近岸流系与长江入海悬浮泥沙输移扩散

通过两年较完整的序列 NOAA/AVHRR 数据和实测含沙量资料,利用考虑近岸Ⅱ类水体大气校正的泥沙定量反演算法,获得了较高精度的河口高浓度泥沙遥感反演模式;利用泥沙浓度分级图和反映流系特征的温度图象,系统分析了长江口悬浮泥沙扩散途径、范围及其与近岸流系的关系。影响长江入海悬浮泥沙扩散的近岸流系主要包括台湾暖流、黄海混合水、苏北沿岸流及浙江沿岸流等。冬季,近岸流系比较稳定,其配置状况在一定程度上影响着苏北沿岸泥沙流向长江口的扩散,并制约着入海悬浮泥沙的扩散途径;洪季,长江入海径流量是影响悬浮泥沙扩散的重要因子。同时,长江冲淡水、浙江沿岸流共同形成的冷水区与台湾暖流水之间锋面的强度,也对悬浮泥沙和冲淡水的扩散方向和范围有重要影响;春、秋两季入海悬浮泥沙的扩散型式分别向夏、冬季的分布格局过渡。此外,风应力显著影响着浑水区的扩散方向和范围。风浪掀沙引起的河口泥沙再悬浮,可使近岸泥沙扩散范围增大。     

基于遥感反演的莱州湾悬沙分布及其沉积动力分析

选用1986-2004年不同时期的LandsatTM/ETM+影像,利用2004年黄河口附近实测数据推导的表层悬浮泥沙浓度反演模型,结合水文气象资料、多年水深数据和极端天气数模结果,研究了莱州湾西南近岸海域表层悬浮泥沙分布特征,结果表明,受黄河丰枯水期的影响,莱州湾西南部海域悬浮泥沙高浓度区主要分布于黄河口附近海域和西南沿岸,其枯水期的覆盖范围一般大于丰水期的。受潮流高流速场控制,黄河口外悬沙浓度高值区与海底泥沙堆积区对应较好,泥沙主要来源于陆源输沙和泥沙再悬浮;在西南近岸浅海区悬沙浓度高值区主要形成于泥沙的再悬浮,在近岸出现轻微冲刷。风等其他海洋动力因素,一般情况下对悬浮泥沙扩散的程度和范围具有一定的影响作用,但悬沙受潮流场影响而形成的总体扩散趋势未发生改变;极端条件下,风暴潮流使莱州湾西南部近岸浅海区的悬浮泥沙浓度显著增加。     

湄洲湾峰尾围垦工程施工期间海水悬浮泥沙输移扩散的数值模拟

围填海工程施工过程导致海域悬浮物迅速增加,影响周围海洋生态系统,研究围填海工程悬浮泥沙的输移扩散规律对于区域生态环境质量及工程建设的综合生态影响评价具有重要的参考意义．针对湄洲湾峰尾围垦工程施工期悬浮泥沙可能造成的生态影响,对爆破挤淤（5．17t／s）和抛石挤淤（1．39kg／s）的悬沙源强进行了分析计算．在工程海区平面二维潮流场数学模型的基础上,采用二维对流扩散数学模型对施工范围内的模型网格点（40m×40m）进行了逐点计算,数值模拟结果表明,悬浮泥沙扩散范围和形态主要受潮流控制,工程施工联合影响下悬沙质量浓度大于10mg／dm3的全潮最大影响包络面积为5．848km2,施工9h后悬沙影响基本消失,为工程施工期环境管理提供了参考依据．施工悬浮泥沙的扩散整体表现为总悬沙质量浓度在离工程区较近的范围内较大,而距离越远质量浓度越接近自然状态的本底含沙量．施工悬浮泥沙对浮游生物、游泳生物和底栖生物等均会产生一定的影响,但随着施工结束而消失,不会对海洋生态产生长期的不利影响．     

