对钦州湾水动力环境的影响.结果 表明:地形与岸线的改变使得钦州湾外湾潮汐振幅减小、茅尾海内潮汐振幅增加;潮流场改变明显,外湾中部流速普遍增加,围填...     

黄河调水调沙影响下的现行三角洲叶瓣冲淤演化格局

基于1986—2013年的黄河水文泥沙资料,研究了黄河实施调水调沙以来入海泥沙在通量和粒度组成上的变化特征,揭示了调水调沙影响下黄河入海泥沙通量增加、悬沙粒径粗化的趋势。从2002年调水调沙实施后,现行黄河三角洲叶瓣由侵蚀转为淤积,现行河口处淤积明显,逐渐形成一个饱满的“楔子”。然而,随着调水调沙的持续冲刷,下游河床逐渐粗化,2006年以后径流的冲刷效率不断降低,入海泥沙通量持续降低、悬沙粒径变细。若维持目前调水调沙流量不变,现行黄河三角洲叶瓣造陆速率将逐渐减缓,甚至可能出现蚀退。     

入海泥沙减少对黄河三角洲潮滩粒度特征的影响

为探究不同悬沙浓度下潮滩粒度特征的变化,对黄河三角洲潮滩进行了物理模拟实验。使用采自研究区的潮滩表层沉积物,设定与实际潮滩尺寸按比例缩小的室内水槽以及波浪潮汐动力模拟,对不同悬沙浓度条件（0～14.9 kg/m3）下的模拟“潮滩”进行粒度分析。结果表明,随着悬沙浓度的减少,潮滩粒度特征发生了明显变化。随着含沙量的减少,整个潮滩的细颗粒沉积物分布范围减小,总体上沉积物呈现粗化特征,但颗粒较大的极粗粉砂的分布同样减少;在不同含沙量条件下,分选系数、偏度和峰度均值总体呈现出潮下带上部高、潮间带和潮下带下部低的特征,反映了模拟的潮间带上部和潮下带前缘的分选较潮滩中部更好的特征。含沙量的变化同样影响了模拟潮滩的微地貌形态,随着含沙量的降低,潮滩微地貌逐渐侵蚀破碎。潮滩物理模型实验有助于快速再现潮滩冲淤形态和变化特征,使特定条件下潮滩的变化具备可预见性,从而为人类有针对性地进行生产活动提供参考。     

大连湾岸线变迁对海域水动力环境的影响

基于1979-1988年、1989-1998年、1999-2009年3个时段的数据资料,对大连湾海域面积和岸线长度的变化进行了统计,给出了30年间大连湾海域面积和岸线长度的变化速率。采用MIKE21软件的HD模块建立了潮流场模型,得到了对应不同时段的潮流场。通过对模拟结果的对比分析得出30年间的围填海工程对大连湾湾口水动力条件的影响很小但对湾顶的水动力条件的影响十分显著。湾顶潮流流速的明显减小,不利于湾顶的水质交换。     

黄河口粉质土矿物成分特征及对水动力条件响应的研究

黄河三角洲潮坪上构筑的道路使得道路两侧水动力条件出现差异。在道路两侧各选典型区域,取样进行X-ray衍射物相分析,概略分析潮坪沉积物的矿物成分及含量对水动力条件响应的变化,发现了强水动力环境使沉积物中碎屑矿物含量增大,黏土矿物含量减小,非均匀性增大的规律,此规律在表层沉积物中更为明显。     

影响南汇东滩水域的积泥量和含盐度的动力因子逐步回归分析

在自然环境中,影响滩地水域的积泥量和含盐度的因素很多。作者根据1983年夏季在上海南汇东滩“三三”马路滩地收集到的原始资料,应用逐步回归分析方法进行动力因子分析,从中挑选出一批对滩地水域积泥量和含盐度有显著影响的因子,建立预报方程。方程表明,在滩地水域不同位置的积泥量和含盐度与邻近地区的波浪、潮流、潮位有着密切关系。上述分析均在APPLE-Ⅱ微机上完成.实践证明,应用逐步回归分析对本滩地水域进行动力因子分析是可行的。其结果可供科研和生产部门参考。     

台湾海峡西侧水动力环境的季节变化特征

本文利用2006 ～ 2007年“中国近海海洋综合调查与评价”项目在台湾海峡西侧获取的大面水温、盐度走航资料,结合座底式海床基系统获取的海流剖面以及近海底水温观测结果,系统地阐述了台湾海峡西侧水动力环境在春、夏和晚秋初冬3个季节的变化特征.研究结果表明:春季台湾海峡西侧海水垂向混合比较均一,等温线和等盐线分布大致与岸线平行,盐度和水温呈现从北往南逐渐升高、自近岸向远岸递增的特点.福建沿岸海流具有明显的正压海流特征,且为逆风的东北向海流,其最大流速(约0.25 m/s)出现在泉州外海;与此相对应,浙闽沿岸水仅局限于泉州以北近岸海域的中上水层,其盐度小于32.4.夏季台湾海峡西侧局部海域呈现典型的上升流特征,汕头、东山和南日岛外海近海底存在着明显的低温(＜25℃)高盐水(＞33.8)涌升中心.福建沿岸海流流向与盛行的西南季风一致,除汕头外海10 m层流速(0.19 m/s)比25 m层流速(约0.15 m/s)略大,其他海域仍具有正压流特点,最大流速(约0.40 m/s)出现在平潭外海附近.晚秋初冬台湾海峡西侧海域盐度和水温的空间分布比较接近,整体呈近岸低外海高,并随纬度降低而增加.调查期间浙闽沿岸水在2007年12月26日左右开始出现在平潭岛外海附近,随后从2008年1月15日左右整个台湾海峡西侧被南下的浙闽沿岸冷水(＜17℃)控制;厦门以南近海余流流速明显小于厦门以北海域,并存在着显著的垂向流剪切.     

