近50年来杭州湾七姊八妹列岛海域海床演变分析

七姊八妹列岛海域位于杭州湾南部的灰鳖洋内,除了岛礁周围局部存有深沟外,其余地区海床平缓.为了探究该海域海床演变情况,在了解杭州湾来水来沙特征基础上,分析了七姊八妹列岛海域的水动力、悬沙和底质分布特征.不同时期海图的对比分析表明,该海域近岸水深较小,人类活动频繁,围涂筑堤工程较多,一直处于淤积状态,属淤涨型岸滩,而离岸较远的海域,泥沙难于落淤而随潮反复搬运,基本处于冲淤平衡状态.1962～2008年这46 a间,七姊八妹列岛海域总体呈现与岸线走向一致的淤积、冲刷间隔分布的冲淤带.平均淤积厚度约2.2 m,淤积幅度约5.0 cm/a,大多数地方平均冲刷厚度约2.4 m,冲刷幅度约5.0 cm/a.这些特点与当地的水动力条件和泥沙沉积特性相一致.     

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。     

茅尾海生态修复工程对冲淤影响的数值模拟研究

基于MIKE 21FM模型建立了茅尾海海域二维水动力模型,通过验证,结果与实测资料吻合良好。利用建立的水动力模型分别模拟出生态修复工程完成前后该海域的流场,并对比其变化情况。基于已建立的水动力模型,耦合泥沙输运模块建立茅尾海冲淤模型,分别模拟了生态修复工程前后茅尾海海域在波流共同作用下的泥沙输运情况。对比结果表明,工程的实施能够极大地避免岸滩冲刷,有效保护红树林。     

东营港海域冲淤特征

东营港附近海岸是典型的粉砂质海岸,其周边海域泥沙运动活跃,岸滩冲淤变化显著。近年来,海岸工程建设对其沉积动力环境造成显著影响。基于东营港海域2007年和2015年实测水深数据,利用水深地形对比、数值模拟和流速对比的方法,探讨了东营港海域冲淤特征及其影响因素。结果表明:研究区整体呈近岸侵蚀、离岸淤积的状态,自飞雁滩向东营港。其冲淤平衡点水深由9m变化至6m;飞雁滩附近海域泥沙易于起动,海底侵蚀增强,侵蚀产生的泥沙有随SE向流运移的趋势;研究区最大波浪破碎水深为6m左右,东营港附近海域冲淤平衡点水深与该水深相对应;海岸工程建设造成局部海域冲淤趋势改变,东营港防波堤堤头周围海域侵蚀强烈,堤坝两侧显著淤积。     

潍坊港中港区3.5万吨级航道工程对海岸冲淤影响

基于水文气象,水深地形等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了潍坊港3.5万吨级航道工程对周边海域冲淤环境的影响,预测了淤积趋势。研究结果表明,工程建成后研究区流场变化较小,变化主要集中在口门附近。航道骤淤的淤积厚度最大为0.81m。口门内、外平均淤积厚度分别约为0.26m和0.27m。大风淤积量约为290万m3。口门内、外淤积量分别约为41万m3和249m3。     

天海达工程建设对附近海域水环境影响预测分析

运用三维海洋模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model),采用有限体积计算方法,引入了"干、湿"判断,建立了天海达工程附近海域的三维潮流和泥沙输移模型,预测分析了天海达工程建设后对附近海域水动力和地形冲淤的影响。结果表明工程建设后对其西侧潮流影响较大,东侧与南侧影响较小,且随着距离的增加,影响程度减小,在距离工程1200 m以外海域流速相对变化值大约在8%以内;工程建设前后,静风条件下,工程附近海域地形变化趋势基本一致,但由于岸线的改变,工程东西两侧500m范围内近岸海域淤积程度增大,淤积增大幅度范围为0.05～0.1 cm/a。     

养马岛连陆海堤对沉积动力环境的影响

运用水动力和泥沙输运数学模型模拟了养马岛连陆海堤拆除前后的水动力变化以及海底冲淤演变状况。通过对连陆海堤拆除前和后的流场比较,可知连陆海堤拆除后养马岛南部海域流速加大,可达20 cm/a,水流畅通,水体交换能力获得明显的改善;海底蚀淤模拟结果表明,养马岛南部海域淤积情况明显减弱,最大淤积速率仅为1 cm/a,东南侧海域发生侵蚀,最大侵蚀速率为5 cm/a,东侧海域发生普遍淤积,淤积速率在1~5 cm/a之间。连陆海堤拆除后养马岛南部海域海洋环境会得到明显改善。     

