曹妃甸老龙沟动力地貌体系及演化

老龙沟为典型沙坝-泻湖型潮汐汊道,潮汐汊道地貌结构完整.老龙沟口门处潮流动力最强,发育-20m的深槽.口门内涨潮流三角洲上发育完整的多级水道体系.口门外落潮三角洲止于-11 m水深处.以突起的末端坝为地形标志,落潮主水道偏于落潮三角洲东侧发育,落潮三角洲西侧发育宽缓冲流平台.落潮主水道以落潮流为优势,冲流平台上潮流动力...     

潮汐汊道及其沙滩的安全风险和动力机制

为提高海水浴场的安全性,避免发生溺水事故,文章以潮汐汊道及其沙滩的动力地貌结构和发育演变为基础,研究青岛市灵山湾城市阳台海水浴场沙滩的安全风险和动力机制,并提出风险防范建议。研究结果表明:河口潮汐汊道落潮流三角洲的潮汐水道延伸至沙滩滩面,高潮时淹没,落急时水流集中,形成流向外海的高速水流,极易引发海水浴场安全事故;区域落潮流与汊道落潮流相叠加、落潮流三角洲阻挡沿岸输沙造成下游局部岸段侵蚀以及沿岸输沙变化导致水道迁移摆动等因素进一步加大潮汐汊道附近沙滩的安全风险;安全风险最大的地点位于沿岸输沙下游与区域落潮流流向一致的潮汐水道末端附近沙滩,且该位置不稳定,随波浪场发生年际和季节变化;在潮汐汊道沙滩岸段设置海水浴场前应研究其动力地貌和发育演变,划分危险区和安全区,浴场设置后定期监测并确定危险区的位置,并在沙滩安全维护和质量评价等方面将潮汐汊道作为重要判定指标。     

海南新村港潮汐汊道波流联合作用下的动力特征及其沉积动力学意义

基于ADCIRC与STWAVE模型,对海南新村港潮汐汊道的波浪-潮流联合作用进行了数值模拟,结果表明,S、SE向的平均浪与风暴浪在汊道近岸以产生西向沿岸流为主,SSW向平均浪与风暴浪作用时,在落潮主水道西侧形成东向沿岸流与西向沿岸流的交汇带。风暴浪作用下波生流与潮流的相互作用使瞬时流场与余流场均发生相应的变化。在平均浪作用时,汊道附近流速变化很小,而在风暴浪作用时流速增大,汊道内的涨、落潮流速不对称更为显著。在落潮主水道两侧由于波流联合作用产生涡漩,使动力减弱,从而造成泥沙落淤,而西向沿岸流的存在,使落潮主水道南侧边缘沙坝持续西移,泥沙沿落潮三角洲末端与冲流坝转运,导致新村港汊道口门西侧发育了规模较大的堆积地貌。     

华南海岸沙坝瀉湖型潮汐汊道口门地貌演变

华南海岸沙坝湖型潮汐汊道主要分布在小潮差岬湾海岸段。汊道口门基本地貌单元有口门深槽、落潮三角洲、涨潮三角洲、内弯沙嘴等，其形态特征与海岸动力及泥沙条件有关。汊道口门迁移、落潮主水道迁移、冲流坝和水道边缘坝向岸迁移和并岸，是汊道口门地貌演变的主要模式并具周期性特点。　湖港湾大规模围垦堵海或注入港湾的河流改道直接入海，这些人类活动可能导致汊道口门急剧变化和航行条件恶化而必须进行整治。     

华南海岸沙坝瀉湖型潮汐汊道口门地貌演变

华南海岸沙坝Ｘｉ湖型潮汐汊道主要分布在小潮差岬湾海岸段。汊道口门基本地貌单元有口门深槽、落潮三角洲、涨潮三角洲、内湾沙嘴等。其形态特征与海岸动力及泥沙条件有关。汊道口门迁移、落潮主水道迁移、冲流坝和水道边缘坝向岸迁移和并岸，是汊道口门地貌演变的主要模式并具周期性特点。Ｘｉ湖港湾大规模围垦堵海或注入港湾的河流改道直接入海，这些人类活动可能导致汊道口门急剧变化和航行条件恶化而必须进行整治。     

