连云港西大堤工程后港区自然环境变化概述

通过对连云港西大堤工程建设前后水文、泥沙和地形等自然环境现场调查资料的比较,对连云港由海峡地形变化成海湾地形以后,港内水域自然环境发生的变化进行综合分析。分析结果不仅为连云港深水港的扩建提供了科学依据,同时亦为淤泥质海岸港口工程大规模人工改造后的自然环境研究提供了实例。     

粉沙质海岸港区航道减淤工程措施研究

通过对唐山港京唐港区附近海岸演变进行调查和分析,结合唐山港京唐港区建港近二十年的现场观测资料,对港区附近的泥沙运动和港口航道泥沙淤积机理进行分析,对2003年10月强风暴潮期间,港口航道发生严重的泥沙骤於进行了研究,为解决港口航道特别是外航道的泥沙淤积问题,提出粉沙质海岸港区航道挡沙和固沙的工程措施,并通过物理模型对挡沙固沙措施的工程效果进行了模型试验。试验结果表明挡沙和固沙工程方案对航道泥沙减淤效果很明显,其中,挡沙方案目前已应用到唐山港京唐港区二期挡沙堤改造、三期挡沙堤的设计和建设工程中,已发挥其挡沙减淤的作用。     

连云港西大堤工程建设影响作用评价

西大堤的建成使连云港由原来的海峡通道型港口变为半封闭的人工海湾型港口,风浪条件改善,可利用的港口岸线大大加长,为连云港亿吨大港的建设提供了契机,也改善了连云港与东西连岛的交通条件,促进了旅游业的发展.另一方面,也改变了海湾内水动力与沉积环境.大堤建成后,湾内潮波由前进波转变为驻波,水体交换能力减弱,湾内水质污染加重,尤其是湾顶水域污染最重;同时加剧了湾内泥沙的淤积,在西大堤内侧形成新的潮滩,位于湾顶的老海滨浴场被淤废.由于西大堤封堵了连云海峡西口门,使得近岸泥沙的运移路径改变,北部的泥沙流自海州湾东去沿大堤折向东西连岛方向,在大堤的外侧和东西连岛外缘形成新的落淤场所,大沙湾和苏马湾海滨浴场受到影响.沉积作用的加剧已影响到港口及周边海岸与水利设施的正常运作,因而应加强对港区及周边海洋环境的监测与研究,缓建西大堤内侧北港区码头,并对西大堤西端进行透空式改造,以从根本上解决港区泥沙淤积问题.     

海阳港东港区建设对砂质海岸冲淤影响

基于水文气象、水深地形、表层沉积物等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了海阳港周边海域泥沙运移趋势,预测了海阳港东港区建设后的岸线演变趋势,探讨了工程建设对周边海域冲淤环境的影响。研究结果表明,研究区泥沙运移趋势总体为自西向东;工程建设导致西港区东侧的淤积作用和南侧侵蚀作用减弱,而东港区码头南端和北侧近岸的侵蚀作用和淤积作用增强;东港区后侧岸线以淤进为主,5年后岸线趋于动态平衡状态。     

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。     

连云港西大堤工程后人工海湾内回淤强度的测算分析

本文重点研究了连云港西大堤工程后人工海湾内的回淤状况,得出以下结论：西大堤的封堵使人工海湾内的水动力和泥沙运动产生了明显的变化。但这只是工程后的局部调整,不会造成严重的淤积。由于湾内泥沙供应量的减少,连云港仍将维持冲淤相对平衡的状态。并且,本文以实测资料为依据,对两类主要的回淤预报公式进行了分析评价,证明了这两类公式的合理性和可靠性。     

招远砂质海岸岸滩演化特征

基于表层沉积物、卫星影像和水深地形等资料, 结合岸濉演化数学模型、表层沉积物起动流速等方法,对招远砂质海岸的岸滩演化特征和控制因素进行了初步研究。结果表明, 由于受春雨码头和人工岛群建设影响, 界河口附近海域由侵蚀转为淤积状态, 春雨码头附近海域侵蚀程度加剧。波浪控制着研究区表层沉积物分布和泥沙运动, 人工构筑物建设是造成研究区海岸冲淤变化的主要原因。潜堤建设能有效减少波浪对堤后海岸的.影响, 对蚀退岸线保护效果明显。     

葫芦岛港柳条沟港区规划潮流泥沙数模研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪作用的潮流泥沙数学模型,在对模型进行充分验证的基础上,对葫芦岛海域的潮流、泥沙场的进行了数值模拟,对该海区的潮流扬、泥沙场特征进行了分析;对萌芦岛港柳条沟港区规划方案进行了潮流、泥沙场模拟研究。详细分析了工程前后港池和航道的流扬变化,计算了航道的横流,预报了规划港区港池和航道的泥沙年淤积量,为港区的规划设计提供了科学依据。     

