防城港“拦门沙”航道泥沙冲淤变化规律的研究

防城港位于防城湾内。在湾口,由于“拦门沙”的横亘,致使航道形成水深仅为三米的浅水段(见图1),妨碍一定吨位船舶的通航,需要进行开挖。但开挖后,航道能否维持所需水深,则是建港工程所关注的问题。在经过一定工作以后,对该段航道进行了一次试挖(我们称为试挖段)。本文仅据部分实测资     

防城港拦门沙航道的泥沙来源及冲淤规律的研究

防城港位于广西壮族自治区的南部,北部弯的顶部,它是我国南方新建的万旽级重要港口。该港在开发过程中遇到的关键问题之一是外航道有拦门沙,水深只有3.2m,拦门沙开挖以后是否会出现泥沙淤积影响正常通航，对此必须作出科学预测。中国科学院海洋研究所受交通部委托,与交通部广州航道局和广西交通局勘察设计院等单位协作,于1974年至1978年进行了系统的调查研究,并先后提出了《踏勘报告》和《调査研究报告》。根据我们对地质地貌的历史演变、泥沙来源及泥沙运动规律的研究，推测拦门沙开挖后泥沙洄淤量不大,开发前景良好,为该港的建设提供了科学依据。经过将近三年的实践检验,结论基本上符合事实。本文即是在上述报告的基础上撰写的。     

防城港拦门沙航道稳定因素的分析

本文从泥沙、波浪和潮流三个方面分析了防城港拦门沙航道的稳定性问题。在上述三个因素中,潮流为主导因素。     

GIS支持下的长江口拦门沙泥沙冲淤定量计算

依据1842～1997年10幅不同年代的长江口海图资料,利用地理信息系统和数字化仪进行处理,建立不同时期的长江口水下数字高程模型,以此作为基础资料,实现了从横剖面、深泓线纵剖面、平面变化等不同角度对长江口拦门沙地区滩槽演变、岸线侵蚀、沙岛形成与变迁等进行研究.通过计算河槽容积,实现了对不同时段泥沙冲淤量的计算.结果表明,155a来拦门沙总的趋势是不断淤积,但不同时期淤积速度大不一样,个别时期甚至会发生一定程度的冲刷,这主要与动力条件的波动有关.1842～1997年,共淤积泥沙38.10亿t,平均每年淤积0.246亿t,约占长江来沙的5%,年均淤厚为1.1cm泥沙淤积部位主要在九段沙、横沙及横沙东滩、崇明东滩三处.发生冲刷的范围较小,仅占总面积的21.4%,主要在北槽,北港上段和南槽局部也有轻微的冲刷发生.     

广利河口拦门沙的沉积特征与冲淤过程的研究

为给广利河口航道的建设提供科学依据,通过对研究区现场调查,查明了广利河口拦门沙水动力特征、海底地形、底质特征和地层垂向分布特征。在进行沉积物分析与历史资料对比分析的基础上,探讨了拦门沙体的沉积特征和冲淤过程。分析认为,广利河口拦门沙是在浅海-潮坪基础上接受广利河、支脉河和溢洪河携运泥沙堆积而成,海岸滩涂沉积物和黄河口水下岸坡物质对拦门沙的发育也产生了一定的影响。在河流和海洋动力作用的改造下,现在拦门沙基本进入冲淤平衡时期。但近期由于人工因素的影响,拦门沙顶出现暂时的淤积。研究结果还表明：拦门沙体北侧水动力作用明显强于南侧,航道设计为东偏南较好。     

潮汐通道口拦门沙航道的淤积计算

本文采用预报公式结合数学模型计算了华南W港拦门沙航道开挖和大台风过后悬沙和底沙的淤积量。计算结果得到与W港相类似港口实测资料验证。符合程度较好。     

广利港口拦门沙航道开挖后淤积强度预测

广利港口拦门沙的发育使得对航道疏浚的要求日益迫切，而疏浚后海底地形的改变会导致水动力条件的变化而产生泥沙回淤。本文利用已得的数据资料以及数值模拟后的数据资料进行了回淤强度的预算，并据此对航道疏浚后每年的清淤量提出了合理的建议。     

河口拦门沙航道整治方案及效果研究

在分析射阳港拦门沙航道一期整治工程建设后航道回淤特征的基础上,通过潮流泥沙数学模型分析研究了二期不同整治方案建设后的水流、含沙量及淤积分布特征,论证了不同方案的整治效果。研究表明:现状条件下由于导堤为潜堤,受越堤水流、口门回流等影响,一期工程建设后航道沿程普遍淤积。在一期导堤的基础上将导堤加高后有利于减小口门段航道淤积;将导堤延长后,淤积最严重的部位年淤强度有所减小,但在新的口门附近航道淤积仍然较严重;将口门宽度缩窄后,口门附近的淤积强度有所减小,但幅度有限;在航道内增加丁坝后,口门段泥沙淤积强度有所减小,但对改善中段航道淤积有限。     

