舟山凉潭岛填海工程对水动力及海床演变影响的模拟预测分析

用一个三维(ECOMSED)模式对舟山凉潭岛填海工程前后的潮流场变化进行模拟,做出预测。潮流场模拟结果与实测基本吻合。经分析可知,工程对潮流的影响主要在围堤的东南角小范围内:工程后流速明显减小,造成淤积现象,但淤积程度不大,1年后的淤积为13cm左右,5年后的淤积为0.8—1.2m左右。工程对较深水层的潮流运动影响很小。通过对施工期间产生的悬浮物在涨落潮时的分布模拟可知,涨潮时,悬浮物从工程区域的一个悬浮物源不断排出,主要对工程附近及其上游地区造成一定的影响;落潮时,悬浮物主要影响工程外围及其下游地区,整个落潮期间悬浮物能影响的范围比涨潮期间要大。总体上工程对该附近海域的潮流场及冲淤影响很小。     

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。     

威海张家埠新港建设对附近海域潮流影响预测分析

大规模的海洋工程建设会对周边海域的水动力产生不同程度的改变,基于MIKE21Flow Model FM模型研究了张家埠新港建设对附近海域水动力环境的影响。结果表明:新港建设对潮位的影响很小,仅仅局限在工程附近的有限区域;工程建设对附近海域流场有一定的影响,工程东西两侧海域流速减小、南侧海域流速增大,流速变化在-0.55～0.24m/s之间,流向变化在-10°～50°之间,在距离工程4 000m外影响程度较小。     

滨州北部近岸海域冲淤特征CSCD

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

滨州北部近岸海域冲淤特征

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

围海造地对天津港附近海域三维潮流场影响的数值模拟研究

近年来,渤海湾实施了围海造地工程,岸线的改变会影响渤海湾水动力特征。利用验证后的三维潮流数学模型ROMS对2003和2010年天津港附近海域潮流场进行了模拟,在此基础上,探讨了天津港附近海域的潮流特征、潮流的分层特点和围海造地引起的潮流场变化情况。结果表明:东疆港东北部与汉沽之间海域涨潮流速减小0.1~0.18m/s,落潮流速减小0.1~0.15m/s,南疆港北部海域涨潮流速减小0.05~0.1m/s,落潮流速减小0.05~0.1m/s,临港工业区附近海域涨潮流速减小0.1~0.18m/s,落潮流速减小0.1~0.15m/s,南港附近海域涨潮流速减小0.1~0.15m/s,落潮流速减小0.1~0.15m/s。     

东营港海域冲淤特征

东营港附近海岸是典型的粉砂质海岸,其周边海域泥沙运动活跃,岸滩冲淤变化显著。近年来,海岸工程建设对其沉积动力环境造成显著影响。基于东营港海域2007年和2015年实测水深数据,利用水深地形对比、数值模拟和流速对比的方法,探讨了东营港海域冲淤特征及其影响因素。结果表明:研究区整体呈近岸侵蚀、离岸淤积的状态,自飞雁滩向东营港。其冲淤平衡点水深由9m变化至6m;飞雁滩附近海域泥沙易于起动,海底侵蚀增强,侵蚀产生的泥沙有随SE向流运移的趋势;研究区最大波浪破碎水深为6m左右,东营港附近海域冲淤平衡点水深与该水深相对应;海岸工程建设造成局部海域冲淤趋势改变,东营港防波堤堤头周围海域侵蚀强烈,堤坝两侧显著淤积。     

洋山港堵汊工程对邻近海底冲淤影响分析

根据大比例尺地形测量数据,采用GIS技术对洋山港堵汊工程前后周边海底冲淤变化进行了初步分析.结果表明:工程建设前(1998～2004年),洋山港域的冲蚀速率大于外围海域.工程建设后的2004和2005年,洋山港域的平均刷深幅度明显小于外围海域;2005和2006年,洋山港域出现显著淤积(平均淤厚度0.29 m),而外围海域仍维持冲蚀状态.主要原因为建港期间的系列堵汊工程在一定程度上削弱了港域内的动力条件,导致冲蚀减弱并出现一定的淤积.     

