人工岛对沙质海岸动力泥沙环境及岸滩冲淤演变的影响研究

基于历史海图、历史时期卫星遥感影像、2019年实测水下地形和潮流、波浪数值模拟成果,研究该海域岸滩的发育演变背景、海床和岸线自然冲淤动态、动力泥沙环境及岸滩冲淤动力机制。采用LITLINE岸线演变数学模型,模拟计算了不同离岸距离和不同平面形态人工岛布置型式对近岸岸线变形的影响,岸滩泥沙动力机制和岸滩演变趋势表明,人工岛实施后近岸最大潮流流速小于近岸泥沙起动流速,不具备起动近岸岸滩泥沙的基本条件; SSE向波浪作用时,人工岛西北侧波高明显减弱,波向西偏; S向波浪作用时,人工岛北侧波高明显减弱; SSW向波浪作用时,人工岛东北侧波高明显减弱,波浪传播方向东偏;波浪场改变后人工岛掩护区东西两侧岸滩附近泥沙分别具有向东和向西运移至人工岛掩护区的趋势,形成掩护区的淤积和东西两侧岸线冲刷。     

鳌山湾水动力环境及泥沙运动特征研究

文章通过对鳌山湾波浪及海流资料的深入分析,对区域水动力环境形成较为系统的认识.通过现场水域悬沙观测资料、沉积物取样及粒度分析资料,结合区域水动力资料,对鳌山湾及周边区域泥沙运动趋势进行分析预测.研究结果表明:鳌山湾具有较长的深水岸线,岸滩稳定,泥沙来源少,有岬角掩护和一定范围较为平坦的后方陆域,具备建设深水大港的条件.     

琼州海峡南岸海岸动力地貌研究

岬湾相间的琼州海峡南岸在海岸动力条件作用下,岸滩发生侵蚀或堆积,特别是南岸中部的南渡江三角洲沿岸岸滩演变剧烈。该文从海岸动力地貌的角度,对琼州海峡南岸的海岸动力特征、泥沙运动以及岸滩演变进行分析。根据海峡南部三维潮流场数值模拟结果,结合经验公式初步分析潮流引起的泥沙运移速率和方向,得到岸外水域总的泥沙运移趋势为从西向东。根据波浪动力计算分析沿岸泥沙运移,探讨沙质岸滩的地貌演变之间的关系,得出海峡南     

龙口湾水动力特征及其对人工岛群建设的响应

基于龙口湾及附近海域的水文实测资料,利用Mike21数学模型模拟了人工岛建设前后的潮流、波浪、纳潮量及水交换率等水动力特征,探讨了人工岛群建设对龙口湾水动力环境的影响。结果表明,人工岛建设显著改变了龙口湾潮流场特征及水体运动路径,湾内受到人工岛的阻挡,流速普遍减小,局部区域潮流运动形式由往复流变为旋转流,流向变化较大,余流形成多个涡旋;湾外由于堤头挑流作用导致局部区域流速增大且余流流速增大,潮流运动形式未发生明显改变。受人工岛的掩蔽作用,人工岛及附近区域的波浪有效波高普遍减小。龙口湾潮位出现北部最大潮差变小、南部最大潮差增大的格局,壅水作用导致人工岛内部水道潮差变化明显。人工岛建设直接占据了龙口湾海域面积,导致其纳潮量明显减小,水交换率呈现南部和北部增大、人工岛北侧以及内部水道减小的特征,人工岛造成的水动力环境的改变是影响水交换率变化的主要原因。人工岛群建设导致龙口湾内的潮流、波浪、纳潮量以及水交换等水动力特征减弱,是引起龙口湾水动力条件变化的根本因素。     

琼州海峡南岸海岸动力地貌研究

岬湾相间的琼州海峡南岸在海岸动力条件作用下,岸滩发生侵蚀或堆积,特别是南岸中部的南渡江三角洲沿岸岸滩演变剧烈。该文从海岸动力地貌的角度,对琼州海峡南岸的海岸动力特征、泥沙运动以及岸滩演变进行分析。根据海峡南部三维潮流场数值模拟结果,结合经验公式初步分析潮流引起的泥沙运移速率和方向,得到岸外水域总的泥沙运移趋势为从西向东。根据波浪动力计算分析沿岸泥沙运移,探讨沙质岸滩的动态与地貌演变之间的关系,得出海峡南岸海岸地貌演变与盛行的NE和NNE向风浪有密切关系,岸滩的演变过程主要受制于这两个方向的风浪及其引起的泥沙沿岸运移。     