长江口拦门沙深水入海航道整治工程的研究

随着国民经济的发展和上海浦东新开发区的发展，长江口深水入海航道的选择与治理，已越来越多地引起人们的关注，长江口深水入海航道的选择基本上可以分为避开拦门沙和不避开拦门沙两类。本文根据长江河口的发育模式、河口延伸、汊道演变的规律、汊道的形态与水力条件，提出长江口拦门沙深水入海航道整治规划，近期以北槽－８ｍ航槽为宜，远期可逐步开发至－１２．５ｍ     

黄河口减沙与流路稳定

黄河口的减沙与水资源利用是稳定黄河流路的重要措施。入海流路的选择是确保油田开发、港口建设和防灾的重要工作。加强河口港湾和河口治理工程的研究是解决黄河口治理的关键工程。     

汕头港外拦江沙及其航道段泥沙洄淤的物质来源与疏浚量的估算

本文主要讨论了汕头港外拦江沙及其航道洄淤的物质来源。认为外拦江沙的形成和消长,与新津溪输出泥沙以及该处的海洋动力因素的作用密切相关。外拦江沙的物质来源主要是新津溪的入海泥沙,而对浚深航道来说,待狎金浅滩的泥沙本身就是它的直接物质来源。外拦江沙在自然状况下处于准动态平衡,淤积缓慢,但一经浚深,便会出现严重的淤积。为维持—5.5m以下的航道,估计洄淤疏浚量最大为50—60×10~4m~3a。     

长江径流变化对南港盐水入侵影响分析

根据长江大通站长系列流量资料，按不同频率把枯季流量划分为丰，平，枯，特枯四类，并与吴淞，高桥氯化物进行对比分析，表明南港河段每年受到盐水入侵的影响，但入侵强度各年相差甚远，主要受控于径流量的丰竭，三峡工作兴建后对长江口咸潮影响，既有不利的一面，又有有利的一面，建议水库调蓄方式根据实际情况调整。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后期老龙沟深槽的地形演化趋势

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后的初期,老龙沟深槽以淤积为主;中期则由于从海底大规模的取土填海造地及局部的沿沟挖沙引起了老龙沟深槽的加深;通过对2008年10月和2011年10月3个横切老龙沟深槽剖面的测深资料的对比分析,发现曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道的后期(2009年以来)老龙沟深槽还是以淤积为主。这可能是随着曹妃甸工程主要填海阶段的逐渐结束,从海底取土数量的逐渐减少甚至停止,在浅滩潮道仍然没有开通的情况下,老龙沟深槽必然又恢复了淤积。研究成果进一步证实了笔者提出的阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。因此,有必要再开通浅滩潮道,使原来的潮流系统尽量得到一定程度的恢复,以减轻老龙沟深槽的淤积和保护海洋环境。     

长江口南支-南港沙波的稳定域

1997年枯季和1998年特大洪水后期,在长江口南支一南港用直读式海流计和Endeco／YSI Inc．174SSM流速仪定点测量近底和表层流速大小和方向,并采集床面泥沙样品经室内分析得到底沙粒径,用声学测深仪和Ultra Electronics旁侧声纳仪走航测量床面形态。结果表明：1)枯、洪季时落潮流近底和表层流速比涨潮流流速大,落潮流周期比涨潮流周期长,且洪季落潮流表层流速大于枯季时,洪季落潮流周期比枯季时长;2)床面泥沙枯季时为粗粉砂至极细砂,而洪季时为极细砂至细砂;3)枯、洪季床面上的沙波形态受落潮流控制,波高与波长之比值以及背流面坡度较小,洪季时沙波波高比枯季时高,波长比枯季时长。显然,长江口南支-南港落、涨潮流和床面泥沙粒径及沙波形态的特征均与季节性变化的径流有关。此外,在Van den Berg and Van Gelder(1993)底形稳定相图中,作者提出了一个新的沙纹与沙波间的转化边界。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道初期老龙沟深槽的地形变化

通过研究1992、1997、2006年的测深资料,对比分析了横切老龙沟深槽口门处的地形横剖面和大致沿老龙沟深槽轴线的地形纵剖面,可知在此期间深槽内的水深有变浅和淤积的趋势。总体看来,老龙沟深槽的淤积厚度在0.61~4.8 m之间,并且老龙沟深槽轴线也有自东向西迁移的趋势。自2004年曹妃甸填海工程的通岛公路阻断浅滩潮道后,使老龙沟深槽内的潮流流量和流速减小,是引起老龙沟深槽内的水深变浅和淤积的主要原因。淤积可能主要发生在通岛公路阻断浅滩潮道后的初期即2004-2006年期间。该研究结果也证实了我们阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。