上海洋山深水港区12年来海床冲淤变化分析

洋山深水港区海域是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,是以落潮流为主、高含沙量、强潮流的潮汐水道,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速为1.0～1.5 m/s,最大流速可达2.0～2.5 m/s,平均含沙量在1.4 kg/m3。对上海洋山深水港区的水文地貌特性、海床冲淤演变以及冲淤变化原因等作了分析。结果认为,伴随着工程建设的进程,陆域边界不断地改变,海床的冲淤演变也随着不断地调整,逐步形成了目前"南淤北冲"的海床冲淤格局。洋山港竣工后三年又步入了稳定的调整期,冲淤变化幅度趋于逐年减小。     

温州南鳌江口海域海床近期冲淤演变分析

温州南部鳌江口海域近年来先后完成了筑坝促淤、围垦吹填、维护航道等一系列影响水流泥沙和地形地貌变化的大型工程。根据2010年实测水文泥沙资料和4幅不同时期(1963,2003,2005,2011年)地形图对比分析了鳌江口海域的地形变化趋势,结果显示鳌江口海域海床冲淤过程大体上经过了3个不同时期,即1963-2003年江南围涂等海区缓慢淤积期;2003-2005年该海域既冲刷又淤积的稳定期;2005-2011年整个水域以轻微冲刷为主的冲刷期。经过分析得知鳌江口海域海床近年来的变化主要是由航道疏浚、围垦吹填及工程促淤引起的,而围填海工程引起动力变化和泥沙减少也对海床冲淤有一定程度的影响。     

洋山深水港海域水质变化趋势分析及富营养化评价

为阐明港口建设及外来船舶增加对洋山深水港海域水环境特征的影响,系统分析了2010年洋山深水港大洋山、小洋山海域两个监测点水环境因子的周年变化,采用单因子标准指数评价法、多参数水质综合评价法、营养状态质量指数法、富营养指数法和有机污染评价指数法分别对其水质现状进行了评价,同时分析了各站点Si∶N∶P比和潜在性富营养化程度。富营养化状态质量指数(NQ)I值在1.95～3.72范围内,平均值为2.67,属中营养型;营养指数(E)I值在8.63～72.05之间,平均值为34.01,属富营养型;有机污染指数(A)值在1.89～4.10之间,平均值为2.91,属轻度污染;潜在性富营养化评价结果显示,洋山深水港海域全年无机氮(DIN)、活性磷酸盐(PO43--P)及活性硅酸盐(SiO32--S)i的平均浓度分别为40.71μmol/L、1.94μmol/L、37.86μmol/L,Si∶N、Si∶P和N∶P的比值分别为0.94、21.76和23.30,其中PO43--P含量相对不足,为潜在限制性因子。因此,综合考虑海水评价要素,采用多种方法对调查海域进行评价,将更为科学。     

洋山深水港区码头导流堤工程对附近海域流场的影响

为了研究上海国际航运中心洋山深水港区四期工程导流堤工程对周边海域流场的影响,采用MIKE21里面的HD模块构建杭州湾及长江口海域整体潮流数值模型,分别对导流堤建成前后附近海域流场进行数值模拟,分析导流堤建成后工程附近海域流场特征。研究表明:导流堤建成后,四期码头前沿较大范围的回流区和缓流区基本消失,导流堤和四期码头前沿海流流向基本与码头走向保持一致,流速有所增大,导流堤的建设使码头前沿海流得到很好的改善,起到了归顺潮流的作用,有利于码头前沿水深的维持及船舶靠离港的安全。     

洋山深水港入境船舶压载水浮游动物种类组成分析

2008年10月至2009年4月采集了19艘停靠在上海洋山深水港的入境船舶压载水水样,对其浮游动物的种类组成进行了分析,共检出压载水中浮游动物39种,其中桡足类37种、淡水枝角类1种、海洋枝角类1种.结果显示,压载水中浮游动物的密度及种类组成与水样压载地的环境直接相关,不同航线船舶压载水中浮游动物的种类差异较大.调查发...     

