曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道中期老龙沟深槽的地形变化特征

据2006年及以前的测深资料,已得知在曹妃甸填海工程修建的通道公路阻断浅滩潮道后的初期(2004年—2006年6月),老龙沟深槽有变浅和淤积的趋势。现研究了在通道公路阻断浅滩潮道后的中期(2006年7月—2008年)老龙沟深槽的变化趋势。根据2006年7月—2008年10月3个横切老龙沟深槽的测深剖面的对比分析,发现在该时间段内老龙沟深槽有一定加深和侵蚀的趋势。原因与人类活动密切相关,局部沟底有过抽沙活动,而且该时期也是曹妃甸填海工程最主要的施工期,大规模剧烈地从海中抽沙取土填海,取土规模达3~4亿t,也会引起老龙沟深槽的局部加深。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道初期老龙沟深槽的地形变化

通过研究1992、1997、2006年的测深资料,对比分析了横切老龙沟深槽口门处的地形横剖面和大致沿老龙沟深槽轴线的地形纵剖面,可知在此期间深槽内的水深有变浅和淤积的趋势。总体看来,老龙沟深槽的淤积厚度在0.61~4.8 m之间,并且老龙沟深槽轴线也有自东向西迁移的趋势。自2004年曹妃甸填海工程的通岛公路阻断浅滩潮道后,使老龙沟深槽内的潮流流量和流速减小,是引起老龙沟深槽内的水深变浅和淤积的主要原因。淤积可能主要发生在通岛公路阻断浅滩潮道后的初期即2004-2006年期间。该研究结果也证实了我们阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。     

河北唐山曹妃甸浅滩潮道(纳潮河)开通过程及开通意义

曹妃甸填海工程初期规划有明显缺陷,填海面积过大,尤其是阻断了浅滩潮道(纳潮河),对海洋环境、老龙沟港口潜力区有明显损害。作者的积极建议和相关论文的发表促成了2007年曹妃甸新填海规划的出台,其中保留浅滩潮道(即开通纳潮河)和在老龙沟上游修建大港池是新规划的主要改进内容。阻断浅滩潮道后曹妃甸区域的地形地貌及水动力变化证实了作者观点的正确性。纳潮河于2016年8月开通。纳潮河的开通,可大大提升曹妃甸景观,增加约40 km不淤积的优良海岸线,部分恢复原海洋潮流系统和保护海洋环境,促进海水的循环,并使曹妃甸的几个港池不再淤积或淤积变轻。     

对河北唐山曹妃甸浅滩大面积填海的思考

河北唐山曹妃甸工业区规划填海造陆310 km2,填海面积过大.通岛公路及填海规划阻断了曹妃甸浅滩潮道,对海洋潮流系统、海洋环境及港口持续发展潜力将产生不利影响.建议穿过浅滩潮道的通岛公路段(宽1.5 km)应修成桥状,以保留曹妃甸浅滩潮道和保护海洋的主要潮流系统.填海面积应适当控制,主要在水深较浅的地方填海,可利用较少的土石方量,产生较高的经济效益.填海取土不宜在曹妃甸等障壁岛及其前缘深槽附近进行,保护这些关键部位的底质免遭破坏,是对港口潜力区的维护.少填多察,多做海洋环境检测.填海要在海洋环境容量能够允许的情况下循序渐进地进行,以免造成难以挽回的损失.     