用一维水力学方程求取泻湖水位及潮汐汊道断面流速——以海南陵水新村港为例

本文通过一维水力学运动方程及连续性方程,得出一个反映泻湖水位变化的二阶非线性有阻尼的强迫振动方程,采用龙格-库特四步格式进行求解,并以海南陵水新村港为例,计算了泻湖水位及潮汐汊道的断面流速.研究结果表明:(1)一维水力学方程可容易地求得泻湖-潮汐汊道体系中泻湖内的水位及汊道的断面流速,计算简单快捷.(2)一维水力学方程可分析潮汐汊道体系中的一些基本现象.如潮汐汊道对潮波的"过滤器"特征;由于泻湖-潮汐汊道体系的阻尼系数较大所导致的潮波自外向泻湖传播时衰减剧烈;径流对泻湖水位及汊道流速产生有利于落潮优势的影响;风可使泻湖水位抬升或下降等.(3)无论是否考虑泻湖与潮汐汊道面积随水位的变化,一维水力学方程都具有相当大的缺陷.由于其不能反映泻湖内地形的空间变化,也不能解决漫滩与归槽等过程,在外海潮波无次生波的情况下,它本身不能产生次生潮波,因而不能正确地反映潮汐汊道体系的涨落潮历时与流速不对称,从而不能分析泥沙的净输运及潮汐汊道的稳定性问题.(4)新村港泻湖-潮汐汊道体系中潮汐汊道的断面面积大小对整个体系的稳定性及演变趋势起着控制作用.     

黄渤海沿岸海湾─溺谷型潮汐汊道的地貌结构

本文以丁字湾等基岩海湾为例，论述了黄渤海沿岸海湾－溺谷型潮汐汉道的地貌结构，尤其着重于口门段深槽及涨、落潮三角洲。认为涨、落潮三角洲的发育状况与入湾河流的供沙量、纳潮水域容量、被浪作用、潮差以及口少卜海域的开阔程度有关；泻湖型潮汐汉道的落潮三角洲的典型模式可以应用于海湾－溺谷型潮汐汉道，但涨潮三角洲因受基岩海湾的复杂岸线的限制而不能充分发育。本文还讨论了海湾型潮汐汉道与半开敞海湾在动力和形态中的差异。     

柘林湾多口门潮汐汊道动力地貌的演变

潮汐汊道是连接内湾和外海、维持港口通航和水体交换的枢纽,其演变特征是整个澙湖、海湾地貌体系研究的基础。选取典型多汊型潮汐汊道系统——柘林湾为研究对象,以实测资料和历年海图、地形图为基础,结合SELFE(semi-implicit Eulerian-Lagrangian finite-element)模型,研究多汊型潮汐汊道水动力结构、泥沙运动及自然和人类活动影响下的演变特征。结果显示,20世纪70年代澄饶大联围之前,共享柘林湾125km2纳潮水域的5个汊道同时维持稳定;围垦工程后,西侧2个汇潮口门封闭,纳潮面积减少50%,导致湾内动力减弱,韩江来沙中断,湾外浅滩冲刷,泥沙向湾内输送,30多年来三百门水道显著淤积,小金门稳定,大金门冲淤调整,小门水道淤积不稳。围垦工程后小金门水道的纳潮面积变化甚少,水动力及输沙仍为落潮占优,汊道环流发育,汊道断面冲淤微调,维持稳定;大金门汊道所控制的纳潮面积减小1/3,口门涨、落潮流速不对称性减弱,汊道冲淤调整;小门水道纳潮面积剧减一半以上,汊道延长弯曲,大金门与小门水道的环流结构加剧了该汊道的淤积和不稳定。     

长江口新桥水道潮汐不对称性研究

涨潮槽是河口重要的地貌类型,其潮汐动力受地形摩擦、径流及风浪等因素影响而发生不对称现象,直接影响槽内的泥沙动力过程。本文基于实测数据与数值模型计算潮汐不对称偏度,研究长江口南支最大的涨潮槽——新桥水道的潮汐不对称性及其影响因素。结果表明：（1）受余流与各分潮的相互作用控制,新桥水道可分为三个区域,上段为涨潮优势区域,中段为涨落潮转换区域,下段是落潮优势区域。（2）新桥水道欧拉余流表现出明显的分段差异,上段指向陆而在中下段指向海并受到径流影响。斯托克斯余流则均指向陆并向陆增强。（3）新桥水道内中下段潮汐不对称受地形的影响较大,其中扁担沙的北移增强了新桥水道中段的涨潮优势特性,新的新桥通道的形成促进了新桥水道下段的落潮优势特性。     

