现行黄河口海域泥沙冲淤的定量计算及其规律探讨

本文利用现行黄河口海域多年的水深测量资料,用计算机绘制了黄河口冲淤等值线图和冲淤立体图.在此基础上,详细地分析研究了黄河口海域泥沙冲淤变化的规律和特点.从定量的角度,为河口治理及各种海洋工程建设提供了科学依据.     

现行黄河口冲淤特征和作用机制

根据１９７６年１０月至１９８８年９月连续１３年的黄河口滨海区的水深测量资料,运用水文学和数学方法进行规范化处理,采用计算机技术定量计算出冲淤量,给出冲淤的等厚度图。并分析黄河口淤积中心的变化与入海位置的关系及其冲淤特征和作用机制     

舟山群岛海域波浪对泥沙冲淤过程的影响

本文基于SWEM(Shallow Water Equation Model)三维水沙盐模式,考虑潮汐、径流、风场和波浪影响,在长江口与杭州湾及其邻近海域建立了一个高分辨的三维水沙盐模型。分析了一般天气条件下,舟山群岛海域在潮汐、径流、风场、波浪共同作用下的地形冲淤与悬沙含量分布特征,并对比分析了一般天气条件下与台风天气条件下波浪对泥沙冲淤过程的影响。一般天气条件下,舟山群岛海域东西向水道为冲刷特征,舟山群岛东侧海域以及舟山群岛内部南北向水道为淤积特征。舟山群岛海域暖半年冲刷增强,冷半年淤积增强。海域悬沙含量由西北向东南迅速降低,群岛“虑沙”效果明显。悬沙含量3月份最大,8月份最小。波浪对舟山群岛海域泥沙冲淤过程的总体影响在秋冬季较强,春夏季较弱。一般天气条件下与台风天气条件下,波浪对研究海域泥沙冲淤过程影响显著的区域均为朱家尖东侧海域,且波浪的影响特征均表现为促进淤积和增加悬沙含量。一般天气条件下波浪引起最大淤积约占总淤积量的10%。台风天气条件下波浪引起的淤积量约是同时段一般天气条件下的6倍。     

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。     

不同水沙情势下现行黄河口滨海区冲淤时空演变

2018年至2021年黄河河口春季生态调水与2次罕见大洪水,导致时段内入海水沙过程和水沙通量发生变化。为了解滨海地貌变化特征,根据海域实测地形资料,结合同期利津水文站来水来沙数据,分析了河口滨海区2、5和10 m等深线变化及冲淤演变,比较了现河口各汊三角洲前缘发育情况。结果表明：2018年至2021年河口年均入海水沙分别为362亿m3^和2.81亿t,是2002年至2017年入海水沙均值的2倍;4 a间入海泥沙共11.67亿t(包括尾闾河道冲刷0.42亿t),其中有8.58亿t(6.13亿m³)落淤在现行河口滨海区;洪峰呈漫流入海,入海汊口稳定性变差,加速河口出汊摆动演变,口门前方形成长轴平行岸线、短轴垂直岸线的椭圆形连续狭长淤积带,三角洲前缘得到充分发育;大洪水期间,河口在东北向自然出汊,东汊和东北汊成为入海主汊。     

现代黄河口地形地貌特征及冲淤变化

中科院海洋所2007年对黄河口进行了大范围、高精度的水深测量,2009年又对清水沟南部进行了加密测量。利用这些数据分析了现代黄河口的地形地貌特征。发现废弃河口黄河水下三角洲前缘斜坡,在5 m水深左右分布大规模的冲沟,2009年最新资料显示其规模有增大的趋势。将收集到的2000年和2007年数据进行对比计算,并对近年来老河口和现行河口地形变化比较大的区域设计了4条剖面线,分析讨论了研究区内的冲蚀淤积分布特点和水下三角洲地形变化情况。     

黄河刁口流路泥沙冲淤及其演变特征

本文分析了刁口流路期亚三角洲在河道演变时和改道后,不同时段泥沙冲淤塑造特点及其演变。研究了亚三角洲扇形体逐渐向长椭圆形演化的过程。冲淤量和速率,指出被冲蚀的泥沙主要向20m水深以外的海域运移。     

黄河口滨海区冲淤演变与潮流不对称

涨落潮不对称是河口滨海区流场的重要特征,在泥沙输运和地貌演变过程中扮演着重要的角色.本文基于实测水深地形、沉积物粒度、水文泥沙观测等资料,分析了黄河口滨海区的冲淤变化、泥沙输运和沉积物特征.同时,本文利用Delft 3D模型模拟了黄河口滨海区的流场,并计算了不同条件下涨落潮流速的不对称分布,结合上述分析,探讨了黄河口滨...     