渤海湾连片开发对湾内水沙通量的影响研究

渤海湾内海岸的连续开发导致岸线 、海床发生较大变化, 同时影响着湾内的水沙通量。根据不同时期的遥感影像、 实测地形和水文泥沙资料, 统计分析了渤海湾岸线 、面积和海床冲淤变化, 构建了渤海潮流泥沙数学模型, 模拟了 1984 年、 2006 年和 2015 年三个时期的水沙分布, 探究了海岸连续开发对水沙分布和通量引起的累积效应。结果表明： 渤海湾岸线和 海湾面积变化主要发生于 2005 年后, 与 1984 年相比, 2020 年的岸线长度增长超过 185%,海湾面积减少近 19%;曹妃甸港 区南侧海域冲刷基本在 2 m 等深线以内, 而近岸和港池水域基本呈现淤积状态, 淤积幅度在 2 m 以内; 海湾的连续开发利用 使得湾内分潮波振幅增大 、传播速度减缓, 近岸海域的余流变化较为明显,南部较北部海域更甚;西北湾顶 0.2 kg/m3 悬沙 分布区域不断缩小, 西南近岸 0. 15 kg/m3 悬沙分布区域向中部海域推进; 悬沙通量变化与潮流通量并不完全一致, 呈外海增 加、近岸整体降低的变化特征, 湾内向外海输移泥沙的能力减弱。     

莱州湾东部外航道回淤预测及影响因素

为探讨外航道回淤特征,采用二维波浪潮流泥沙数学模型,模拟研究了莱州湾东部航道回淤情况并探讨了其影响因素,以期对航道泥沙输运研究提供借鉴。研究表明,正常天气下,水流跨越航道,流速减小、挟沙能力下降导致的悬沙落淤是航道淤积的主要原因,但淤积量有限。大风浪是造成航道淤积的主要动力因素,其淤积泥沙主要来源于海底侵蚀来沙,河流来沙和沿岸输沙对航道淤积的贡献不大。从水深地形、泥沙来源、底质类型、水文动力条件等方面分析,航道发生骤淤的可能性较小。     

Study on Deposition in Semi-Closed Coastal or Estuarine Harbour Basins

A preliminary study on the distribution of sediment transport and siltation within a semi-closed harbour as well as the factors affecting the siltation has been made with a suspended sediment model, in which the Lianyungang port is used as the prototype. Based on the work, this paper describes a tubid water experiment within a typical excavated harbour basin. According to the experimental results some expressions for predicting the average siltation amount for semi-closed harbour basins by means of dimensional analysis have been proposed, with tidal features, harbour geometry and properties of sediment taken into account. Through comparing the calculated results with the laboratory and field measured data, it has been shown that the expressions presented in this paper are reasonable.     

Siltation Prediction for Navigation Channels and Harbour Basins on Muddy Beach

- This paper, after briefly reviewing the experimental research on sediment transport on muddy beach since the 1950s, improves and perfects the method for forecasting siltation in navigation channels and harbour basins which was first put forward in China by the authors. In consideration of silty sediment and sand, some factors in forecasting methods have been changed and modified. Consequently, the modified methods can be used either to compute siltation in navigation channels and harbour basins on muddy beach or to compute siltation and scouring in navigation channels and harbour basins on both silty beach and sandy beach. The verification of field data from eleven large, medium and small natural harbours shows a good agreement between the forecasting by the modified method and the natural conditions. Finally, the paper deals with the rational utilization of water area after the construction of the West Dyke in Lianyungang, the maintenance of water depth of the navigation channel at the entrance, siltation distribution, siltation in the navigation channel and harbour basin for ships of 100 thousand tonnnage. Results once again prove that the prospect of constructing Lianyungang Harbour into a deepwater harbour is bright.     

浙江健跳港动力沉积过程及冲淤平衡机理

根据浙江健跳港实测水文泥沙和港道底部高程资料,分析了健跳港动力沉积过程及其港道的冲淤平衡机理。健跳港受潮流动力作用,大潮冲刷,小潮淤积,港道底部冲刷,湖滩淤积,随着空间上的冲淤变化,岸坡逐渐变陡,最终失去平衡,发生滑塌,形成潮滩与港道底部之间的动态平衡。     

围海工程对邻近港区泥沙回淤的影响研究—以漳州港招商局中银码头区为例

针对港区附近围海造地造成的港区泥沙回淤量增大问题，以漳州港招商局中银码头区为例，全面分析了漳州港海域的地形地貌、水动力特征、泥沙特性和岸滩自然演变。根据工程建设前后地形变化，结合岸线回填量和九龙江输沙资料，分析了围海造地对岸滩演变及港区码头回淤的影响。研究表明，围海工程实施后，邻近港区的泥沙回淤由自然回淤、滩地抬高和回填引起的浑水回淤三部分组成。当围海工程结束，新岸滩调整达平衡后，泊位及港池的回淤将逐渐降至正常自然回淤强度。     

