黄河下游沿程冲淤及溯源冲淤的对比研究

黄河下游河道的冲淤为沿程冲淤与溯源冲淤综合作用的结果。沿程冲淤主要与河流流量及含沙量的变化有关，而溯源冲淤是由于河流下游基准面的变化，主要为河长的改变引起。这样，黄河下游河道的冲淤可用一包括流量、含沙量及河长三个指标的多元线性方程来拟合。根据１９５０－１９９２年黄河下游各站３０００ｍ￣３／ｓ水位的年变化数据、黄河尾闾各年汛后的河长及年平均流量、年平均含沙量等资料，利用多元线性回归的方法分析黄河下游各站的冲淤变化，结果表明这一方法在黄河下游各河段应用效果较好。反映出沿程冲淤的影响，在洛口以上河段是显著的，并且为主要影响因素；溯源影响则在利津以下河段是显著的，影响程度超过沿程冲淤。     

黄河下游综合性治理设想

黄河是世界上著名的多沙河,现行黄河口沉积了64％的泥沙,造成河口不断地摆动和改道,给黄河三角洲的开发和利用带来了许多困难,因此,治理黄河是当务之急。本文在理论和实验的基础上:(1)提出利用黄河本身所具有的自然条件治理黄河,即采用高压泵冲刷泥沙,使拦门沙的泥沙随流而向深海运移;(2)为了防止大水刷槽淤滩,小水塌滩淤槽,本文采用垃圾坑治理河道下游淤床现象。作者认为该措施是可行的,既节省了开支,又稳定了流路。     

黄河改道后河口至黄河海港海岸冲淤变化研究

1996年8月，黄河经人工改道，由清8断面处向东北方向人海。改道后必然引起河口地区泥沙冲淤发生新的变化，其中最受关注的是黄河经人工改道后能否实现孤东油田油气资源由海上开采变陆地开采及对黄河海港冲淤变化的影响。通过改道前及改道后的四次测量资料，详细分析了黄河改道前后4年间，黄河口至黄河海港区域泥沙冲淤变化情况。     

黄河废弃三角洲海底冲淤演变规律研究

1976年黄河改道清水沟流路后，钓口流路三角洲叶瓣废弃，由于大量陆源沉积物供应的断绝，原来形成的快速堆积地形变得极不稳定，水下三角洲岸坡受到海洋动力快速冲蚀作用。根据长期水深资料的对比研究，波浪侵蚀使水下岸坡整体变缓以适应新的沉积动力环境，正逐渐形成新的冲淤平衡剖面。对整个研究区的水深资料进行叠加，总结其海底冲淤演变规律。采用20660、20656、20652和20648剖面上的散点（整数水深点）水深变化，结果表明废弃三角洲海底由浅水区向深水区冲淤组合呈带状分布，且越向深水区周期性越明显。     

黄河三角洲流路演变及对黄河下游的影响

１８５５年黄河自徐淮故道在铜瓦厢决口改行清济泛道以来，在近代三角洲上历经１０次较大流路变迁。各次流路在其演变过程中均有诸多共性。文中分析了流路演变中交替产生的溯源堆积及溯源冲刷对黄河下游影响的范围，幅度和作用历时，溯源堆积与沿程堆积叠加起来对山东黄河下段的水位产生稳定性抬高。     

黄河水下三角洲北部区域海底地形冲淤变化研究

为了明确黄河水下三角洲北部区域海洋动力对海底地形变化的影响,采用2009年黄河水下三角洲北部区域高精度水深地形资料,与2004年水深地形资料进行对比分析。同时,利用2009年对表层沉积物的粒度分析,结合该区域的水文潮流特征,对该海区悬移质泥砂引起的冲淤变化进行了预测。研究结果表明该区域经过多年的冲淤调整正逐渐达到冲淤平衡,形成稳定的粉砂淤泥质海岸,但在大风大浪引起的恶劣海洋作用下,本区仍然经历着缓慢的冲刷过程。埕北海域在CB151平台附近形成一个冲刷中心,冲刷深度超过1 m;孤东海堤外侧海域,自陆地向等深线12 m区域均发生轻微冲刷作用,尤其是海堤根部,由于波浪的累加作用,冲刷最为明显,最大冲刷深度可达1.5 m以上。     

黄河三角洲桩西至黄河海港海域冲淤演化特征研究

针对目前胜利油田海堤防护工程有27．7km的临海海堤存在非常严重的安全隐患,根据历史资料分析、数值模拟以及实测资料推算,研究了黄河三角洲地区桩西至黄河海港海域25a,50a一遇波流共同作用下冲淤变化,得出研究区海域冲淤演化特征。为该海岸段海岸防护工程加固方案的设计、施工以及工程的灾害预测,提供了可借鉴的科学依据。     