GIS支持下的长江口拦门沙泥沙冲淤定量计算

依据1842～1997年10幅不同年代的长江口海图资料,利用地理信息系统和数字化仪进行处理,建立不同时期的长江口水下数字高程模型,以此作为基础资料,实现了从横剖面、深泓线纵剖面、平面变化等不同角度对长江口拦门沙地区滩槽演变、岸线侵蚀、沙岛形成与变迁等进行研究.通过计算河槽容积,实现了对不同时段泥沙冲淤量的计算.结果表明,155a来拦门沙总的趋势是不断淤积,但不同时期淤积速度大不一样,个别时期甚至会发生一定程度的冲刷,这主要与动力条件的波动有关.1842～1997年,共淤积泥沙38.10亿t,平均每年淤积0.246亿t,约占长江来沙的5%,年均淤厚为1.1cm泥沙淤积部位主要在九段沙、横沙及横沙东滩、崇明东滩三处.发生冲刷的范围较小,仅占总面积的21.4%,主要在北槽,北港上段和南槽局部也有轻微的冲刷发生.     

埕岛海域水深地形特征及冲淤规律探讨

介绍了埕岛海域水深及地形特征,简述了埕岛海域经历的快速冲刷、缓慢冲刷及冲淤调整的３个阶段,探讨了位于局部高部位、平坦海底及过渡地带３种井场的冲淤规律。     

湄洲湾泥沙活动及海底冲淤变化

湄洲湾沙源少,海水含沙量低,平均值10～20g/m~3。冬季受东北季风及浙闽沿岸流影响,湾口含沙量高,达到34g/m~3;夏季受径流影响,湾内含沙量相对偏高,达到16g/m~3。泥沙的运移趋势:主航道基本朝外,两侧朝里。受强潮流作用,深槽及水下潮流冲沟受到冲刷,斜坡及潮坪略有淤积。     

东山湾泥沙运移趋势及其对海底冲淤的影响

本文根据1984和1988年东山湾水文泥沙观测资料,研究了该湾水体含沙量分布、运移趋势和泥沙来源。结果表明:泥沙含量较低,其平均值为37.1g/m~3,最高值为531.88/m~3;泥沙含量的分布趋势从漳江口向东山湾口递减;漳江口泥沙淤积严重,其平均淤积速率为13.8cm/a,而东山湾口区处于冲刷状况,东山湾泥沙主要来源于漳江流域和该湾周边区域。此外,浙闽沿岸流也携带来部分泥沙。     

黄河口海岸冲淤演变的影响因素

采用实测资料分析,对黄河口口门附近海岸冲淤演变的影响因素进行了研究,结果表明:黄河口口门附近海岸为淤泥质海岸,是在河流动力与海洋动力的共同作用下形成的;影响黄河口海岸带冲淤演变的主要因素是黄河入海水沙量和海洋动力;此外,海平面相对升降、地形地貌特征、地质特征、植被情况、人类活动等因素也对海岸冲淤演变有着明显的影响.黄河...     

白沙口潮汐电站前海区泥沙冲淤规律及防淤对策的研究

白沙口潮汐电站的淤沙问题在1972年就由中国科学院海洋研究所与山东省水文总站合作进行了研究,并于1974年提出了研究结果和淤沙防治措施的建议。但由于某些原因有关建议未能得以实施。近几年来淤沙又有发展,严重威胁着潮汐电站(图1)的寿命。1983年9月国家科委海洋专业组与山东省科委决定对白沙口电站的淤沙问题开展进一步的研究。解决洄淤问题,不仅是白沙口潮汐电站的迫切任务,而且对开发我国潮汐资源也有着重要的意义。本文根据此项研究的成果撰写,主要阐明电站泥沙运动的基本规律,在此基础上提出防治措施的建议。     