九龙江口海沧港区17～-18^#码头基槽浮泥成因分析

九龙江口海沧港区因建设17—18^#泊位而开挖的基槽处发育厚层浮泥．通过对该处浮泥及其周边的水体悬浮颗粒、海底表层和沉积物柱状样的激光粒度分析,发现浮泥的颗粒物主要由峰值粒径在7～10μm的粘土粉砂质细颗粒组分构成,但在浮泥层的下部还含有小部分峰值粒径为200—500μm的砂质粗颗粒组分．浮泥中细颗粒组分的粒度特征和水体中的悬浮颗粒、底质沉积物中的细颗粒组分一致,而浮泥中粗颗粒组分的粒度特征,和九龙江口洪水事件成因的中粗砂的粒度特征一致．结合现场调访和水文观测,得出17—18^#泊位基槽处浮泥的成因主要受海沧港区建设过程中产生的大量再悬浮泥沙以及受水下地形的影响,水动力条件适宜悬浮泥沙在17—18^#泊位基槽处聚淤．此外,台风引发的洪水也是增加悬浮泥沙含量的辅助因素．随着海沧港区的建成,水动力条件的改变,17～18^#泊位港池及调头区浮泥的厚度将小于基槽区浮泥厚度．     

日照港30万吨原油码头港池与航道回淤预测分析

根据日照港30万吨级原油码头工程的设计要求,在拟建工程海域实测了2个站的大、中、小潮潮位和9条测线的流速、流向及含沙量。利用二维潮汐水流数学模型进行了潮位、流速和流向验证计算,综合研究了调查海区的泥沙运动和海底冲淤演变规律,并预测了冲淤趋势。在此基础上,重点对30万吨原油码头泊位、港池与航道的淤积进行了预测分析。分析结果表明,在正常水动力条件下,该港区内的平均年回淤速率不大,此港区适合建码头。     

1985年以来黄河三角洲东营港工程变化与海床冲淤演变响应关系

河口三角洲区域地质环境脆弱,对环境变化响应敏感,三角洲港口冲淤演变受工程结构影响较大。黄河三角洲的东营港区域以粉砂质海岸为主,区域内泥沙运移活跃,此类区域港口建设的关键问题在于工程结构导致的海床冲淤变化。通过东营港建港以来实测水深数据构建水下地形数字高程模型(DEM),并结合水动力数值模拟,探讨了东营港冲淤演变过程和工程影响。结果表明,由于波浪和潮流导致的海底地形变化,东营港近岸海域的冲淤演变形势已从单一侵蚀转变到近岸侵蚀、离岸淤积的新情势;工程结构影响局地潮流流速和流向,口门处出现高速横流,最大流速可达0.7 m/s;高流速导致北防波堤的堤头位置出现直径约1 km的冲刷坑;工程结构的遮蔽区有促淤效应,遮蔽区大小与潮流流向、工程结构-岸线夹角有关,但在波浪、余流的作用下,2007—2015年工程结构遮蔽区依旧存在0.5 m以上的侵蚀。持续的侵蚀作用使海域防波堤和海堤的不稳定性加剧,迫切需要加强检测与防护。     

红树林对潮流底边界层动力过程的影响

红树林是重要的滨海湿地木本生物群落,其生物地貌过程对防风护堤具有重要作用。为深入研究红树林近底部泥沙输运的机制,在福建漳江口红树林进行了现场观测。通过对比光滩和红树林处的水动力和泥沙动力过程发现,红树林对流速具有明显的阻滞作用和偏转效应,且光滩处沉降作用和再悬浮作用均较明显,红树林处沉降作用明显。结合输运方程计算结果发现,光滩上的沉积物通过潮沟向红树林输运,并为红树林截留沉降,表明红树林可以通过降低水动力以及植物吸附来影响悬沙运动,具有良好的促淤作用。     

2017—2020年江苏中部潮滩地貌的季节和年际演化

为了研究江苏中部潮滩地貌的季节性演化规律,分别在江苏沿岸大丰港南侧、大丰港北侧,以及射阳河口北侧选取了三条跨岸剖面。在2017年11月—2018年11月进行了多次地貌和表层沉积物的重复观测和采样分析,并对2017—2020年间3条剖面的年际变化进行了观测。结果显示,2017年11月—2018年11月,大丰港南侧潮滩在春秋两季较为稳定,冬夏两季侵蚀较为明显,全年表现较为稳定;大丰港北侧潮滩全年基本处于明显侵蚀状态;射阳河口附近潮滩全年出现轻微侵蚀,但整体较为稳定。在年际尺度下,2017—2018年,大丰港附近潮滩均出现整体侵蚀的现象,射阳河口潮滩则出现潮间带上部淤积、下部侵蚀的现象;2018—2019年,江苏中部潮滩潮间带高程均出现不同程度的上涨;2019—2020年,江苏中部潮滩均出现潮间带上部稳定或轻微侵蚀、下部明显侵蚀现象。对潮滩演化状态研究显示,江苏中部潮滩的季节性变化受多种因素影响,冬季波浪增强与夏季风暴频率增加均会导致江苏中部潮滩在当季出现侵蚀现象,沉积物供给减少会导致潮滩季节性冲淤趋势整体向侵蚀状态偏移;江苏潮滩北部的侵蚀/淤积区域分界点可能已经从射阳河口向南转移至大丰港南部区域;年际尺度下,江苏中部潮滩表现出较为一致的变化规律。     

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。