Mechanism of the wave-induced seabed instability in the vicinity of a breakwater: a review

A detailed knowledge of the wave-induced seabed instability is particularly important for engineers involved in the design procedure of many marine structures and offshore installations. In this paper, the basic aspects of such instability will be examined. The current understanding of the mechanism of the wave–seabed interaction phenomenon and available approaches will be reviewed. Based on the framework of simplified analysis, the potential for such instability will be formulated that will help engineers to identify potential unstable sediments in the vicinity of a marine structure.     

波浪作用下黄河口粉土海床粗化室内模型试验研究

利用室内水槽模型实验,对黄河口粉质海床土在波浪荷载下的粗化现象进行了研究,试验中观测了土体表层沉积物的变化,测量了土体内孔隙水压力及土的粒径变化,结合高密度电阻率法探测结果分析探讨了波浪作用下土体粗化机理.研究表明,波浪作用会使粉质海床土发生明显的粗化现象;土体液化是波浪导致粉土粗化的首要条件;土体内超孔隙水压力累积及消散是细颗粒物质迁移的主要动力.该结果对于研究黄河口粉土海床地貌的形成有一定参考意义.     

黄河水下三角洲浅表土体的风暴液化问题探讨

黄河水下三角洲的地质勘察揭示了海底浅表地层发生的各种灾害地质现象。本文以风暴浪导致海底土体液化观点,结合土体动力三轴试验、波浪水槽试验,对黄河水下三角洲浅表地层土体的液化发生条件、形成模式、液化土体运动以及地层发生的重新层化问题进行了分析,指出黄河水下三角洲的灾害地质由于风暴浪导致海底粉质土液化运动而形成,液化后土体运动形式与波浪运动一致,液化土体运动造成的土颗粒分异而使地层重新层化,并初步指出了风暴浪导致海底土体液化在地学、环境、工程等方面的研究问题。     

A unique Yellow River-derived distal subaqueous delta in the Yellow Sea

Newly acquired high-resolution Chirp sonar profiles reveal a unique Yellow River-derived, alongshore distributed, bidirectional (landward and seaward) across-shelf transported, omega-shaped (“Ω”) distal subaqueous deltaic lobe deposited around the eastern tip of the Shandong Peninsula in the Yellow Sea. This clinoform deposit directly overlies the postglacial transgressive surface, featured by convex-up seafloor morphology, up to 40 m thick locally. Radiocarbon-14 dates from the underlain pre-Holocene and transgressive sediments indicate this distal lobe has formed since the middle-Holocene highstand under a relatively stable sea level. This along-shelf distributed distal clinoform has been deposited mainly by the resuspended Yellow River sediments carried down by the coastal current, interacting with the local waves, tides and upwelling. Collectively, over the past 7000 years, nearly 30% of the Yellow River-derived sediment has been re-suspended and transported out of the Bohai Sea into the Yellow Sea. Overall, the Yellow River-derived sediment could reach the − 80 m water depth in the central South Yellow Sea, about 700 km from the river mouth; in contrast, a very small fraction of the modern riverine sediment could escape the outer shelf or reach the Okinawa Trough.     

废黄河三角洲区域可持续发展的战略选择

废黄河三角洲位于江苏沿海北部,是由历史上黄河夺淮形成的。目前,废黄河三角洲经济发展水平在我国沿海四大三角洲(长江三角洲、珠江三角洲、现代黄河三角洲、废黄河三角洲)中处于下游。在分析了废黄河三角洲资源优势与限制因素以后,提出了区域可持续发展的对策:加强生态修复,提高抗御自然灾害的能力;加大港口开发力度,合理利用岸线资源;调整产业结构,加快发展生态经济;打破行政界限,构建废黄河三角洲经济区。     

近、现代黄河三角洲发育演变研究进展

系统综述了1980年以来国内有关近、现代黄河三角洲发育演变的研究进展。总结了三角洲变迁对黄河下游近口河段的反馈影响和三角洲发育模式等研究成果。重点评述了黄河三角洲的形成影响因素和冲淤演变过程,肯定了数值计算方法和遥感与GIS技术已经成为定量计算与半定量分析黄河三角洲冲淤演变的重要研究手段。并指出今后研究的主要问题,包括突发性事件在潮滩冲淤变化中的作用、人类活动影响程度的定量表达、岸滩处于不冲不淤时的最佳剖面形态、现有冲淤数值模型的完善和GIS与数值模型系统的集成研究等。     