莱州湾海域水文特征及冲淤变化分析

研究了莱州湾海域水文、泥沙特征及沉积状况,分析了莱州湾海域不同等深线的冲淤变化。结果表明,莱州湾海域具有显著的大陆性气候特征,潮汐类型属于不正规混合半日潮,海岸泥沙主要来源于支脉河的径流和涨潮流携带来的海相泥沙;0 m等深线1991—1993年是向海淤进,其余年段均为蚀退,蚀退速率与黄河口来沙量和口门入海位置有一定关系;两个断面上不同等深线的淤进(淤积)和蚀退(侵蚀)交替进行,0~2 m等深线总体为蚀退(侵蚀);大于2 m等深线总体为淤进(淤积);两个断面上坡度2~5 m等深线之间最陡,随着水深加大,坡度逐渐变缓,不同年份趋势基本一致。     

ECOMSED模式在渤海湾泥沙冲淤研究中的应用

渤海是我国一个内海,面积约8.2万km2,平均水深约20m,沿岸有众多的海上建筑。本文利用ECOMSED模式,首先采用大小区嵌套的方式模拟渤海湾的三维潮汐潮流分布。其大区模拟结果显示,m1分潮振幅平均差值为0.59,迟角差值为-7.37,M2分潮振幅平均差值为0.65,迟角差值为18.36,与实测结果对比良好。小区模拟结果显示研究区域主要以往复流为主,在涨急落急时刻沿岸区域的流速较大,并利用27小时的连续实测潮流资料对计算结果进行验证,其结果表明计算值与实测值吻合较好。随后利用ECOMSED模式的泥沙输运模块模拟小区泥沙冲淤情况,结果表明选定区域基本为淤积区域。最后讨论人工岛的建设和大风条件对模拟区域泥沙淤积的影响。结果表明人工岛的建立对该地区整体的泥沙运动影响不大,但由于地形改变,在一定程度上减缓了部分地区的淤积速度。在强风浪作用下,研究区域的淤积及冲刷区域同未添加波浪时基本一致,没有明显的骤淤区域。     

防城港拦门沙航道的泥沙来源及冲淤规律的研究

防城港位于广西壮族自治区的南部,北部弯的顶部,它是我国南方新建的万旽级重要港口。该港在开发过程中遇到的关键问题之一是外航道有拦门沙,水深只有3.2m,拦门沙开挖以后是否会出现泥沙淤积影响正常通航，对此必须作出科学预测。中国科学院海洋研究所受交通部委托,与交通部广州航道局和广西交通局勘察设计院等单位协作,于1974年至1978年进行了系统的调查研究,并先后提出了《踏勘报告》和《调査研究报告》。根据我们对地质地貌的历史演变、泥沙来源及泥沙运动规律的研究，推测拦门沙开挖后泥沙洄淤量不大,开发前景良好,为该港的建设提供了科学依据。经过将近三年的实践检验,结论基本上符合事实。本文即是在上述报告的基础上撰写的。     

填海工程建设前后丹东港海域泥沙冲淤变化特征与成因分析

利用近年来水深地形数据和2010年全潮水文观测资料分析了丹东港海域在填海工程建设前后的冲淤变化特征,并阐述了冲淤变化的成因,以对该类型海域海洋工程的选址和海洋环境保护等提供科学依据。研究结果表明,研究区海底在工程建设前除靠近大东作业区的岬角处冲刷较大外,其他海域整体冲淤厚度小于0.2 m/a。工程建设后海底冲淤格局发生重新分布,主要表现在工程南侧普遍冲刷和东侧航道内及西南侧海域的淤积。利用刘家驹公式计算了工程建设前后的航道回淤强度,计算结果表明:工程后A点年均淤积厚度减小了0.09 m,B、C点年均淤积厚度分别增加了0.02、0.19 m。Mike21数值模拟结果显示,工程建设改变了原来的流场,造成研究区冲刷悬浮的泥沙在潮流的作用下重新搬运与沉积,同时波浪场也因工程的影响下蚀海底的能力增强。     

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。