山东半岛海岸地貌与波浪、潮汐特征的关系

本文通过山东半岛海岸地貌类型与沿岸波浪、潮汐发生学关系的对比分析,引入浪潮作用指数 K,K=2.5×(H/R),H 为平均波高,R 为平均潮差.K>1时,海岸地貌演变的动力以波浪作用为主,海岸极少发育潮汐叉道和落潮三角洲,但连岛坝发育较好;K<1时,海岸地貌演变的水动力以潮汐作用为主,落潮三角洲、潮汐叉道较发育;K 值接近于1时,发育潟湖等过渡海岸地貌类型.     

江苏岸外辐射沙脊群烂沙洋潮流通道稳定性研究

烂沙洋潮流通道是江苏岸外辐射沙脊群内一条涨落潮流速大的潮流通道。利用其天然深水航道,可建设深水大港。为论证烂沙洋潮流通道的稳定性,在实测资料的基础上结合多种研究分析方法主要包括遥感影像分析、地理信息系统、沉积物粒度、主元素分析及水动力条件分析等对该地区进行了综合调查研究。研究结果表明。烂沙洋潮流通道从整体上讲是一条稳定的潮流通道,沉积动力条件较稳定,适宜建港,但在建港时仍需慎重地采取必要的工程措施以减轻西太阳沙北侧周期性冲刷现象。     

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。     

Process-based modeling of morphodynamics of a tidal inlet system

The morphodynamic evolution of an idealized inlet system is investigated using a 2-D depthaveraged process-based model,incorporating the hydrodynamic equations,Englund-Hansen’s sediment transport formula and the mass conservation equation.The model has a fixed geometry,impermeable boundaries and uniform sediment grain size,and driven by shore-parallel tidal elevations.The results show that the model reproduces major elements of the inlet system,i.e.,flood and ebb tidal deltas,inlet channel.Equilibrium is reached after several years when the residual transport gradually decreases and eventually diminishes.At equilibrium,the flow field characteristics and morphological patterns agree with the schematized models proposed by O’Brien (1969) and Hayes (1980).The modeled minimum cross-sectional entrance area of the tidal inlet system is comparable with that calculated with the statistical P-A relationship for tidal inlets along the East China Sea coast.The morphological evolution of the inlet system is controlled by a negative feedback between hydrodynamics,sediment transport and bathymetric changes.The evolution rates decrease exponentially with time,i.e.,the system develops rapidly at an early stage while it slows down at later stages.Temporal changes in hydrodynamics occur in the system;for example,the flood velocity decreases while its duration increases,which weakens the flood domination patterns.The formation of the multi-channel system in the tidal basin can be divided into two stages;at the first stage the flood delta is formed and the water depth is reduced,and at the second stage the flood is dissected by a number of tidal channels in which the water depth increases in response to tidal scour.     

长江口涨、落潮槽底沙输移趋势探讨

选择长江口南港南小泓和南港主槽作为典型涨、落潮槽为研究对象，以2001年9月所采底沙的颗粒分析资料为根据，并结合实测水文、泥沙资料进行水动力分析，运用Gao-Collins粒径趋势分析模型分析了底沙输移趋势，结果表明：南小泓的底沙主要是来自口门附近，由于涨潮流强于落潮流而使底沙向上游输移，即SE—NW方向，而南港主槽的底沙主要来自上游，由于落潮流强于涨潮流而使泥沙向下游输移，即NW—SE方向。     

Sediment and hydrodynamics of the Tauranga entrance to Tauranga harbour

To relate the textural characteristics of the bottom sediments of a tidal inlet to hydrodynamics, 45 sediment samples from the Tauranga Entrance to Tauranga Harbour were analysed for textural parameters, and tidal currents and waves were monitored. Tidal currents dominate sediment transport processes near the Tauranga Entrance although swell waves are significant on the ebb tidal delta, and wind waves may influence intertidal sediments within the harbour. The bulk of the sediment is probably derived from marine sand from the Bay of Plenty continental shelf, but tidal currents and waves have changed its textural character. In areas of swift tidal currents, particularly in the inlet channel itself, sediment is coarser, more poorly sorted, and more coarsely skewed than that in areas of slower currents.     

