黄河口搬运泥沙的动力条件

黄河口滨海区动力条件及其对泥沙的搬运作用，一直是河口研究的热点，也是河口治理中遇到的关键问题，本文根据国内外多年研究成果，对黄河口搬运泥沙的动力条件进行了总结，并针对目前的黄河口状况提出了简浅的治理建议。     

黄河口最大浑浊带特征及其时空演变

根据汛期黄河口多船同步水文泥沙实测资料,对黄河口最大浑浊带特征及其时空演变进行研究,得出汛期黄河口最大浑浊带在整个潮周期始终存在,其含沙量和范围形态受潮相的控制,在落急和落平时最为发育.文中还探讨了黄河口最大浑浊带的形成机制,指出其形成主要受河流携带大量泥沙、泥沙异重流、河口密度环流及湍流的作用.     

黄河口海港冲淤变化的定量分析与评价

本文通过黄河口海港地形对比分析和定量计算,获得了黄河口迁离港区附近8年后的泥沙侵蚀与淤积重量、净余侵蚀重量(港区泥沙向外输出大于向内输入),蚀淤厚度、侵蚀与淤积速率等工程指标,并圈定了适于建港的侵蚀地貌单元,评价并预测了未来港池的使用价值,从而为黄河口海港的设置和工程布局提供了科学依据,为在大河口建港选址与未来预测开拓了动力地貌学研究的新方向.     

黄河入海径流量与河口沉积物的侵蚀关系

河口地区海水环境变化复杂,岸滩侵蚀严重,入海径流对侵蚀的影响不可忽视.从入海径流量与河口盐度变化的关系入手,主要阐述了海水盐度变化对河口泥沙沉降及泥沙沉降后固结的影响,进而讨论盐度变化对河口沉积物侵蚀的影响,其中,着重对黄河口地区入海径流量与河口沉积物侵蚀的关系进行了探讨;并且概述了黄河口沉积物侵蚀相关的研究情况,指出在黄河三角洲等河口岸滩侵蚀的研究中,可以以盐度等为媒介,把入海径流与沉积物本身联系起来,综合考虑分析岸滩侵蚀机理.     

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.     

现行黄河口海域泥沙冲淤的定量计算及其规律探讨

本文利用现行黄河口海域多年的水深测量资料,用计算机绘制了黄河口冲淤等值线图和冲淤立体图.在此基础上,详细地分析研究了黄河口海域泥沙冲淤变化的规律和特点.从定量的角度,为河口治理及各种海洋工程建设提供了科学依据.     

黄河口滨海区冲淤演变与潮流不对称

涨落潮不对称是河口滨海区流场的重要特征,在泥沙输运和地貌演变过程中扮演着重要的角色。本文基于实测水深地形、沉积物粒度、水文泥沙观测等资料,分析了黄河口滨海区的冲淤变化、泥沙输运和沉积物特征。同时,本文利用Delft 3D模型模拟了黄河口滨海区的流场,并计算了不同条件下涨落潮流速的不对称分布,结合上述分析,探讨了黄河口滨海区冲淤演变的动力机制。结果表明:现行黄河口至莱州湾滨海区相间分布多个淤积和侵蚀中心;黄河口滨海区存在显著的涨落潮流速不对称现象,现行河口外为涨潮优势流分布区,并呈舌状向南部莱州湾方向伸展,而近岸和莱州湾则普遍为落潮主导;黄河口滨海区的冲淤变化很大程度上受涨落潮流速不对称空间分布及涨落潮优势流转换所控制;强北风作用增强和扩展涨潮优势,促使莱州湾淤积和沉积物粗化。     

黄海沿岸河口过程类比

本文通过对黄海沿岸几个主要河口的水文、泥沙和沉积特性的综合研究表明,黄海两岸河口的来水来沙条件和海洋动力条件有显著差异,使两岸的河口处在不同发育阶段,从而形成了不同的河口类型和对黄海沉积作用的不同贡献。长江河口的南移、黄河口的北徙以及一些河口建闸,改变了黄海沉积物冲淤分布的格局,也导致了黄海沉积速率的减缓。     

黄河口最大浑浊带特征及其时空演变

根据汛期黄河口多船同步水文泥沙实测资料,对黄河口最大浑浊特征及其时空演变进行研究,得出汛期黄河口最大浑浊带在整个潮周期始终存在,其含沙量和范围形态受潮相的控制,在落急和落平时最为发育。文中还探讨了黄河口最大浑浊带的形成机制,指出其形成主要受河流携带大量泥沙、泥沙异重流、河口密度环流及湍流的作用。     