浙江苍南近岸海域海床冲淤过程研究

近岸海床冲淤变化直接反映海区地貌稳定状态,由此影响海区物质迁移及水运资源可持续利用。基于此,本研究通过选择苍南海域不同时期的海图资料,基于ArcGIS平台探讨该海域多尺度海床冲淤过程,为研究区海岸港工建筑规划与评估提供理论指导。主要研究结果包括：苍南海域海床冲淤变化大致分为四个阶段,即1931—1970年大幅淤积,海床净淤积量达到169.47×10⁶m³,淤积强度为5.18 cm/a;1971—2005年海床淤积幅度减弱,海床净淤积量为12.24×10⁶m³,淤积强度为0.41 cm/a;2006—2009年海床由淤转冲,海床净冲刷量为14.70×10⁶m³,冲刷强度为3.60 cm/a;2010—2017年海床持续冲刷,海床净冲刷量为10.17×10⁶m³,冲刷强度为1.33 cm/a。除1931—1970年10 m等深线向海大幅扩张以及1971—2005年10 m等深线有部分向海扩张外,1971—2017年5 m与10 m等深线普遍向陆后退。2006—2017年,位于北关港内的2 m等深线也向陆后退。冲淤结果显示,苍南海域海床未来可能呈现弱侵蚀态势。其中,风暴潮频发导致海床经常性失稳加之长江入海泥沙的减少导致该区域泥沙补给不足,二者共同作用可能是该区域海床由淤积逐渐转为侵蚀的主导因素。     

30多年来人类活动对长江三角洲前缘 滩涂冲淤演变的影响

人类活动正愈来愈强烈地影响三角洲滩涂演变。近几十年长江三角洲前缘滩涂先后受到流域建坝等导致的入海泥沙 锐减和河口一系列大型工程的影响。揭示三角洲前缘滩涂演变对这些重大人类活动的响应不仅可以为该区域的海岸管理提供 支持,而且有助于加深人类活动驱动下海岸演变规律的理论认识。为了揭示30多年来长江三角洲前缘滩涂的阶段性变化, 本文根据1977年以来多个年份的长江口口门区地形测图,利用GIS 方法计算四大滩涂（崇明东滩、横沙东滩、九段沙和南 汇东滩） 面积的变化,分析阶段性变化的主要原因。结果表明：四大滩涂0 m等深线以上总面积的增长速率从1977-1983 年 时段的14.5 km2/a 下降到1983-1994 年时段的4.9 km2/a,继而回升至1994-2000 年的12.2 km2/a 和2000-2011 年的26.4 km2/ a;四大滩涂5 m等深线以上总面积的增长速率从1977-1983年的22.8 km2/a 下降到1983-1994 年的-1.4 km2/a,1994-2000 年回升到5.2 km2/a,2000-2011 年又回落至0.3 km2/a。前一阶段滩涂淤涨速率总体下降反映流域建坝等人类活动引起的入海 泥沙减少在滩涂演变中起控制作用,且水下滩涂（5 m线）的响应较之潮间带滩涂（0 m线以上）更加敏感。后一阶段0 m 以上滩涂淤涨速率的总体回升反映三角洲的一系列大型工程（特别是促淤工程） 对潮间带滩涂起到了明显的促淤效果,且这 种效果抵消并超过了流域入海泥沙通量下降的影响而居主导地位。总之,近三十年长江三角洲前缘淤涨速率的显著变化主要 归因于人类活动的影响。另一方面,四大滩涂间的冲淤变化呈现较明显的差异,反映人类活动对三角洲滩涂演变的影响是一 个复杂的问题,需要进一步研究。     

海南儋州人工岛建设对海床冲淤影响数值模拟

利用Delft3D数值模式建立了洋浦海域二维嵌套水沙数学模型,在对模型进行了验证基础上,模拟了海花岛实施前后海床冲淤演变和潮流变化。由于洋浦海域含沙量较低,附近沙源少,海花岛实施后附近海域海床淤积幅度较小。由于小铲礁南侧水流动力增加,小铲礁南侧和洋浦航道局部为冲刷。     

海南儋州人工岛建设对海床冲淤影响数值模拟(英文)