DELFT 3D在离岸人工岛建设中的应用——以海南岛万宁日月湾人工岛为例

离岸建设人工岛是围填海的重要方式之一。人工岛的建设势必改变工程区的水动力条件、泥沙输运格局与海岸演变状况。选取合理的平面布置方案,减少工程建设对海岸环境的负面影响,是人工岛建设能否成功的关键因素。以海南岛万宁日月湾人工岛建设为例,利用DELFT 3D模型系统,研究原场与不同平面布置方案后的波浪传播、波生流、泥沙输运与岸滩演变,探讨不同人工岛方案岛后形成连岛坝(Tombolo)或突出体(Salient)的可能性及泥沙淤积体积的大小,分析不同方案的优劣。研究表明,不同人工岛方案因为其大小、离岸距离及所处位置的差异,对岛后的波浪传播、波生流、泥沙输运与地形冲淤演变产生不同的影响。人工岛离岸距离越远、所处位置水深越大,人工岛在波峰线上的投影长度越短,形成连岛坝的可能性越小。     

运用DSAS和SMC分析人工岛建设对岸线变化的影响

海南岛东郊椰林人工岛建设于砂质海岸外,对海岸线变化有非常大的影响。选取5景遥感影像,运用DSAS数字岸线分析系统分析人工岛建设前后岸线变化,同时利用SMC模拟系统分析人工岛建设前后水动力变化情况,用于分析研究泥沙运移趋势。结果表明人工岛建设后,该海岸西段人工岛与陆地之间海域波浪场明显减弱,而沿岸流则由人工岛建设前的自东向西,变为人工岛建设后后两股沿岸流在岛体后方相汇,利于此处泥沙堆积。通过岸线变化分析,人工岛建设之后西段岸线受人工岛的遮蔽由侵蚀转变为淤积,最大淤积速率可达70m/a,形成现在向海凸出沙嘴,最终将演化为连岛沙坝,东段岸线接受不到岛体的庇护则仍表现为侵蚀状态。     

人工岛影响下的海滩修复对策研究——以海口西海岸为例

人工岛建设在缓解滨海人地矛盾的同时带来新的环境问题。本研究聚焦人工岛建设引起的岸滩侵蚀与泥沙分配失衡问题,以海口西海岸为例,建立GENESIS岸线演变模型,探讨人工岛影响下的海滩地貌演化机制,并在此基础上提出“循环养护”的海滩修复对策。主要研究结论为:①海口湾南海明珠人工岛对邻近海滩的影响以“岛后方淤积、两侧侵蚀”为显著特征,且两侧侵蚀热点区的响应幅度存在明显差异。五源河口至新国宾馆岸段侵蚀更为强烈的主导因素为物源匮乏与岸线形态外凸。②通过人工补沙与循环养护相结合的生态修复措施,可实现岸滩泥沙的合理分配与地貌的动态平衡,有效缓解人工岛引起的海岸侵蚀问题。本研究成果可为国内相似类型海岸的岸滩修复提供良好的借鉴意义。     

冬季波浪与人工岛联合作用下日月湾海滩冲淤演变特征

人工岛作为一种新兴的海岸工程, 它的建设所引起的岸滩冲淤和防护问题日益受到人们的关注。本文以海南万宁市日月湾人工岛为例, 通过4期实测海滩剖面数据和多时相遥感影像, 分析了冬季波浪与人工岛联合作用对日月湾海滩冲淤变化的影响, 并结合海区波况, 探究了海滩冲淤变化机理。研究表明, 日月湾海区冬半年的平均有效波高与波浪周期明显强于夏半年, 且波浪强度整体上呈现逐年上升的趋势, 但在人工岛建设前后变化幅度较小; 人工岛建设对海滩地貌变化有强烈影响, 海滩呈现出岛后淤积而两侧侵蚀的显著特征, 岛影区海滩不断淤积, 岸线向海淤进达200m, 甚至可能与人工岛相连形成连岛沙坝, 人工岛后两侧海滩侵蚀, 岸线向陆一侧蚀退最大距离达50m; 海滩在冬季波浪和人工岛共同影响下, 岸滩自北向南依次表现为稳定、侵蚀、淤积、相对稳定、略有侵蚀或淤积、侵蚀、淤积的冲淤变化特征。     

淤泥质岸滩侵蚀堆积动力机制及剖面模式──以连云港地区淤泥质海岸为例Ⅰ.波浪和潮流

本文以江苏北部连云港地区(北起海州湾湾顶,南至废黄河口)同时存在的侵蚀和堆积两种淤泥质岸滩类型为研究对象,对近岸波浪和潮流的作用特征进行了定量的分析,给出了近岸波浪的分布特征,建立了两种岸滩上波浪的衰减模式,得到了波浪和潮流底切力在不同岸滩上的时空分布规律.由此指出在侵蚀型岸段,波浪是岸滩侵蚀的主要动力因子,潮流主要起运移扩散泥沙的作用;在堆积型岸段,潮流则是岸滩塑造的主要动力,波浪作用退居次要地位.     