基于遥感光谱反射率反演黄河口海域Ⅱ类水体悬浮泥沙浓度模型

依据黄河口海域含沙水体野外实测光谱反射率为参考实验数据,结合水体表面光谱观测数据建立了经验回归模型,从而定量估测黄河口海域水体表层悬浮泥沙质量浓度,最终得出黄河口海域不同年份水体的悬浮泥沙质量浓度图,这对分析河口海岸带冲淤变化过程具有重要的意义。     

黄河口滨外区矿物分布特征及其控制因素探讨

黄河输出的泥沙对渤海沉积,特别是渤海南部的沉积作用产生了极大的影响。黄河入海河道的变迁,改变着沉积物的供给和沉积动力条件,使河口、滨外区的沉积模式变得复杂化。黄河口滨外区沉积物     

黄河清8出汊河口泥沙异重流特征及其时空分布

选用1996年9月5—6日黄河口新口门水文泥沙同步观测资料,采用距离倒数加权插值法(IDW)生成河口泥沙异重流的含沙海水密度、流速和含沙量随时间变化的等值线图。基于此,分析了黄河口泥沙异重流发育形成的时空变化特征,并结合遥感影像和水下地形图进一步探讨了泥沙异重流对河口沉积的影响。研究结果表明,黄河口(新口门)泥沙异重流发育频繁,且其形成时的含沙海水密度与老河口相似;泥沙异重流的空间分布与水下三角洲泥沙堆积体及河口沙嘴的形态存在明显相关,泥沙异重流的存在直接影响河口前缘泥沙的沉积,但对侧缘的影响不大;泥沙异重流形成初期,在低高潮涨潮阶段中的一次较小的涨落潮周期内其形成和消亡过程与潮流的涨落潮周期呈正向对应关系,且在这一时段的涨憩时泥沙异重流的泥沙含量达到最大;流速垂向分布为泥沙异重流形成初期流速小于上层海水流速,且层次分明,随其进一步向深海运动流速呈增大再减小的趋势,至三角洲前缘陡坡段其底层流速大干中上层海水流速。     

黄河口潮滩泥沙絮凝研究

本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44μm之间,平均为95.20μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为G_l=3.76 s^-1。紊动强度低于G_l时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。     

水库调控下黄河口沉积有机碳的分布、来源与输运特征

黄河是全球输沙量最大的河流之一,陆源颗粒有机碳通量高。然而,近年来流域水库调控对黄河下游水文格局和颗粒有机碳输送产生了重要影响,小浪底水库调水调沙时期成为黄河水沙和有机碳入海的关键时段。为揭示水库调控对河口水动力和有机碳分布的影响机制,基于2020年7月调水期和调沙期黄河口的水动力观测结果,结合沉积物有机碳测试结果,研究了水库调控不同阶段下河口沉积物粒度参数和表层沉积物有机碳的时空分布。研究结果表明,水库不同阶段下悬浮颗粒物的物源和主要扩散、沉积区域的变化,使得黄河口表层沉积物的粒度组成特征发生明显变化;在高径流量的调水期期间,粗颗粒泥沙携带颗粒有机碳在河口距离口门12 km范围内大量埋藏,河口区域表层沉积物的有机碳含量相较于调沙期明显偏低。调水期黄河口陆源有机碳主要来自下游河床冲刷,颗粒较粗,调沙期则转变为水库释放的细颗粒有机碳和流域C₃维管植物碎屑。水库调控的不同阶段使得黄河下游河流水动力格局和泥沙运输机制改变,从而引起黄河口沉积有机碳来源和分布的显著变化。因此,人类活动对调节有机碳向海洋的输送及其在近岸海域的分布具有主导性作用。     

黄河口地貌形态演变过程数值模拟

由于黄河口来水来沙量大、变化频繁,黄河河口呈现形态多样和多变的特征。采用数值模拟再现这些特征可以揭示河口地貌形成机理和演化过程。采用计算模拟方法对黄河口动力地貌特征演变过程进行了数值模拟,再现了黄河口的2种地貌形态(双槽单浅滩型和单槽双浅滩型)。模拟采用水深平均水平二维水动力模型、泥沙输运模型以及与地形演变方程相结合的耦合模型。对耦合模型的求解采用了能够捕捉间断解的高精度的WENO差分格式。对黄河口地形演变过程纵向剖面、横向剖面和平面形态的计算结果与实际测量结果进行了比较,讨论了黄河来水来沙、潮流幅值变化对不同地貌形态之间相互转化的影响,并考虑了河口两岸淤长(动边界)对地形计算结果的影响。计算结果表明,可以实现对黄河口地貌演变的模拟预报,且模拟演变趋势与实际观测趋势大致一致,为今后模拟黄河口地貌特征的演变提供计算模型和算例参考。     