海南儋州海花岛填海规模较大,工程实施引起洋浦海域水动力环境改变,进而影响海床冲淤演变的变化。本文利用Delft3D数值模式建立了洋浦海域二维嵌套水沙数学模型,在对模型进行了验证基础上,模拟了海花岛实施前后海床冲淤演变和潮流变化。由于洋浦海域含沙量较低,附近沙源少,海花岛实施后附近海域海床淤积幅度较小。由于小铲礁南侧水流动力增加,小铲礁南侧和洋浦航道局部为冲刷。     

野鸭山至螺头山岸段海域水沙特征及冲淤变化

根据浙江舟山野鸭山至螺头山岸段海域4个测点的海流观测和含沙量调查(其中1个测点)资料,含沙量用1/10000感量的电光分析天平称量测定,悬沙粒度用AT 型库尔特计数器测定,底质表层泥样用激光粒度仪测定,使用DS3水准仪(其精度标准为四等)测量岸段潮滩高程,对该岸段所在海域的泥沙与潮流特征进行了对比分析并讨论了岸滩的冲淤变化。结果表明,该海域悬沙浓度由表层往底层逐渐增高,且与流速有一定的线性关系;中潮悬沙浓度低于大潮,冬季悬沙浓度高于春、夏季;大、中潮的落潮输沙量大于涨潮,大潮涨、落潮的输沙量大于中潮涨、落潮,大潮全潮单宽净输沙量大于中潮;冬季平均悬沙粒径比夏季大,春季适中;春、夏、冬季悬沙的分选系数属分选极好;悬沙的运移路径以落潮流流向为净输沙的方向;该海域的潮流为往复流,涨潮流历时短于落潮流历时,春、夏、冬季平均落潮流速大于平均涨潮流速,最大流速为1.82m/s(夏季),平均流速为0.70m/s;历史上野鸭山至螺头山的古海湾一直缓慢淤涨,1987年以来,潮滩仍缓慢淤涨,中潮滩平均淤高值约为3cm/a,岸滩平均淤进速度约为0.38m/a。     

射阳港区双导堤建设前后冲淤变化及成因研究

基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。     

洋山深水港区海域秋、冬季沉积物中重金属来源分析及生态风险评价(英文)

通过测定洋山深水港区海域2010~2013年6个航次秋、冬季沉积物中重金属含量,分析其时空差异,结果表明该海域沉积物重金属总体含量较低,空间分布较为均匀,Hg、Zn、Pb、Cd含量秋季明显高于冬季,As、Cu含量的季节性波动较小,用因子分析法研究该海域重金属来源,发现陆源工业、船舶航运排污以及有机质降解是研究海域Pb、Cd、Zn的主要来源;农业污染、码头货物装卸残留及建筑垃圾支配着Cu、As、Hg的来源。SQG-Q生态风险评价表明研究海域沉积物中重金属均存在中、低度的生态风险,秋季的生态风险高于冬季,Hg和Cu是主要生态风险因子;地累积指数法评价结果显示研究海域基本不受Hg、As、Zn、Pb的污染;Cd、Cu以轻度污染为主,部分站位属于偏中度污染,6种重金属污染程度依次为:CdCuPbZnHgAs。因子综合得分评价表明,重金属污染相对严重的站位依次为5号、4号及3号站位。但总体看来洋山深水港区附近海域沉积物中重金属污染状况属于轻度污染。     

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。     

洋山港海域一次冷锋型温带风暴潮特征及各影响因子贡献的对比分析

本文研究了由2020年12月29日至31日强冷锋引起的影响洋山港海域的温带风暴潮过程。通过气象观测数据分析了其天气过程, 并利用FVCOM-SWAVE波浪-风暴潮耦合模式对该过程进行了高分辨率的数值模拟, 同时结合潮位站及浮标站观测数据对模拟结果进行了验证, 分析模拟了波浪、潮流、风暴增减水特征。结果发现, 该次冷锋型温带风暴潮过程主要表现为先短时风暴增水后出现长时间风暴减水的特征, 最大风暴减水可达65~70cm, 其主要诱因包括研究海域气压的快速升高并维持、长时间持续的偏北大风及波流相互作用。相关敏感试验研究了3种因子对风暴增减水位的贡献大小, 发现风暴增水峰值期间风场贡献占比约为90%, 海平面气压场约为5%; 风暴减水峰值期间, 海平面气压场的贡献度约占55%, 风场约占40%, 而波浪的贡献均不足10%。洋山港航道内风暴期间潮流流速最大可达到2.6~2.8m•s^-1, 落潮时为东南向离岸潮流, 涨潮时为西至西北方向的外海潮波传入潮流; 洋山港航道潮流始终是东南或西北向, 此处流速辐合, 是洋山海域流速最高的区域。     