罗源湾海洋倾倒区抛泥过程含沙量增量数值模拟

罗源湾及周边海域港口、航道开发利用工程产生大量的疏浚物,为准确掌握罗源湾临时性海洋倾倒区抛泥过程中泥沙运动规律和含沙量增量分布,预测并有效控制倾倒泥沙对倾倒区周边海域环境影响,基于FVCOM数值模式和有限差分理论,建立倾倒区二维潮流动力和悬浮泥沙输移扩散数学模型,分析计算海域潮流动力特征和悬浮泥沙输移扩散情况.经过监测数据率定验证,模型计算结果与实测潮位、潮流过程曲线吻合较好,含沙量曲线与实测值比较接近.利用建立的模型预测倾倒区疏浚泥倾倒过程中含沙量增量及影响范围,倾倒区含沙量本底值为22~58 mg/dm3,单次抛泥7 300 m3时,含沙量增量10 mg/dm3(超一、二类水质标准),扩散距离小于3.5 km,抛泥1 h后含沙量增量基本降至10 mg/dm3以下,6 h后含沙量增量降至1 mg/dm3以下;连续120 d随机点抛放时,含沙量增量100 mg/dm3(超三类水质标准)的包络面积为1.40 km2,主要分布在倾倒区附近0.74 km范围内,含沙量增量10 mg/dm3的包络面积为9.27 km2,最大扩散距离为3.25 km.最后,结合模型预测结果和海域功能区划要求,建议倾倒施工单位选择落潮时段进行倾倒作业,保证在空间和时间方面均匀倾倒,尽量避免或减少对附近的三都澳大黄鱼繁育保护区产生影响.     

莱州湾西南岸海域悬浮泥沙与沉积物粒度分布特征

根据2007年冬季莱州湾西南岸海域沉积物和悬浮泥沙的调查数据,分析了海底表层沉积物与悬浮泥沙的关系,并结合表层沉积物的粒度特征,探讨了该海域泥沙的输运及沉积特征,对海域的泥沙来源进行了初步分析。结果表明,含沙量总体表现出近岸含沙量低,远岸含沙量高,底层含沙量高于表层含沙量,且北部含沙量高于南部的分布特点;底床沉积物呈现带状分布特征,在水动力条件的作用下,粒径由岸向海逐渐变细。结合已有研究资料综合分析认为,淄脉沟以北海域泥沙主要来自于黄河入海泥沙,淄脉沟以南海域受黄河入海泥沙影响较小,主要源于近岸浅滩和海底表层沉积物的再悬浮和搬运。     

连云港地区淤泥质海岸近岸带水体含沙量的横向分布

本文以连云港为例,将淤泥质岸滩泥沙运动归结为二种基本的物理过程:在破波带内,波浪掀沙造成泥沙悬浮;在破波带外,水体含沙量来源于破波带内悬浮泥沙在潮流作用下的扩散运移。从波高的统计分布等出发,按波能法概念提出了破波带内水体含沙量横向分布表达式;破波带被视为无数泥沙扩散线源的迭加,由此建立破波带外水体含沙量横向分布的表达式。由以上两表达式算得的破波带内、外水体含沙量分布与实测结果基本一致。     

钦州湾悬浮泥沙特征

钦州湾由于湾内外特殊的海洋动力、泥沙来源和地形地貌条件,导致海湾悬浮泥沙特性存在较大差异。通过2007年和2010年钦州湾13个站位的实测悬浮泥沙含沙量数据,总结了钦州湾的泥沙来源,分析了钦州湾悬浮泥沙的空间分布特征、运移趋势和输沙能力。研究结果表明,钦州湾泥沙主要来自河流输沙、海向来沙及岸滩侵蚀;水体含沙量最大值空间分布整体表现出"外湾内湾湾颈"的特点,平均值由内湾到外湾逐渐减小;水体垂向平均含沙量最大值出现层位不同,内湾表底层平均含沙量趋于一致,但中层略大,而外湾由表层至底层存在渐进变化;潮流强度、地形特征及泥沙来源是影响悬浮泥沙空间分布的主要因素;悬浮泥沙输运主要受潮流控制,输沙强度呈"湾颈外湾内湾"特点,总体输沙趋势由湾顶向湾外、沿落潮流由北向南输运。     