渤海曹妃甸深水港老龙沟潮流通道稳定性研究——数字海洋技术的应用

主要应用数字海洋技术,对曹妃甸港区 25 万吨级矿石码头建成后的东侧老龙沟潮流通道的冲淤变化进行了研究.集曹妃甸地区 1953-2006 年多期海图资料,在地理信息系统软件 ArcGIS 支持下,对老龙沟潮流通道不同时期 0 m、5 m 和 10 m 等深线进行叠加对比分析;以 DEM 模型为载体,综合 1979-2005 年曹妃甸地区多时相、多分辨率遥感影像与水下地形信息解译的结果,并与 1997 年老龙沟实测断面水深测量数据对比分析,获得老龙沟潮流通道的冲淤演变趋势:近 50 年来老龙沟口门宽度未发生明显变化;深槽位置基本未变,稳定性较好.局部地区有冲淤变化,老龙沟西北侧潮滩有明显的淤进,尾端向西偏移,潮流通道尾端 ( 向陆侧 ) 10 m 等深线有 2 ～ 2.5 m 的浅滩变浅趋势,但基本处于微冲或微淤的动态平衡之中.1953-1986 年以淤积为主,淤积量为 30.2×107 m3,冲刷量为 3.1×107 m3,年均淤积速率为3.7 cm/a.1983-2006 年以冲刷为主,冲刷量为 11.4×107 m3,淤积量为 9.4×107 m3,年均冲刷速率为 0.35 cm/a.该研究结果能为曹妃甸港区规划和唐山港的进一步发展提供保证,对沿海潮汐通道的保护利用以及港口工业的发展具有重要的借鉴意义.     

GIS支持下近百年来闽江口海底地形地貌演变

利用ArcGIS建立了闽江口1913、1950、1975、1986、1999、2005年海底数字地形模型,在坐标系统和潮位基准面转换的基础上分析研究了闽江口的岸线、浅滩面积、海底冲淤和河口断面地形近百年来的变化特征．研究结果表明：①闽江口河道从1913年到2005年期间,梅花水道西段变窄,乌猪水道向东迁移,琅岐岛东岸淤积;梅花镇东侧的闽江口南岸岸线向前推进,但近年来推进速率明显减小．②梅花水道浅滩不断发育,闽江北支由单一的川石水道变成川石水道和壶江水道并存,并且闽江北支成为闽江入海泥沙的主通道．③1913—1950年间闽江口海底淤积较快,1913～1999年淤积速率逐渐减小,1986～1999年间出现净冲刷．④河口三角洲前缘在河口南部以侵蚀后退为主,河口区北部以进积为主．     

曹妃甸粉沙质海岸围垦后港内泥沙研究

粉沙质海岸离岸围垦后港内淤积引人关注。基于平面二维潮流数学模型,采用网格嵌套技术,模拟了渤海、曹妃甸海域潮流场;该海域泥沙为粘性沙,且围垦后港内流速很小,采用悬沙运动数学模型模拟了潮流和波浪作用下正常天气和大风天的含沙量场,分析了大风后含沙量衰减过程,计算了正常天气年淤积强度和大风天泥沙淤积厚度。计算表明,外海泥沙主要通过甸头东侧老龙沟进入港池水域。正常天气下,港内流速小,基本处于淤积环境,但由于外海含沙量小,港池水域年淤积厚度小于10 cm。大风浪作用下,曹妃甸海域含沙量明显增大,由老龙沟进入三港池的泥沙沿程落淤,港内普遍淤积,泥沙淤积厚度在5 cm以内。     

渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌特征及控制因素

通过研究浅层地震剖面、侧扫声纳和水深地形等数据资料,得出,曹妃甸沙岛的岬角地貌引起深槽海域局部潮流流速增大,甸头前沿深槽区以冲刷为主,最大水深达42 m,刷新了渤海湾最大水深记录,深槽部位的侵蚀量最大,深槽南坡冲刷幅度大于北坡,工程建设后期深槽区侵蚀冲刷程度有变小变缓趋势。早期深槽的形成是由于浅部断层受深部构造影响发生阶梯状错断沉陷,海底地层形成古凹槽,但深槽海底地层沉陷速率略大于沉积速率,使得深槽海域长期保持了渤海湾最大的水深环境。初步得出在历史时期曹妃甸深槽经过2万a以上长期存在,深槽的走向经历了南北向-北东向-北西向的转化过程。认为地质构造、古滦河三角洲演变、海洋水动力作用和人类活动等内外营力作用共同控制了曹妃甸海区地貌体系的发育与演化。达到了研究渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌控制因素和深槽的地质演化的目的,为曹妃甸港的规划、运营期维护和未来发展提供科学依据具有重要意义。     