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。     

南渡江三角洲海岸泥沙纵向运移与岸滩演变的响应

南渡三角洲沿岸在盛行ＮＮＥ向波浪等动力条件的作用下,泥沙产生纵向运移,岸滩遭受侵蚀或堆积,岸滩演变剧烈。本文利用基于网格的波注折射绕射模型,分析南渡江三角洲海岸波浪动力过程、破波带波能与辐射应力分布及其引起的沿岸泥沙纵向运称。浴海岸动力学地貌的角度,通过三角洲沿岸波浪动力特征、泥沙运动的分析,探讨沙质岸滩的动态与地貌演变。     

雷州湾建港条件分析

为评价雷州湾建港条件,结合现场勘测资料和实际调查资料,分析了雷州湾的水域环境、气象、水文、泥沙、岸滩演变和地质等条件,认为雷州湾具有水域开阔、水深良好、波浪掩护条件较好、潮流不大、泥沙淤积轻微、岸滩稳定等特点,得出雷州湾具有良好建港条件的研究结论.     

连云港吹泥区岸滩自然冲淤及吹泥条件下海滩演变的观测分析

连云港新建吹泥站工程为淤泥质海滩演变提供了研究实例。观测表明,波浪是造成淤泥质岸滩冲刷的主要动力,而潮流的扩散是泥沙运移的主要动力。海滩演变主要发生在经常性破波作用范围(-3m等深线)以内。淤泥质岸滩剖面的变化与近岸泥沙供应及横向水动力强度分布有关,后者用波浪和潮流底切力表达。本文对此作了定性分析并对海滩冲淤进行了计算,结果与吹泥条件下海滩演变的观测一致。     

人工岛群分阶段建设对附近水沙环境影响的数值研究

以龙口湾正在兴建的龙口人工岛群和招远人工岛群为例,利用MIKE21软件建立龙口湾人工岛群附近海域水沙数学模型。在模型经过实测资料验证的基础上,设计了两大人工岛群整体建设和间隔期不同的分期建设方案,模拟不同方案对龙口湾潮流变化和海底冲淤演变的影响。结果表明,间隔期为9 a的分期建设方案中人工岛群水道内流速较大,周围海域泥沙运动相对稳定,确定为优选方案。     

淤泥质岸滩侵蚀堆积动力机制及剖面模式──以连云港地区淤泥质海岸为例Ⅰ

本文以江苏北部连云港地区（北起海州湾湾顶，南至废黄河口）同时存在的侵蚀和堆积两种淤泥质岸滩类型为研究对象，对近岸波浪和潮流的作用特征进行了定量的分析，给出了近岸波浪的分布特征，建立了两种岸滩上波浪的衰减模式，得到了波浪和潮流底切力在不同岸滩上的时空分布规律。由此指出在侵蚀型岸段，波浪是岸滩侵蚀的主要动力因子，潮流主要起运移扩散泥沙的作用；在堆积型岸段，潮流则是岸滩塑造的主要动力，波浪作用退居次要地位。     

招远砂质海岸岸滩演化特征CSCD

基于表层沉积物、卫星影像和水深地形等资料,结合岸滩演化数学模型、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。     

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,结合岸滩演化数学模型、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。     

粤东南澳岛青澳海滩侵蚀退化风险评价及其安全调控

分析了南澳岛海滩资源储量、空间分布及其开发利用现状,开展海岛海滩侵蚀风险评价,选择青澳海滩开展岸滩及其海湾海床地形、沉积物、动力泥沙调查,分析探讨了青澳海滩泥沙动力沉积特征,灾变退化过程机制,并从海滩稳定性和游客安全角度给出安全调控建议。结果表明:1)南澳岛海滩资源储量与侵蚀风险区域分异特征明显,其中青澳海滩旅游活动频繁、开发强度大,侵蚀退化风险等级高,人为破坏干扰抑制滩海泥沙交换,无序无度占滩开发与利用破坏了海滩自然演化进程,短期过量旅游活动加速海滩侵蚀退化进程;2)青澳湾沉积物以粗粒砂为主,沙源供给不足,不同岸段岸线进退与岸滩蚀淤与海滩方位、波浪动力强度强弱关系密切,具有明显的纵向沉积地貌分带特征。湾内落潮优势流(SE)优于涨潮(NW),对泥沙输运进入湾内具有抑制作用,潮周期海湾泥沙自湾内向湾外输运,泥沙以外输为主单宽输沙为3 400 t;3)青澳海滩存在严重的"无序占滩建筑,污水肆意排放,管理不规范"等问题,监测评价亦表明侵蚀退化风险巨大,游客安全面临着风险隐患,建议青澳海滩实行以生态化养护开发和"游客为中心"为理念的安全调控措施,设立红线及安全标示。该研究为岛礁生态建设、海岛保护及修复提供科学依据。     

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。