石岛海域潮流通道及岬湾的泥沙动力机制研究

石岛海域潮流通道的动力条件强劲,潮流通道向岸一侧的黑泥湾敞开性高,波浪作用明显,水道、岬湾底质类型包含砾石、砂、粉砂、淤泥各种类型,因而泥沙运动具有特殊性。基于FVCOM的泥沙模块,采用拟合希尔兹曲线改良模型的泥沙起动条件,同时采用多组分泥沙百分含量分布来反映不同地区的底质类型,研究黑泥湾海域夏季泥沙运动规律。模型参数采用2010年沉积物粒度分析资料率定,潮汐、潮流、波浪、悬沙模型采用2006年观测资料及遥感图验证,冲淤模型采用1980—2006年测深资料进行趋势比对。结果显示,黑泥湾整体呈弱侵蚀状态,潮流通道西侧出现N—S向带状侵蚀区,半月潮周期内最大冲刷深度3.5mm。潮流通道水动力条件强,但沉积物成分较粗,侵蚀较弱。镆铘岛东侧近岸海域冲淤变化复杂,冲刷或淤积趋势交替占据优势,半月潮周期内,潮差高于1.4m时潮流较强,冲刷为主导趋势,潮差下降后,非本地起动的泥沙逐渐在此淤积,淤积为主导趋势。     

江苏辐射沙洲海上风电场海床稳定分析——以大丰(H7)200MW海上风电场为例

以大丰(H7)200 MW海上风电场工程为例,分析了风电场所在的辐射沙洲海域在不同年份的海床地形变化特征,结果表明:风电场南北两侧的浅滩地形自然变化剧烈,以冲刷为主;同时建立了平面二维水动力数学模型,模拟计算了工程建设前后的潮流场,并利用经验公式估算了工程建设引起的海床冲淤变化,结果表明:风电场区建设后,桩基两侧垂直于涨落潮流方向有微弱冲刷。工程建设对海床的冲淤影响比较有限,但由于风机所在海床以冲刷为主,故建议加强对风机桩基的防冲保护。     

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。     

江苏辐射沙洲海上风电场海床稳定分析

以大丰（Ｈ７）２００ ＭＷ 海上风电场工程为例,分析了风电场所在的辐射沙洲海域在不同年份的海床地形变化特征,结果表明：风电场南北两侧的浅滩地形自然变化剧烈,以冲刷为主;同时建立了平面二维水动力数学模型,模拟计算了工程建设前后的潮流场,并利用经验公式估算了工程建设引起的海床冲淤变化,结果表明：风电场区建设后,桩基两侧垂直于涨落潮流方向有微弱冲刷。工程建设对海床的冲淤影响比较有限,但由于风机所在海床以冲刷为主,故建议加强对风机桩基的防冲保护。     

胶州湾大桥建设前后湾内泥沙冲淤数值模拟

本研究通过对胶州湾大桥建成前后湾内泥沙冲淤情况进行模拟。探讨了典型时刻胶州湾大桥附近海域的海流流速和流向情况。对比胶州湾大桥建成前湾内的流场模拟结果可知,胶州湾大桥的建设对胶州湾内整体的海流流态影响较小。胶州湾大桥的建设对胶州湾水动力的改变主要在桥墩建设附近海域。通过大桥建设前后冲淤数值模拟结果可知,工程前后工程附近冲淤趋势基本一致,只是在大桥桥墩附近出现冲淤变化较大的情况,表现为在桥墩的南北两侧出现较大桥建设前淤积加强区,在桥墩的东西两侧出现冲刷加强区,在通航孔桥墩跨度较大的海域,冲刷强度增大比较明显。     

防波堤建设对海底泥沙冲淤环境影响研究

以烟台八角海域为例,分别采用数值模拟计算与实测值对比两种方式分析评价防波堤建设对海底冲淤变化的影响。研究结果表明,防波堤建设导致研究区海底沉积物由原来的平衡状态转变为"浅水冲深水淤"的态势,冲刷及淤积速率均为0~0.06m/a。除构筑物附近等边界区域外,模型计算结果与实测泥沙运移趋势基本一致。     