港湾淤泥质潮滩的周期变化

浙江三门湾为典型半封闭强潮港湾,淤泥质潮滩十分发育,存在沉积地貌相带分异。潮滩发育过程中,冲刷和淤积状态交替,形成涨落潮周期、大小潮周期、年周期、多年周期和风暴的“潮滩循环”,与动力环境因素的周期变化相关;台风引起剧烈滩槽交换,是其重要的非潮汐因素。由于毗邻潮汐汊道,湾内宽广蓄潮区导致强劲落潮优势流,自然状态下潮滩及潮下带淤积缓慢。据²¹⁰Pb和¹³⁷Cs分析,近百年来长期平均沉积速率为0.56～0.81cm/a.但自60年代以来,湾内大量围涂堵港,导致潮下带浅滩与深槽淤积加快。     

钦州保税港区填海造地工程对海洋环境的影响

利用潮流数值模拟、海图对比、输沙率计算等方法,从潮流场、冲淤环境及纳潮量三个方面,分析了钦州保税港区填海工程造成的影响.结论认为:填海工程建成后,工程区西侧和东侧流速增加0～0.2 m/s,由工程区边界向外增加幅度逐渐减小,南侧流速减小0～ 0.25 m/s左右;工程区西侧主导流向受深槽地形控制,变化幅度较小,而东侧和南侧由于新增岸线改变了原有流场方向,流向变化明显;填海工程没有改变东槽主导潮流方向和悬沙向外海输移路径,工程造成东槽流速增加,利于泥沙的起动搬运,使深槽部位推移质泥沙由淤积变为轻微侵蚀,对航道保持稳定有利;工程建设后钦州湾湾体纳潮量减少了3 934.38×104m3,占钦州湾海域总纳潮量的2％左右.     

湛江湾口外落潮三角洲演变特征

基于湛江湾口外海图地形资料,采用GIS与动力地貌分析的方法,研究了近50年来湛江湾口外落潮三角洲的冲淤变化特征,对湛江湾口外落潮三角洲的演变机制进行了探讨。湛江口外落潮三角洲体系包括口外东北浅滩、西南边滩及口门通道深槽。近50年来,东北浅滩东缘及滩顶出现了侵蚀后退,浅滩西缘和南缘呈淤积趋势,东北浅滩整体有西移南扩趋势;西南边滩有不同程度的侵蚀后退;口门通道深槽有所淤积。湛江湾口外落潮三角洲侵蚀与沿岸泥沙供给不足及人类活动影响有关,口门通道深槽淤积除与落潮三角洲侵蚀泥沙向西搬运有关外,还可能与湛江湾内围垦导致口门通道潮汐动力减弱有关。航道北侧东北浅滩变化对航道回淤的可能影响值得关注。     

Investigation on the Deposition in an Excavated Trough at the East Shore of Jiaozhou Bay, China

- Based on field investigations, this paper analyzes three types of harbour basinns and navigation channel excavated on seabed in Jiaozhou Bay, get a general rule of deposition for excavated trough, it found that pollution is one of crucial factors resulting in the deposition of the excavated trough in the east shore of Jiaozhou Bay. With these results, it predicted the annual deposition thickness for the excavated trough and disclosed the fact that it can't be deposited deadly during one storm. At the same time, with two-dimensional numerical model, it studied the effects of the excavated trough and the reclamation near shore on tidal cureent and said that the excavated trough can decrease the current velocity passing through the trough about 10- 15%, but only limited inside and near the trough and there are no effect on other regions; reclamation can cut off the pollution sources and no obvious effect on the currents of the Jiaozhou Bay. Connecting the deep trough and Cangkou tidal channel with a new     

Morphodynamic responses to the deep water harbor development in the Caofeidian sea area,China's Bohai Bay