基于电导率测定海水悬沙含量试验研究

为了寻求一种简单、快速、连续确定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率,建立起了悬浮泥沙含量与电导率之间的关系,并对影响上述关系的因素进行了分析,结果表明,悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系;盐度、颗粒粒径对电导率具有一定的影响,其中盐度的影响最大,颗粒粒径的影响较小。在盐度变化范围有限的高悬沙含量海区,用电导率的方法来实现现场监测悬浮泥沙含量是可行的。     

钦州湾悬浮泥沙特征北大核心CSCD

钦州湾由于湾内外特殊的海洋动力、泥沙来源和地形地貌条件,导致海湾悬浮泥沙特性存在较大差异。通过2007年和2010年钦州湾13个站位的实测悬浮泥沙含沙量数据,总结了钦州湾的泥沙来源,分析了钦州湾悬浮泥沙的空间分布特征、运移趋势和输沙能力。研究结果表明,钦州湾泥沙主要来自河流输沙、海向来沙及岸滩侵蚀;水体含沙量最大值空间分布整体表现出"外湾>内湾>湾颈"的特点,平均值由内湾到外湾逐渐减小;水体垂向平均含沙量最大值出现层位不同,内湾表底层平均含沙量趋于一致,但中层略大,而外湾由表层至底层存在渐进变化;潮流强度、地形特征及泥沙来源是影响悬浮泥沙空间分布的主要因素;悬浮泥沙输运主要受潮流控制,输沙强度呈"湾颈>外湾>内湾"特点,总体输沙趋势由湾顶向湾外、沿落潮流由北向南输运。     

黄河调水调沙期间黄河入海水沙的扩散与通量

以2007年夏季黄河调水调沙期间黄河三角洲海域3断面连续站及渤海南部24个大面站观测的流场、温度、盐度及含沙量资料为依据,分析了调查区水沙扩散特征,计算了各连续站的拉格朗日余流及泥沙输送单宽通量。结果表明,黄河入海泥沙扩散范围非常有限,主要分布在南至莱州湾西南部、北至北纬38°附近离岸约20km以内的带状沿岸区域;但黄河冲淡水出现大面积扩散,覆盖了整个莱州湾的北部和中部,最远可至龙口附近,黄河入海水沙扩散不同步。在现行河口和钓口流路废弃河口存在两个高浓度泥沙中心,分别对应于黄河入海泥沙和废弃钓口流路海域底质再悬浮产生的两个泥沙来源。河口及三角洲近岸切变锋的阻隔及辐聚作用,是大部分黄河入海泥沙沉积在河口及沿岸13m水深以内的主要动力因素。受余流方向及水体垂向湍动较弱的影响,两个高浓度泥沙中心很少有泥沙交换。冲淡水的大面积扩散主要受表层余环流的影响。余流及悬浮泥沙通量计算显示,夏季黄河入海水沙在近岸主要向东北方向扩散。     

悬浮泥沙含量与电导率关系及其影响因素的实验研究

为了寻求一种简单、快速、连续测定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率.前期实验结果已经证明悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系.在此基础上扩大研究范围,并对影响悬浮泥沙含量与电导率关系的因素进行定量分析,结果表明,盐度、温度、颗粒粒径对电导率具有一定...     

基于遥感反演的莱州湾水色变化的多时相分析

悬浮泥沙和叶绿素是海洋水色的重要部分,是反映河口海岸地区生态环境状况的重要指标。本文基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,在不依赖地面实测数据的条件下,结合水文气象数据,利用光谱信息建立水色遥感模型对莱州湾1996—2015年不同时期的悬浮泥沙和叶绿素变化进行研究。研究结果表明:(1)此模型可以快速反演出较大空间尺度内的水色时空分布情况。(2)1996—2015年这一时期内悬浮泥沙浓度变化明显,枯水期的悬浮泥沙扩散范围总体大于丰水期,悬浮泥沙高浓度区主要分布在黄河口附近海域和沿岸区域,泥沙主要来源于陆源输沙和海水中的泥沙再悬浮,悬浮泥沙的扩散主要受潮流的影响,风和波浪等动力因素也在一定程度上影响着悬浮泥沙的扩散;(3)此外,莱州湾叶绿素高浓度区主要分布在莱州湾东—南部海域,其分布具有明显的季节性,春季(5月)海水温度升高,水中营养物质垂直混合好使得叶绿素浓度处于较高态势。     