广东湛江外罗海域水沙环境及岸滩演变

依据不同时期地形资料,对广东湛江外罗海域海床的岸滩冲淤变化进行了分析,并结合水文泥沙资料探讨了冲淤变化原因和发展趋势,结果显示:1多年来整个研究海域地形有冲有淤,总体上冲刷范围大于淤积范围;2从2个时期(40年长期和6年短期)该海域冲刷来看,在自然状态下,经过长期的冲刷和恢复作用,研究海域最大冲刷深度应该在5.0m左右;3强风和台风引起的波浪对海岸和海底侵蚀、堆积影响很大,是地形塑造的主要因素,正常天气下的风浪流起到一个地形恢复的作用,但往往难以恢复到原来的状态,造成一定的冲刷和堆积;4在现有动力泥沙环境没有大的变化的情况下,这种中长期尺度的最大冲刷趋势仍将延续该发展趋势。     

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。     

象山港航道冲淤变化初步分析

利用象山港海湾不同年份的水深地形资料,运用GIS技术采用航道轴线剖面水深地形叠加对比和海床平面冲淤计算相结合的方法,应用以往水文泥沙等资料综合分析象山港航道区域的冲淤变化。结果表明40a来象山港航道区域总体冲淤基本平衡,大致以双德山附近海域为界,以东牛鼻山浅段和西屿山-双德山深段两区段以微淤为主,平均厚度分别为0.08~0.24m和0.51~0.58m,并具有缓慢淤积的趋势;以西的浅段和深段则以微冲为主,平均厚度为0.32~0.62m,并具有轻微冲刷的趋势。     

洋山深水港海域多年来海床冲淤变化及其影响因素分析

海床冲淤变化对港口与航道工程建设非常重要。由于泥沙供给、人类活动和其他等因素的影响,海床冲淤变化非常复杂。洋山深水港是一个新兴的深水港口,是上海国际航运中心重要的组成部分,它的建设引起了各方的广泛关注。目前,洋山水深港一、二、三期港区在潮流运动和定期疏浚下保持着良好的水深。四期港区工程是世界上最大的全自动化深水码头,2017年12月以开港运行。本论文基于大量的地形资料、水文泥沙资料,分析了整个洋山深水港多年来的海床冲淤变化和近期四期工程海域海床冲淤变化。结果显示：1998-2010年整个洋山港区海床冲淤变化表现为较大幅度的冲淤,在洋山主通道内呈现为"南淤北冲"的格局,但是颗珠山汊道一直以来均表现冲刷的趋势;四期港区水域近一些年来也表现为一个冲刷的趋势,多年年均冲刷幅度0.7m左右;讨论了外界泥沙供给、港口工程陆域边界封堵、港池疏浚和由此带来的水流的变化以及泥沙水力特性等因素的对洋山港海域海床冲淤变化的影响,在众多因素中,颗珠山汊道的存在（或保留）对洋山西部水域或四期港区水域冲刷有着积极的作用,它的存在所产生的落潮作用对四期港区的水深维护起到重要的正面影响。     

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。     

崎岖列岛海区水沙特征及近期冲淤演变

利用1999年冬季水文泥沙观测资料,分析了崎岖列岛海区冬季水动力条件及悬沙特征;根据1998,2004,2005和2006年水下地形资料,计算了该海区冲淤量及冲淤速率,探讨了研究区域近年来冲淤演变的特征及规律,得出最近8年来海区总体呈冲蚀状态、岛链峡道西部水城和岛闻汉道出现淤积的状况,出现这一状况的原因主要与长江入海泥沙减少和洋山港工程有关。洋山港堵汉工程改变了局部水动力环境,造成岛链峡道西部水域和岛间汊道的冲淤变化;长江入海泥沙减少和长江口、杭州湾大片围垦截沙,削减了对崎岖列岛海区的泥沙补给,导致了海区总体呈冲刷趋势。     

金塘水道冲淤变化分析

利用1935年、1962年、1987年和2004年4个典型年份的水深地形资料,通过建立这些年份金塘水道的数字高程模型,定量计算了不同时段海床平面冲淤和特征等深线位移的变化,并结合实测水文泥沙资料和南北两岸的水利水运工程布局,初步分析了冲淤变化的原因。结果表明,在1935—2004年的69年中,金塘水道的海床平面整体上以轻微冲刷为主,冲刷速率为2.3 em/a,而潮滩则表现为不断淤涨;水道冲淤在不同时段存在一定的差异,呈现由冲刷转向淤积的调整趋势,这种趋势可认为人为因素的作用大于自然环境因素的作用。