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。     

海口湾人工填海前后冲淤演变数值模拟

为了解近年的人工填海工程主要包括南海明珠项目、葫芦岛、秀英港扩建工程等人工填海工程对海口湾冲淤变化的影响,基于FVCOM海洋数值模型,对研究区人工填海前后潮流场、波浪场及冲淤变化进行了数值模拟。人工填海后,综合各条件下的冲淤情况,海口湾受潮流和波浪共同作用大部分区域处于淤积状态,年淤积量预测值为0.1~1.0m;白沙角等局部区域处于侵蚀状态,年冲刷量预测值为0.1~0.3m;受海口湾人工填海工程的影响,秀英港航道的水动力条件减弱,对通航条件改善有利,需加强航道的水深监测和定时的清淤工作;在南海明珠人工岛南侧波影区泥沙堆积会形成向海的舌状的突出体,其两侧海岸形成侵蚀后退带,需人工补沙等措施以保证岸线稳定。     

温州大门跨海大桥及大、小门岛填海工程实施后流场及冲淤变化的数值研究

于2006年9—10月、2007年4—5月和2007年8—9月对拟建的温州大门跨海大桥及大、小门岛填海工程区的邻近水域进行了3次水文全潮观测,以此实测数据为基础,建立了该区域的水动力数学模型,采用泥沙冲淤变化的半经验半理论公式,对温州大门跨海大桥及大、小门岛填海工程实施后整个工程区水域的大面泥沙冲淤进行了研究,并估算了冲淤幅度。以拟建的温州大门跨海大桥为例进行了分析,水动力数学模型采用DELFT 3D模型和浅水动力N-S方程计算,并应用正交曲线坐标离散技术ADI法求解;采用"改变海底摩擦系数"和"减小过水断面"的方法模拟辅助桥墩的阻水作用,采用"干点"模拟主桥墩的阻水作用。研究结果表明:拟建的温州大门跨海大桥建成后,在全潮时段,该大桥桥位附近的潮位变化范围应为3.0~5.0 cm;该大桥及大、小门岛围堤工程实施5~6 a后,冲淤可达到新的平衡状况,其中,大桥西段浅滩冲淤基本没有受到影响,大桥东段冲刷2.0~3.5 m,大桥主桥孔位置冲刷1.5~2.7 m;该大桥主桥墩上、下游将形成狭长的淤积带。     

基于港城功能协调的港口围填海工程影响研究——以深圳盐田港东作业区正角咀以东围填海工程为例

盐田港是深圳港三大集装箱主体港区之一,为增加港口泊位和用地,提出在东作业区正角咀以东实施围填海工程。因工程区位距城市和主要景区较近,须重点进行港城功能协调性论证。根据已有研究,文章在总结港城冲突主要来源的理论基础上,选取后方陆域用地、集疏运交通、港区景观和后方环境4个影响维度,进行现状分析、规划分析和围填前后对比分析,对围填海规划方案进行综合论证。研究结果表明：围填海工程的港城关系冲突主要集中于后方陆域用地、港区景观和后方环境影响上;港口扩张带来后方陆域用地需求增加,在目前规划条件下难以满足;围填海工程增加大梅沙景区的港口岸线可见长度,港口工业景观和自然滨海景观不相融;港口吞吐量增加导致集疏运交通量增加,虽然交通规划能基本满足运量需求,但有害气体污染将有一定幅度的增加。对此提出3点建议：进一步提升港口作业、存放和中转效率以及后方陆域土地的集约利用水平,加快内陆港建设;进一步开展城市设计工作,重点对港口商务景观区进行景观塑造;改进环保技术,加装环保设备,对机动车尾气进行清洁化处理,加强对尾气排放的环保监管。     

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。     

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。     

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。     

岬湾海岸中人工岛建设对岬角涡旋及海湾地形冲淤的影响——以海南岛铺前湾为例

岬湾海岸中一般在岬角的右侧与左侧（面向大海方向）分别发育顺时针与逆时针涡流。这些涡流的存在对泥沙输运、海底地形演变、污染物扩散等都具有重要影响。而在海洋中岛屿的存在将产生局部的岛后尾流。如岛屿与岬角距离较近,岛后尾流可能与岬角涡旋相互作用,反之则相互影响较小。本文以海南岛铺前湾为例,研究在岬湾海岸中湾口处的人工岛建设对湾内涡旋的影响,并进一步分析人工岛建设对整个海湾海底冲淤变化的效应。本项研究主要采用COAWST模型进行研究。结果表明,大潮期在海湾内发育大范围的顺时针涡旋,小潮期涡旋发育不明显,以东向余流为主。人工岛建设并未影响整个海湾的涡旋结构,但人工岛分隔了湾内顺时针涡旋,且在周围产生局部的逆时针与顺时针涡旋。海底冲淤变化的基本格局为湾内以淤积为主,人工岛建设加强了这种趋势,但在人工岛与岸线之间的狭窄通道内,海底出现冲刷。本项研究对岬湾海岸的科学开发管理具有一定意义。     

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。     

罗源湾多年围填海工程对水动力环境的累积影响研究

由于滩涂开发和临港工业建设的需要,罗源湾内围填海活动频繁,但长期以来多个围填海工程对湾内水动力环境的累积效应十分明显。本研究以围填海累积影响下的罗源湾水动力环境变化为研究对象,通过MIKE 3模型,分析了罗源湾3个典型围填海时期岸线与地形条件下的纳潮量和水交换能力变化。结果表明,多年实施的大量围填海工程对罗源湾的纳潮量和水交换的累积效应显著。1996和2012年的海湾全潮平均纳潮量与1960年代相比,分别减少了约20.59%和28.38%,湾内30d的平均水交换率则分别减少19.17%和21.42%,半交换时间延长了约1.74和2.42d。由此可见,频繁的围填海工程对罗源湾水动力环境的累积影响较大。