疏浚土倾倒后悬浮泥沙扩散输移的数值模拟

疏浚土的处置是航道疏浚整治中需要解决的问题.疏浚土在倾倒区倾倒之后,大部分疏浚土会沉积在抛泥区附近,其余泥沙将在抛泥点的局部区域形成高浓度悬沙,在重力、波浪、潮流、风生流等因素作用下扩散输移.建立了平面二维潮流、悬沙浓度增量输移扩散的数学模型,采用有限单元法离散求解,研究了虾峙门口外航道整治工程中疏浚土倾倒后悬浮泥沙在水体中的扩散输移,以此分析抛泥后不同悬沙浓度增量的悬浮泥沙的扩散范围.虾峙门口外外海处设置了1#、2#、3#倾倒区,模型计算结果表明,各悬沙浓度增量的悬浮泥沙扩散最大面积的最小值及包络线面积的最小值均发生在3#倾倒区抛泥的工况,原因在于3#倾倒区位于外海,水深明显大于1#、2#倾倒区,其倾倒区容积最大.可见,在水动力条件相当的情况下,水深条件形成的各倾倒区容积对悬浮泥沙的扩散和输移是有影响的.倾倒区容积越大,对悬浮泥沙扩散和输移越有利.从经济因素来看,疏浚船的运输距离所发生的运费是不可忽略的,疏浚航道至1#、2#倾倒区的距离要短于至3#倾倒区的距离,把疏浚土运至1#和2#倾倒区的运行费用明显低于运至3#倾倒区的运行费.研究结果建议,选择1#和2#倾倒区为疏浚土倾倒区,并根据潮流方向灵活安排施工作业,可将1#倾倒区作为落潮时疏浚土的倾倒区,2#倾倒区作为涨潮时疏浚土的倾倒区.     

爆破挤淤产生的悬浮物输移扩散模拟研究

爆破挤淤是处理淤泥质软基的常用方法,而研究由此产生的悬浮泥沙的输移扩散对于评价施工对工程区水环境的影响有重要意义。在对爆破挤淤产生的悬浮泥沙对水环境影响初步分析的基础上,就防波堤地基爆破挤淤处理产生的悬浮泥沙在波浪、潮流共同作用下的输移扩散过程进行了数值模拟,并对爆破挤淤后悬浮泥沙输移扩散规律进行了探讨,指出爆破挤淤对水域附近的生态环境有一定影响,但影响范围并不大,且持续的时间亦不长。     

悬浮泥沙含量与电导率关系及其影响因素的实验研究

为了寻求一种简单、快速、连续测定悬浮泥沙含量的方法,以高含沙量海区黄河口泥沙为研究对象,利用电导率仪测定了不同悬浮泥沙含量水体的电导率。前期实验结果已经证明悬浮泥沙含量与电导率之间有很好的线性关系。在此基础上扩大研究范围,并对影响悬浮泥沙含量与电导率关系的因素进行定量分析,结果表明,盐度、温度、颗粒粒径对电导率具有一定的影响,其中盐度的影响最大,颗粒粒径的影响最小,几乎可以忽略。在此基础上通过大量的实验数据初步建立起在盐度、温度较大变化范围内电导率与泥沙含量的一般函数关系,为实现海水悬浮泥沙含量的现场电导率原位监测系统提供可靠的数据支持。     