马迹山港三期工程对附近海域泥沙淤积的影响

应用海洋数值模式（FVCOM）建立马迹山港三期工程海域三维潮流模型,模拟港口建设前后的潮流场,研究工程后周边海域潮流场的变化。同时结合台风“灿鸿”的风场资料,在水动力的基础上添加台风气压场和风场,建立风暴潮数值模型,分析在极端天气下三期工程的建设对周边海域流场的影响。最后结合模型计算结果,根据现场调查资料以及历史试验成果进行工程周边海域泥沙回淤以及风暴潮骤淤的计算分析。结果表明：工程后流场的变化主要集中在工程区和附近海域,变化幅度约在0.3m/s~0.4m/s之间,对工程区以外大范围海域影响较小。工程后码头水流条件得到较好的改善,水流与码头走向趋于平行。工程周边海域泥沙回淤量较小,不会对船舶航行安全造成影响,另据骤淤计算结果分析,马迹山港周边海域在台风期间的短期淤强较小,两天的淤积量不超过5cm,不具备骤淤的可能性。     

潍坊港中港区3.5万吨级航道工程对海岸冲淤影响

基于水文气象,水深地形等实测资料,运用水动力和泥沙输运数学模型,分析了潍坊港3.5万吨级航道工程对周边海域冲淤环境的影响,预测了淤积趋势。研究结果表明,工程建成后研究区流场变化较小,变化主要集中在口门附近。航道骤淤的淤积厚度最大为0.81m。口门内、外平均淤积厚度分别约为0.26m和0.27m。大风淤积量约为290万m3。口门内、外淤积量分别约为41万m3和249m3。     

金塘岛北部海域地形变化对水动力环境的影响

浙江舟山金塘岛北部围填海工程使其周边海域的地形产生了较大的变化。本文利用数值模拟方法研究了该围填海工程引起的地形变化对金塘岛周边海域的潮流、余流以及泥沙冲淤的影响。研究结果表明：地形变化对沥港水道影响较大,水道北部入口位置向北移,入口处流速明显增大,涨急流速由0.50 m/s增强为0.92 m/s,增强了84%,落急流速由0.30 m/s增强为0.53 m/s,增强了77%,余流流速由0.05 m/s增强为0.12 m/s,增强了140%;沥港水道中部转角处落急流速减弱;围填海工程新生成的岬角处流速变化也较大,2个岬角凹处形成旋转流场,涨急流速由0.46 m/s减弱至0.14 m/s,减弱了70%,落急流速由0.61 m/s减弱至0.17 m/s,减弱了72%,余流流速由0.55 m/s减弱至0.04 m/s,减弱了93%。金塘岛北部海域泥沙淤积分布与余流变化大小分布一致,表明两者密切相关且均受地形变化影响显著。     

台湾海峡海表气溶胶干沉降通量研究

在已改进的Williams模型中,应用GW03海表动力学粗糙度参数化方案,考虑波浪对干沉降速率的影响,结合卫星资料和再分析资料,计算了台湾海峡海表气溶胶干沉降速率,并利用2006～2007年走航观测结果计算了台湾海峡总悬浮颗粒物的入海通量.其结果表明：台湾海峡海表气溶胶干沉降速率及总悬浮颗粒物干沉降通量具有明显的时空变化特征.台湾海峡海表气溶胶干沉降速率范围为5.83～6.17 cm/s,平均值为6.00 cm/s.其中冬季气溶胶干沉降速率最大,平均值为6.08 cm/s;夏季气溶胶干沉降速率最小,平均值为5.85 cm/s.台湾海峡气溶胶总悬浮颗粒物的干沉降通量也呈现出冬季的高[均值为7.31μg/（m2.s）],夏季的低[均值为2.23μg/（m2.s）]的特征.从空间分布上看,台湾海峡海表气溶胶干沉降速率出现1个高值中心,位于台湾海峡北部海域.总悬浮颗粒物干沉降通量出现2个高值中心和1个低值中心,分别位于台湾海峡北部海域、汕头至厦门海域和南海中北部海域.     

粤西阳江海域春夏季沿岸激流现象及机理分析

通过分析2018–2019年粤西阳江沿岸流海域多站点周年观测水文气象实测资料,发现2019年春季和夏季阳江沿岸流海域存在激流现象。研究结果表明:（1）2019年5月5日凌晨6时,观测站点2 m水深处流速达到164.7 cm/s,9 m水深处流速达到127.6 cm/s。2019年8月1日凌晨4时至5时,阳江沙扒海域2 m水深处流速达到161.8 cm/s,9 m水深处流速达到156.6 cm/s。（2）粤西沿岸流阳江20～30 m水深海域春夏季突发性强流具有典型的激流特征。激流在涨急时刻发生在海洋表层,持续2～4 h。（3）在西南风与东北风转换期间,粤西沿岸海域容易形成海水幅聚带,近岸海域海平面上升,外海海域海平面下降,强劲的自岸向外水平压强梯度力导致近岸海水加强向西运动,从而产生激流。     