盐城滨海港区防波堤建设对水下地形的影响研究

利用双频测深仪和声学多普勒流速仪对滨海港区附近海域进行了区域测深和定点全潮水文观测,通过与以往调查研究资料的对比,分析了防波堤建成前后海底冲淤变化特征。研究结果表明:近20年以来水下岸坡为侵蚀最剧烈的区域,海底平原则处于相对稳定状态;受自然侵蚀的影响,水下岸坡继续向岸内移,目前最强侵蚀区已内移至–8~–12 m水深的水下岸坡;近年来自然侵蚀明显减弱,年均侵蚀速率约为前10年的1/4;受防波堤挡流效应的影响,口门南侧已由往复流转变为旋转流;目前已出现三大淤积区域,其中以口门处淤积最严重,最大淤积厚达3.5 m,已造成口门处水深不足–10 m;防波堤对周边海域直接影响范围约13.4 km~2,最远可达废黄河口。分析认为,防波堤建设是引起港区海底冲淤格局发生变化的主因。该研究为防波堤的后续维护及滨海港区30万t级航道工程论证提供了基础资料。     

黄河三角洲孤东近岸冲淤演变及其影响因素

为更好地了解近40年来孤东近岸的演变过程,以研究区剖面水深地形、Landsat影像和利津站水沙数据为数据源,采用遥感技术及数理统计法对研究区域岸线及面积变化进行监测计算,并分析1976—1986年、1986—1996年、1996—2002年、2002—2014年4个不同阶段的冲淤演变及影响因素。结果表明:(1)孤东近岸经历"强淤积-冲淤平衡-侵蚀-强侵蚀"4个阶段。孤东近岸海域由淤积向侵蚀转变始于1996年,且在2002—2014年间侵蚀最为严重,大部分近岸海域蚀深达到6～8 m,侵蚀最大深度超过8 m;(2)等深线变化时空差异明显,蚀退最先出现在北侧,且近岸5 m水深区域内冲淤变化较水深10 m内敏感;(3)研究区近岸侵蚀,离岸淤积,剖面冲淤平衡位置由CS19剖面的11 m水深变化到CS21剖面的5m水深;(4)黄河入海水沙的减少、河口人工改汊、孤东大堤建设和海洋动力作用都对孤东近岸的冲淤演变产生影响,维持研究区冲淤平衡的年均来沙阈值为3.78亿t/a。通过此来进一步探究孤东近岸演变进程,为孤东近岸防护提供科学指导。     

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。     

黄河水下三角洲沉积物输运及海底冲淤研究

根据黄河水下三角洲的特点,建立了一个垂直平均二维沉积物输运数学模型,结合潮流和沉积物资料,模拟研究了沉积物输运机制和海底冲淤演变过程。模拟结果表明,垂直河口射流的潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,风应力对悬浮泥沙和推移质泥沙运动也起到重要作用。潮流底应力和活动层厚度分布表明,黄河口门和埕岛油田附近海域是潮流底应力和活动层厚度高值区,为沉积物活跃区,海底稳定性弱,易于侵蚀再搬运。冲淤计算表明,埕岛油田附近海域为冲刷中心区;现在河口水下三角洲在断流时为冲刷区,正常行河时则转为淤积区。     

洋山港海域水体和悬沙输运机制研究

对洋山港海域水体和悬沙长期输运速度分离,并进行机制分解,分析各种物理过程对水体和悬沙长期输运速度所起的作用.结果表明,水体和悬沙输运存在明显差异,直接描述悬沙净输运更准确合理;欧拉余流在水体长期输运中占主导地位,平流输运和潮泵输运是洋山港海域悬沙输运的主要动力因素,由于潮动力混合较强,垂向输运作用很小.