黄河口粉质土矿物成分特征及对水动力条件响应的研究

黄河三角洲沿岸水域波浪对潮滩有强烈的扰动作用,滩面沉积物的后期改造直接由水动力条件决定。潮坪上构筑的道路与波浪传播方向近垂直,使得两侧水动力条件迥异。在道路两侧各选典型区域,取样进行X射线衍射物相分析,概略分析潮坪沉积物的矿物成分及含量对水动力条件响应而变化的一些特征,发现了强水动力环境使碎屑矿物含量增大的一些规律,此规律对于表层沉积物更为明显。     

苏北废黄河三角洲侵蚀后退过程及其对潮流动力的影响研究

以苏北废黄河三角洲及其毗邻海域的南黄海旋转潮波为研究对象,在恢复黄河北归以来苏北废黄河三角洲海岸不同发育阶段岸线位置和水下地形的基础之上,通过所建立的潮波数学模型,研究了在苏北废黄河三角洲不同演变阶段南黄海潮波运动的特征及其变化。研究表明:在1855年黄河北归前,由于废黄河口岸线向外突出20余千米且有宏大的水下三角洲,由北向南传播的潮波受到阻挡,处在其南侧的辐射沙脊区水动力相对较弱;随着江苏海岸线后退,废黄河口水下三角洲夷平,由北向南传播的潮波变得更加顺畅,南黄海旋转潮波得到不断加强,辐射沙脊北部的西洋水道及中南部的烂沙洋水道、小庙洪水道深槽区水动力随着废黄河三角洲的侵蚀后退,平均流速和最大流速均表现为增大的趋势。     

围海建设对天津近海水动力环境的影响研究

基于FVCOM三维水动力模型研究了围填海建设对天津近海海域水动力的影响。结果表明:针对近岸海域的围填建设,围填造陆对天津近海海域的潮流场有一定的影响,围填建设区北部和南部区域流速增大,右侧区域流速减小,流速变化在-30～20cm/s之间,平均变化率为30.4%,流向变化在-50°～40°之间;余流场变化幅度较大,在1～17.9cm/s之间。     

海底边界效应对海流发电水轮机水动力性能影响研究

对30 W海流能水平轴水轮机进行叶片设计,应用FLUENT软件对水轮机的水动力性能进行数值模拟,研究了边界效应对叶片表面压力、流场、湍流强度、获能和轴向力的影响。受海底边界效应影响,海流速度沿深度呈现梯度变化,底层流速较小,中上层流速较大。边界效应导致水轮机的水动力性能呈现周期性变化,降低了水轮机的获能和轴向力。机组布置时,宜选择水流稳定且流速较大的中上层区域。     

转塔位置对FPSO水动力性能的影响

转塔位置是内转塔式FPSO设计中的重要参数,对风标效应以及运动和系泊力等有重要影响.采用时域分析方法分别计算了10万吨级FPSO在不同转塔位置时百年一遇风、浪、流海洋环境条件作用下的运动响应和系泊力,分析了不同转塔位置对FPSO水动力性能的影响.计算结果与模型实验进行了比较,结果表明,转塔位置的变化对FPSO风标效应、转塔系泊力等影响显著.分析结果对于选择理想的转塔位置具有一定的实际意义.     

港口工程对粉砂淤泥质岸滩的影响

渤海湾西南岸粉砂淤泥质海岸处于岸滩蚀退状态,利用ECOMSED数值模拟方法,分析了港口工程建设对水动力和海底蚀淤的影响。研究结果表明,近岸海域-2 m等深线以内以侵蚀为主,侵蚀速率一般小于10 cm/a;-2~-6 m等深线以淤积为主,淤积速率一般在10 cm/a以下,局部大于20 cm/a,-6 m等深线侵蚀速率小于10 cm/a。黄骅港导沙堤建设后淤积区整体向海扩展,延伸至约-8 m等深线,面积增加约5.4%;航道最大淤积速率由61.9 cm/a减小为46.8 cm/a;导沙堤堤头受挑流作用冲刷速率达到29.7~30.2 cm/a。     

长江口潮沼植物对动力沉积过程的影响

为探讨潮沼植物对动力沉积过程的影响,在长江口南汇东滩沼泽和邻近的光滩上进行了近底层流速、波浪、悬沙浓度、沉积物粒径和滩面淤积速率等对比实验,并在九段沙潮沼中做了两种先锋植物黏附悬沙的实验.结果表明,沼泽和同高程的邻近光滩近底层平均流速的比值为0.16～0.84;两种环境平均波周期、平均波高和平均悬沙浓度的比值分别为1.4,0.43,和0.71.波浪传入沼泽后,一方面波高大大降低,另一方面变得规则有序.海三棱草和草两种先锋植物群落黏附的悬沙分别达到298和40g/m2.由于水动力降低和植物的捕沙功能,细颗粒泥沙易于在沼泽中沉积下来,导致沼泽环境沉积物明显较相邻光滩细;沼泽中沉积速率加快,侵蚀受到抑制.