近50年来杭州湾七姊八妹列岛海域海床演变分析

七姊八妹列岛海域位于杭州湾南部的灰鳖洋内,除了岛礁周围局部存有深沟外,其余地区海床平缓.为了探究该海域海床演变情况,在了解杭州湾来水来沙特征基础上,分析了七姊八妹列岛海域的水动力、悬沙和底质分布特征.不同时期海图的对比分析表明,该海域近岸水深较小,人类活动频繁,围涂筑堤工程较多,一直处于淤积状态,属淤涨型岸滩,而离岸较远的海域,泥沙难于落淤而随潮反复搬运,基本处于冲淤平衡状态.1962～2008年这46 a间,七姊八妹列岛海域总体呈现与岸线走向一致的淤积、冲刷间隔分布的冲淤带.平均淤积厚度约2.2 m,淤积幅度约5.0 cm/a,大多数地方平均冲刷厚度约2.4 m,冲刷幅度约5.0 cm/a.这些特点与当地的水动力条件和泥沙沉积特性相一致.     

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．     

Time-evolution of high-resolution topographic measurements of the sea floor using a 3-D laser line scan mapping system

A laser line scan system was used to characterize the high-resolution spatial variability and temporal evolution of the sea floor as a function of environmental conditions for a small section of the sea floor in the Gulf of Mexico during a period of nine days. High-resolution bathymetric profiles (<1 mm) covering about two sand ripple periods on the sea floor were acquired over a one-dimensional transect 1.35 m in length. The system was also used to measure reflectance and to produce three-dimensional bottom maps of the test area. Over the nine-day period, the sand ripple peak-to-trough height was observed to decrease slowly from about 2.5 cm to about 2.0 cm. Similar gradual changes we also observed in the time-evolution of bottom profile correlations and of the bottom roughness spectra. However, when smaller sections were examined individually, the time-evolution of the profile correlation was observed to vary acutely and in a transitory manner in some regions but not in others, and without preference for crests or troughs. In general, bottom roughness for spatial frequencies greater than 0.044 cycles/cm completely decorrelated within 20-30 h. However, this gradual trend was also marked by acute and transitory changes in bottom topography believed to be primarily from fish feeding on epibenthic prey.     

琼州海峡新海汽车轮渡码头通航水流条件分析

研究采用DELFT3D软件技术建立了工程海区潮流数学模型。首先,采用实测资料对模型进行率定;接着对海域天然工况进行模拟,分析了工程前水域水流特征;最后,对建设方案进行模拟,研究了汽车轮渡进港航道和港区流速分布情况,并对工程引起的粤海铁路轮渡南港进港航道水流条件变化进行了分析,为项目建设提供了科学依据和技术支撑。     

Can beach dune ridges of the Texas Gulf Coast preserve climate signals?

A study of the evolution of North Padre Island (southern Texas Gulf Coast) dunes was carried out using LIDAR topographic data, dune vibracores through the center of the dunes, and grab samples of shoreface sand at four locations along a cross-shore profile. Grain-size analyses of the vibracores show vertical variations in shoreface sand deposition over decimeter depth intervals. A dune ridge growth model is introduced that describes the dune vertical accretion rate as a function of island progradation and freshwater lens expansion. This model allows indirect dating of the dune core samples based on a known island progradation rate (1?m/year), and height and spacing of the dunes calculated from the topographic data. A sand provenance model is also proposed that links the sand deposition in the dunes with sand sourced from various depths along the shoreface profile, depending on storm activity. We present evidence linking the changes in storm-sand deposition in the dune cores with yearly climatic fluctuations in the Gulf of Mexico associated with landfalling tropical storm activity in the period from 1942?C1965. This record of storm-induced sand variability is negatively correlated with El Ni?o-Southern Oscillation (Pacific) sea surface temperature variability, and positively correlated with North Atlantic decadal sea surface temperature variability.     

海洋工程引发的悬浮物扩散预测模型优化

在详细了解工程附近海域自然状况的基础上,基于雷诺平均的Navier-Stokes方程组模拟该海域的水动力状况,采用有限体积数值格式离散水动力学方程。在此基础上,引入该海域附近两个建设工程的影响,基于对流扩散的水质模型模拟悬浮物浓度场的分布状况,并分别计算了两个工程对海域的影响程度,即影响贡献度。通过实测数据验证了模型的准确性和实用性。经过结果分析可知,工程2对控制点的影响较工程1的影响贡献度系数小65%左右,这主要是由于工程1相对于工程2距离湾顶更近,水深较浅,海流速度较小,海水交换能力较差,扩散能力也较弱造成的。