Vast bay-type tidal inlets can be found along the coastal zones of China. They are generally suitable for deep water channels and large harbors because of the presence of large water depth and good mooring conditions. The deep channel, in front of the head of Caofeidian Island in Bohai Bay, China, is a typical bay-type tidal inlet system. The tidal current, a type of reverse flow, makes the key contribution to maintain the deep water depth. The co-action of waves and tidal currents is the main dynamic force for sediment motion. Waves have significant influence on the sediment concentration. Based on the characteristics of waves, tidal currents, sediment and seabed evolution in Caofeidian sea area, a 2D mathematical model for sediment transport under influence of waves and tidal currents is developed to study the development schemes of the Caofeidian Harbor. The model has been verified for spring and neap tides, in winter as well as in summer of 2006. The calculated tidal stages, flow velocities, flow directions and sediment concentrations at 15 stations are in good agreement with the observations. Furthermore, the calculated data on pattern and magnitude of sedimentation and erosion in the related area agree well with the observations. This model has been used to study the effects of the reclamation scheme for Caofeidian Harbor on the hydrodynamic environment, sediment transport and morphological changes. Attentions are paid to the project inducing changes of flow velocities and morphology in the deep channel at the south side of Caofeidian foreland, in the Laolonggou channel and in various harbor basins. The conclusions can provide the important foundation for the protection and use of bay-type tidal inlets and the development of harbor industry.     

Effect of Development of Caofeidian Harbor Area in Bohai Bay on Hydrodynamic Sediment Environment

Based on the characteristics of waves, tidal currents, sediment and seabed evolution in the Caofeidian sea area in the Bohai Bay, a 2D sediment mathematical model of waves and tidal currents is employed to study the development schemes of the harbor. Verification of spring and neap tidal currents and sediment in the winter and summer of 2006 shows that the calculated values of tidal stages as well as flow velocities, flow directions and sediment concentration of 15 synchronous vertical lines are in good agreement with the measured data. Also, deposition and erosion of the sea area in front of Caofeidian ore terminal induced by suspended load under tidal currents and waves are verified; it shows that the calculated values of depth of deposition and erosion as well as their distribution are close to the measured data. Furthermore, effects of reclamation scheme of island in front of the land behind Caofeidian harbor on the hydrodynamic environment are studied, including changes of flow velocities in the deep channels at the south side of Caofeidian foreland and Laolonggou and in various harbor basins, as well as changes of deposition and erosion of seabed induced by the project.     

长江口北槽一期工程后滩槽沉积物分布特征及其影响因素

根据2000年7月和2001年5—6月份长江口北槽航道及两侧滩地进行的沉积物采样分析结果,对长江口深水航道一期工程实施后的滩槽泥沙交换情况以及在自然与工程双重影响下的沉积物分布情况进行了较为详细的讨论。长江口深水航道工程的实施,影响了长江口尤其是北槽及两侧滩地的水沙条件和沉积物分布。强劲的径流和潮流作用和风浪作用造成航槽及两侧滩地的冲淤转换及沉积物分布的变化;深水航道治理工程的实施使工程段内航槽泥沙粒径粗化,两侧滩地和工程段下游泥沙中值粒径变细,这反映了在工程实施后滩槽泥沙交换的变化。     

舟山岱山水道西部海床冲淤演变分析

根据1979,1996和2009年3个时期水深地形数据,利用GIS软件分析了岱山水道西部潮滩、水下岸坡和深槽区2个时段的冲淤变化。结果显示:1979-1996年的17 a间,研究区大部分区域冲淤幅度-般在±1 m以内,只有深槽局部区域冲刷大于2 m;1996-2009年的13 a间,潮滩区冲淤变化与1979-1996年间类似,有±1 m冲淤变化,而水下岸坡和深槽区的冲刷幅度明显加大,水下岸坡平均冲刷幅度达2 m,深槽区平均冲刷幅度达3 m。据分析, 1996年以后,水下岸坡和深槽区冲刷幅度明显加大的主要原因有两个:-是岱山水道水流流速较快,粘土质的底质容易遭受冲刷;另-个是在潮滩区至水下岸坡间建设了码头和栈桥,浅水区水流部分受阻,导致深水区域流速加大,从而加剧了水下岸坡和深槽区域的冲刷幅度。