现行黄河口海域泥沙冲淤的定量计算及其规律探讨

本文利用现行黄河口海域多年的水深测量资料,用计算机绘制了黄河口冲淤等值线图和冲淤立体图。在此基础上,详细地分析研究了黄河口海域泥沙冲淤变化的规律和特点。从定量的角度,为河口治理及各种海洋工程建设提供了科学依据。     

渤海动力对黄河入海泥沙输移的影响

海洋动力过程对黄河入海泥沙的淤积和扩散具有决定性作用 ,利用三维斜压动力 -泥沙模型分析了黄河口外海域潮流动力变化与黄河入海泥沙淤积、扩散特性之间的响应关系。季节环流以及涨落潮的分布和变化很好地解释了黄河口南北浮泥的形成和消长变化以及黄河入海泥沙向海扩散的机理。结果表明 ,入海泥沙在洪季、枯季和表底层都具有不同的输移特性     

黄河囗演变对河口水化学环境的影响

1855年以来黄河河口已经历了10余次大型改道,1950年以后改道3次。由于黄河口多次改道,尾闾往复摆动,黄河泥沙在河口大面积淤积(占总来沙量的20%),形成了现代黄河三角洲。黄河口的演变对河口海区的理化和生物环境均产生了一定影响。本文主要根据1959年农业部黄海水产研究所等单位1)和1984年中国科学院海洋研究所的调查资料(沈志良等,1989;李全生等,1986;任广法,1987),对黄河口1964年和1976年两次改道给河口海区水化学环境及生物生产力造成的影响作初步讨论。     

调水调沙影响下黄河口泥沙异重流过程

利用黄河干流大型水库进行调水调沙,在短期内将大量沉积物快速输送入海,是河口泥沙异重流触发的重要窗口期。根据2010年调水调沙期间黄河口沉积动力现场观测资料,建立覆盖整个渤海海域的ROMS数学模型,以黄河利津站逐日水沙数据和海域潮汐、风场数据作为模型驱动条件,模拟调水调沙期间的河口泥沙异重流发育过程。模拟结果显示,在没有大风扰动的情况下,河流入海悬沙浓度29.0 kg/m~3时会在河口产生高密度泥沙异重流。黄河冲淡水携带大量悬浮物从河口流出后,与海水迅速混合,在潮流影响下,冲淡水舌随时间由西北向东南偏转,输运至莱州湾西侧。淡水和沉积物主要以表层羽状流和底层异重流形式输运:表层羽状流扩展范围较大,输运路径为河口西北方向-远岸(河口东北区域)-莱州湾西侧;底层异重流扩散范围较小,输运路径为河口西北方向-河口沿岸(东)-莱州湾西侧。河口泥沙异重流生消和水体垂向结构存在周期性变化特征:落潮时段异重流发育较好,水体层化增强;涨潮时段异重流逐渐消亡,水体混合增强。估算出黄河口清水沟清8叉流路主泓区内水体由河口径流、潮汐应变和潮汐搅动引起的势能变化率,其中潮汐应变和潮汐搅动起主导作用,比河口径流引起的势能变化率高出2～3个数量级(102～103)。     

用海底坡降计算探讨黄河口摆动及泥沙运动规律

黄河巨量泥沙入海后,在迳流、潮流、海浪及科氏力等因素的相互作用下,泥沙沉积分布及河口位置摆动都表现为海底地形的坡降变化。行河岸段,泥沙淤积延伸加剧,海底坡降由缓变陡,河口附近浅海0—10米等深线处出现坡降极大值,由此可以判断河口的摆动位置和趋势。而停河岸段被海洋动力冲刷,沉积泥沙再悬浮再搬运,海岸线后退,海底坡降由陡变缓。在科氏力作用下,游荡性的黄河口不断自左向右偏转摆移,从而可知黄河三角洲海岸为不稳定性质的海岸,地形变化激烈,海底坡降始终处于不断调整变化中,直至达到新的动态平衡。