广利港海域悬沙分布及黄河口泥沙扩散对其影响

基于遥感影像资料和实测水文泥沙资料,对广利河口海域悬沙分布特征和黄河口入海泥沙扩散进行了分析研究.结果得出,在一般天气情况下,广利港海域工程海域含沙量比较低(＜0.1 kg/m3),黄河口泥沙向南直接扩散距离为10～20 km,对工程区无直接影响,但是在大风天气下,广利河口附近海域含沙量会增高至0.5 kg/m3以上,黄河口入海泥沙扩散向南可达30～40 km,最远可达小清河口,对工程区则有一定的影响;从广利港海域含沙量、底质特征、冲淤性质上来看,黄河口泥沙扩散对工程区是有限的,造成航道和港池淤积的主要泥沙来源为风浪和潮流作用下就地泥沙的搬运输移;黄河入海泥沙呈减小趋势,黄河改由“清8断面”入海,黄河入海泥沙浑水主轴线与广利港的距离增加,对工程区的影响趋于减小.     

基于波-流耦合模型的珠江口悬浮泥沙数值模拟

为研究珠江口悬浮泥沙输运动力机制,本文发展了一套三维波、流、泥沙耦合数值模型。模型结果与观测数据吻合较好,统计显示模型获得良好的评分分值。利用数值模拟研究了不同强迫（径流,波浪和风）对珠江口中悬浮泥沙的影响。模型结果表明,河口重力环流对珠江口最大浑浊带的发展起着重要作用,特别是在小潮期间。另外,径流的增加可导致泥沙向海输运。底部的悬浮泥沙浓度随着波浪底部轨迹速度和波高的增大而增加。由于西滩水深较浅,波浪对西滩悬浮泥沙的影响大于东槽。西南风引起的波浪对悬沙的影响大于东北风引起的波浪的影响,而东北风致流对悬沙的影响略大于对西南风致流的影响。在其他条件相同情况下,稳定的西南风比稳定的东北风更有利于伶仃洋悬浮泥沙浓度的增加;在稳定的西南风下,伶仃洋平均悬浮泥沙浓度约为稳定东北风下的1.1倍。     

黄河口悬浮泥沙时空动态及其驱动机制

受径流输沙、风浪、潮汐等影响,河口近岸海域悬浮泥沙具有显著的时空变化。本文基于小时分辨率的GOCI遥感影像,利用最优遥感反演算法,结合空间分析和统计方法,深入研究黄河口及邻近海域悬沙时空动态特征及驱动机制。结果表明,径流输沙对悬沙浓度的影响以河口近岸区为主,高径流输沙对悬沙浓度分布影响可达距岸约20 km,并向孤东近岸方向扩散。大风可引起清水沟老河口区泥沙强烈再悬浮,形成高浓度悬沙区。涨落潮对小时尺度的悬沙浓度影响显著,并影响悬沙的南北扩散。大潮悬沙浓度变化和扩散范围均大于小潮,潮流流速不同是造成该差异的主要原因。水深与悬沙浓度之间存在较明显的负相关关系,根据不同驱动因素的差异,悬沙浓度随着水深的增加呈现出指数型、幂函数型、线性3种关系。     

海洋工程施工悬浮物源强及扩散规律研究方法概述

各类海洋工程如码头、航道、海上风电、海底管道管线、填海造陆、防波堤等涉及的抛石、爆破、疏浚、打桩、开沟、吹填溢流等作业环节产生的悬浮物,在水动力作用下输移、扩散,会引起周边海域悬浮泥沙浓度增加,对海洋生态环境产生不利影响。文章对国内施工悬浮泥沙浓度扩散规律研究方法和数值模型中悬浮泥沙源强的选取方法进行了概述和总结,为海洋工程施工过程产生的悬浮泥沙扩散研究提供参考和依据。     

海洋工程施工悬浮泥沙源强及扩散规律研究进展

各类海洋工程如码头、航道、海上风电、海底管道管线、填海造陆、防波堤等涉及的抛石、爆破、疏浚、打桩、开沟、吹填溢流等作业环节产生的悬浮物,在水动力作用下输移、扩散,会引起周边海域悬浮泥沙浓度增加,对海洋生态环境产生不利影响。文章对国内施工悬浮泥沙浓度扩散规律研究方法和数值模型中悬浮泥沙源强的选取方法进行了综述,为海洋工程施工过程产生的悬浮泥沙扩散研究提供参考和依据。