黄河三角洲北部地区软土工程地质特性及空间分布

软土作为一种不良土体,在黄河三角洲分布比较广泛,其工程特性一般表现为含水量高、强度低、压缩性大以及渗透性低等,易发生不良工程地质问题。黄河三角洲北部区域的河口区,软土的工程特性及空间分布目前尚未有系统分析研究。基于最新的较系统的工程地质钻孔数据资料,对河口区软土的工程地质特性参数进行了统计分析,研究了软土物理力学性质各指标的概率分布模型及参数间的相关性,就黄河三角洲地区软土的成因、厚度、埋藏条件、空间分布规律进行了分析总结,并对其主要工程地质问题及措施提出了建议。黄河三角洲北部河口地区的软土具有典型的软土特征：高含水量、高压缩性、低抗剪强度等,其软土的物理力学性质指标变异系数较小,概率分布基本符合正态分布,研究区85%的面积范围内发育软土层,软土层由近饱和或饱和的黏性土、淤泥及淤泥质粉土组成,属滨海相与三角洲相软土。该地区地基处理宜采用桩基法、排淤换填法、堆载预压法、电化学加固法等方法。     

黄河三角洲北部岸滩的侵蚀演变

为研究黄河三角洲海底冲刷演变规律,2004年6月和9月,在黄河三角洲北部、飞雁滩以东岸段进行了2次共21条水深剖面测线的调查工作。通过1985年、1999年两期历史水深资料与本次实测水深资料的对比研究发现:自1985年以来,研究区一直处于冲蚀状态,1999年以后局部区域出现微弱淤积,侵蚀中心逐渐向东南、向岸迁移。测区总体演变趋势以侵蚀为主,强度逐渐减弱,并向冲淤平衡缓慢过渡。     

黄河三角洲浅海滩涂湿地鸟类多样性调查研究

1 996— 1 998年、1 997— 1 999年分别对黄河三角洲及其湿地鸟类多样性进行了全面调查 ,分析了浅海滩涂湿地鸟类种群组成、区系组成、季节居留型 ,研究了鸟类多样性及其特点 ,确定了鸟类多样性分布中心 ,提出了加强鸟类多样性保护的建议     

三角洲废弃河道演化过程及受控机制——以黄河刁口废弃河道为例

废弃河道是河流系统的重要组成部分,其沉积记录蕴含了丰富的流域内构造活动、水文特征、海平面波动等环境变化的珍贵记录.然而相比内陆河废弃河道,三角洲废弃河道的演化过程及机制研究尚显不足.1976年黄河人工改道清水沟流路,切断了刁口流路的河流水沙供给,刁口流路逐渐废弃.通过1976—2016年的Landsat遥感影像、黄河水...     

黄河三角洲飞雁滩沉积物颗粒度分布和粒度参数特征及水动力解释

黄河三角洲飞雁滩因入海河口改道而缺乏泥沙来源,导致海滩蚀退10余km。近30a来,蚀退后的浅滩在不同潮流和风浪的作用下,浅海滩沉积物颗粒在空间分布上出现明显的差异,表现为浅水区沉积物粗于深水区,来沙少的沉积区粗于来沙多的沉积区。根据2004年实测沉积物颗粒度参数和实测水流及风浪资料分析,该海滩可以分为三个沉积区:I号沉积区,水深较浅,泥沙补给较少,主要受不同风浪的影响,沉积物颗粒组成较粗,以细砂和粉砂为主,分选良好,目前抗冲能力较强;II号沉积区,水深较浅,水流较弱,常受来自高中低潮滩下泄水流携带的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粉砂质粘土为主,分选较差;III号沉积区,水深大,在潮流和风浪作用下,常有来自沿岸尤其I号沉积区的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粘土质粉砂为主,分选较差。黄河三角洲飞雁滩桩106海滩沉积物空间分布较好地反映了泥沙来源和沉积动力条件,该成果可为海岸海滩防护工程规划设计提供科学依据。     

黄河三角洲地区地下水分析

在全面收集有关黄河三角洲地区水资源方面文献资料的基础上，从含水层、地下水水质、地下水循环和地下水年内动态变化4个方面，详细论述了黄河三角洲地区地下水的基本特征，并将黄河三角洲地区地下水含水层划分为3个大的水文单元，提出了地下水以河道为分水岭呈扇形向海排泄的特征。     

黄河三角洲海岸侵蚀与防护技术

黄河过去每年平均有lO亿多吨泥沙入海，淤积塑造了黄河三角洲，然而20世纪90年代以来由于水沙锐减甚至断流干河，造成海岸严重蚀退。分析了黄河三角洲目前海岸蚀退的3种状况；推荐采用水力插板柱坝新技术建设防潮堤；提出了黄河三角洲海岸工程建设应注意的问题。     