长江口北支入海河段的衰退机制

通过不同时期海图、水下地形图对比,论述了长江北支入海河段具有沙脊发育、河槽淤浅、南涨北塌、深泓北靠并逐渐向北平移的演变特征和衰退态势。据2003年11月同步潮位、潮流、悬沙和地形资料,经单宽潮量、输沙量和断面进出潮量计算发现：黄瓜沙北水道水沙大进大出以过往为主,南水道是水沙倒灌的主通道,潮速南小北大是河道南涨北塌并向北平移的动力机制,南水道涨落潮流均携沙输向江心是江心沙脊发育、黄瓜沙淤高的物质基础,进潮量大是导致泥沙倒灌、入海河段衰退的主要原因。     

杭州湾南部主水道内温度、盐度、潮流的变化特征

本文基于船载及锚定ADCP、CTD观测,获得了大、小潮时的温度、盐度、浊度、潮位、流速等观测数据,研究杭州湾南部的一个主要弯曲航道——螺头水道内的潮流动力学特性。螺头水道水深超过100 m、最大潮差大于2.5 m。涨潮时,强潮流速出现在水道北岸,落潮时,强潮流速出现在水道南岸,最大流速值分别为约2 m/s和1.8 m/s。受压强梯度、密度梯度、科氏力和离心力影响,涨落潮过渡时在水道的横断面产生较为明显的环流。夏季存在较弱的层化现象,深水处受环流的影响,盐度、温度的混合较强。锚定观测数据表明,温度、盐度的变化频率与潮流的变化频率相似,但存在高于M2分潮频率的谱峰值。因此,笔者认为潮流与横向环流的相互作用,可能导致更高频率的盐度和温度变化。     

灌河口潮汐不对称数值模拟研究

建立灌河口平面二维潮流数字模型,并在灌河口口门至陈家港河段沿程布置5个采样点和3个横向断面,通过对各采样点一个月数值模拟结果进行调和分析,得出灌河口M2分潮及其主要倍潮的基本特征,然后利用潮位-流速关系图及通过对动量方程中各项的统计计算,研究了灌河口潮波运动的基本动力平衡、M2的主要倍潮的产生机制及其对潮汐不对称现象的影响。研究认为:灌河口潮汐潮流均属正规半日潮型。M4、M6分潮对于灌河口潮波变形有着重要的影响,M8分潮除在浅滩处外对潮汐不对称的影响很小。在深槽处M4分潮导致最大落(涨)潮流速减小(增大),最大涨(落)潮流速与最高(低)潮位之间的相位差增大。M6分潮的影响与M4基本一致,但其作用明显小于M4分潮。在浅滩处M4分潮导致最大涨落潮流速均大于M2分潮的值,M6和M8分潮使最大涨落潮流速均出现在高潮位附近,但M6、M8使最大涨潮流速减小,而使最大落潮流速增大。外海边界处倍潮波的传入对于口门附近的潮汐不对称有一定影响。M4和M6分潮导致灌河口的潮汐不对称表现为涨潮主导型,潮波运动主要受到压强梯度力、非线性对流和底摩擦力,三者与局地惯性力构成灌河口的基本动力平衡,摩擦力并不是最重要的作用力。     

Effects of the Anthropogenic Activities on the Morphological Evolution of the Modaomen Estuary, Pearl River Delta, China

Owing to the intensive human activities, the Modaomen Estuary has been significantly modified since 1950s, which has resulted in considerable changes of hydrodynamics and morphodynamics in the area. In this paper, the effects of the anthropogenic activities on the hydrodynamics and morphological evolution in the estuary at different stages are systematically assessed based on the detailed bathymetric data and field survey. The results show that the human activities have caused the channelization of the enclosed sea area in the Modamen Estuary; fast seaward movement of the mouth bar with high siltation; expansion of the channel volume due to channel deepening. The paper also highlights the main hydrodynamic changes in the estuary, including the rise of the water level; the distinguishing changes of tidal range before and after the 1990s (decrease and increase respectively); as well as the increase of the divided flow ratio. It is found that reclamation is the main factor promoting the transition of nature of the estuary from runoff dominant to runoff and wave dominant, and sand mining activities are mainly to strengthen the tidal dynamic and to low the water level. The results provide useful guidance for better planning of the future developments in the estuary and further research in the area.