现行黄河口滨海区冲淤时空演变及其影响因素

自黄河入海流路人工改道清8汊后,受自然因素变化和人类活动干预影响,入海水沙出现新的情势,河口滨海区水下地形也发生相应调整。本文基于1997—2018年实测水深断面资料,建立水下地形数字高程模型(DEM),综合研究了黄河口滨海区冲淤的时空演变及其影响因素。结果表明,1997—2018年黄河口滨海区整体呈淤积状态,累积淤积量为5.36×10⁸m³。从时间上来看,水下地形演变经历3个阶段:缓慢冲刷(1997—2002年)、快速淤积(2002—2007年)、缓慢淤积(2007—2018年)。从空间上来看,现行河口区呈淤积状态,而孤东近岸和老河口区呈冲刷状态。在水下地形不同的发展阶段,维持冲淤平衡的临界输沙量也有所不同,调水调沙之前为1.65×10⁸t/a,调水调沙以来为1.09×10⁸t/a。来水来沙对河口滨海区的冲淤演变起着主导作用,2016—2017年调水调沙中断,河口滨海区大面积冲刷。2018年防洪调度的实施使水下地形迅速淤积。黄河口滨海区演变除了受来水来沙的直接影响,还受泥沙粒径和口门位置的影响。     

近年来黄河口以北水下岸坡的演变监测

1996年7月~2000年10月,在研究区进行4次水深地形调查监测,通过GoldenSoftware系统计算相连两次水深调查的数据得出局部冲蚀变化情况。研究分析表明:在1996年7~10月,由于洪水季节的影响,在短短的3个月内,有约4×108m3的沉积物发生淤积。其后几年,该区一直处于冲蚀状态。在1996年10月~1998年10月,有约8.9×107m3沉积物被冲蚀掉;在1998年10月~2000年10月,有约1.4×108m3沉积物被冲蚀掉。因此,在前4次调查期间,研究区有约1.7×108m3的沉积物发生淤积。2004年7月的补充调查表明:该区近岸部分还处于侵蚀状态,海滩剖面没有到达平衡。     

黄河三角洲海岸剖面类型与演变规律

根据1976-2002年黄河三角洲滨海区36个断面的地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,运用动力地貌学的方法,对黄河三角洲海岸剖面形态及冲淤演变进行了研究。结果表明,黄河三角洲海岸剖面可分为建设型、破坏型和稳定型三种基本类型。建设型海岸分布于行水河口,等深线向海推进的距离取决于入海泥沙的堆积过程与海洋动力对泥沙的侵蚀过程两者之间的对比;破坏型海岸主要分布于停止行河不久的废弃河口附近,剖面侵蚀深度与海洋动力条件尤其是潮流流速大小密切相关;而稳定型海岸主要分布于长时间不行河的湾湾沟口附近和广利河以南岸段,前者受河海动力因素影响较小,而后者主要与莱州湾潮流流场有关。     

基于FCM方法的黄河水下三角洲沉积动力环境分区

客观定量地确定沉积动力环境分区是理解区域沉积动力过程的重要基础。本文以黄河水下三角洲表层沉积物的粒度分析数据为基础,运用模糊c均值聚类（FCM）等方法对该区域的沉积动力环境进行了分类、识别、分区及制图表达。结果表明,研究区域的沉积动力环境可分为3个类别,分别代表了冲刷、冲淤混合和淤积3类不同形式的沉积动力环境。各类别沉积动力环境的隶属度分布图具有指示其在不同空间位置处出现的可能性大小及其优势分布区的作用,而由模糊隶属度值生成的沉积动力环境分区图也与研究区域实际的沉积动力空间格局有着较高的吻合度,表明制图结果是合理和有效的。研究结果可为黄河三角洲滨海区地貌演变趋势分析和海岸防护提供重要的参考价值。     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

黄河三角洲飞雁滩海岸的侵蚀与机理

飞雁滩海域是1964—1976 年黄河刁口河流路入海区域。根据地形和断面水深监测资料,阐述了该岸段流路废弃后的岸滩侵蚀特征和地貌变化。研究结果表明,刁口河流路废弃后飞雁滩海岸向海凸出的地形特征,是造成该岸段强烈侵蚀的重要原因。进一步结合波、流动力的对应分析认为,波浪以掀沙为主,潮流以输沙为主,波浪和潮流的联合作用是飞雁滩海岸侵蚀的主要动力机制,其中潮流主要通过余流携沙外输,造成近岸泥沙亏损。     

插拔桩对黄河水下三角洲浅层土的扰动及恢复研究

黄河水下三角洲埕岛海区浅部地层自上而下主要有三种结构类型:厚层粉土-软弱粉质粘土型、薄层粉土-软弱粉质粘土层型和厚层软弱粉质粘土层-粉土或粉质粘土层型。具桩靴平台在研究区内进行插拔桩,扰动或破坏表层土,拔桩后形成桩坑。桩坑的恢复夷平和坑内回淤土层性质直接影响后期海洋工程进行。本研究利用浅地层剖面仪、声纳、野外钻探及室内实验等方法对桩坑内外土体的性质进行了探测。探测结果表明,三种类型底土在插拔桩后,回淤地层结构及其物理力学性质与原地层比较,有较大差异。