黄河清水沟废弃河口冲淤时空变化特征

黄河于1996年人工改汊至清8入海是导致清水沟废弃河口岸线蚀退和海底侵蚀冲刷的主要诱因。但目前有关清水沟废弃河口海底冲淤演化对黄河人工改道的响应的认识尚有不足。因此,利用现代黄河三角洲毗邻海域多年的水深资料和Landsat卫星遥感影像,综合分析了清水沟（废弃）河口在1996—2015年的岸线变化及冲淤时空变化。结果表明：黄河清水沟废弃河口沙嘴两侧蚀退速率的变化存在明显的时空差异性。黄河改道初期（1996—2002年）,研究区海底冲刷速率较快,年均冲刷速率约为0.03～0.05 km3/a;2002—2007年,研究区海底冲刷速率大幅降低至约0.02 km3/a;2007—2010年,随着黄河口位置再次向北迁移,研究区海底年均冲刷速率增大至约0.026 km3/a;2010—2015年,研究区海底年均冲刷速率减缓至约0.01 km3/a,远小于1996—2002年黄河改道初期时的水平。同时,基于Delft3D模式构建了黄河三角洲高分辨率三维水动力模型,定量研究了清水沟废弃河口潮流与冬季波浪变化对海底冲淤变化的影响,结果表明波浪和潮流在河口侵蚀过程中扮演着不同的角色。一方面,潮流与波浪在三角洲前缘斜坡处形成的高底剪切应力区是使得该区域形成侵蚀中心的主要原因。清水沟废弃河口岸线不断向陆方向蚀退以及侵蚀冲刷所造成的研究区整体水深增加使得潮流与波浪对海底的侵蚀冲刷作用逐渐减弱,最终使得近年来研究区海底冲刷速率不断减缓。另外,波浪在河口近岸区形成的高底剪切应力是造成河嘴两侧叶瓣差异侵蚀和近岸区形成侵蚀中心的主要动力机制。同时,潮流、波浪与海底冲淤变化间的相互作用对于该区域冲淤演化模式有着重要影响。     

黄河刁口废弃流路冲淤演化及其影响因素

刁口流路是黄河1964年至1976年期间的行水流路,在1976年黄河人为改道清水沟后废弃,在1992年将其作为备用流路。依据不同年份刁口废弃流路的高程测量数据,计算了不同时期刁口废弃流路的冲淤量,分析了刁口废弃流路不同时段的冲淤变化特征,探讨了刁口废弃流路冲淤变化的受控机制。研究结果表明,1976—2000年,刁口废弃流路河道整体处于冲刷状态,冲刷速率约为1.92×106 t/a;2000—2016年,河道整体处于淤积状态,淤积速率约为7.99×106 t/a。刁口废弃河道的冲淤在空间上存在明显的差异,2000—2016年,以断面D20为分界线,向海一侧的河段呈现冲刷状态,河道槽蓄量增加;而向陆一侧的河段呈现淤积状态,河道槽蓄量减少。废弃河道的冲淤演化除受生态调水、海洋动力侵蚀等影响外,更多地受到河道周边油田开发以及两岸的农田和林业发展等因素的影响。因此,从维持河道行水能力的角度来看,亟需对河道开展维护修缮,以保证刁口流路作为黄河入海备用流路的适宜性。     

黄河水下三角洲沉积物输运及海底冲淤研究

根据黄河水下三角洲的特点,建立了一个垂直平均二维沉积物输运数学模型,结合潮流和沉积物资料,模拟研究了沉积物输运机制和海底冲淤演变过程。模拟结果表明,垂直河口射流的潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,风应力对悬浮泥沙和推移质泥沙运动也起到重要作用。潮流底应力和活动层厚度分布表明,黄河口门和埕岛油田附近海域是潮流底应力和活动层厚度高值区,为沉积物活跃区,海底稳定性弱,易于侵蚀再搬运。冲淤计算表明,埕岛油田附近海域为冲刷中心区;现在河口水下三角洲在断流时为冲刷区,正常行河时则转为淤积区。     

白沙口潮汐电站前海区泥沙冲淤规律及防淤对策的研究

白沙口潮汐电站的淤沙问题在1972年就由中国科学院海洋研究所与山东省水文总站合作进行了研究,并于1974年提出了研究结果和淤沙防治措施的建议。但由于某些原因有关建议未能得以实施。近几年来淤沙又有发展,严重威胁着潮汐电站(图1)的寿命。1983年9月国家科委海洋专业组与山东省科委决定对白沙口电站的淤沙问题开展进一步的研究。解决洄淤问题,不仅是白沙口潮汐电站的迫切任务,而且对开发我国潮汐资源也有着重要的意义。本文根据此项研究的成果撰写,主要阐明电站泥沙运动的基本规律,在此基础上提出防治措施的建议。     

黄河利津水文站不同粒径悬浮颗粒物中有机碳含量的研究

估算不同粒径TSS中POC的入海日通量,对黄河利津水文站悬浮颗粒物(total suspended solid,TSS)样品,采用基于stokes原理的沉降法分为Ⅴ级,对分级后的样品测其有机碳(particulate organic carbon,POC)含量和粒度组成。在此基础上,用多元线性回归法对数据进一步处理,准确得到样品中不同粒径TSS中POC的含量。研究表明,黄河口淡水端水体TSS,<8μm的粘土和极细粉砂、8~16μm的细粉砂中,POC的含量为0.600%和0.400%左右;16~32μm的中粉砂中,POC的含量不足0.200%;而32~63μm的粗粉砂和>63μm砂中POC含量仅为0.050%和0.004%左右,80%以上的POC主要集中在<16μm的TSS中,而<32μm的TSS承载了95%以上的POC。     

黄河三角洲前缘桩106至黄河海港岸段海底地形冲淤变化研究

1976年黄河改道从水清沟入海后,黄河三角洲前沿桩106至黄河海港岸段的海底地形遭受强烈侵蚀,岸滩不断蚀退。黄河三角洲强侵蚀岸段岸线监测资料与历史资料分析研究结果表明,1985-2004年该区最大侵蚀深度达7.5 m,其强侵蚀区中心位置经历了由西北向东南移动的过程,范围不断缩小,目前局部地区已发生淤积现象。种种迹象表明,从冲淤并存和以侵蚀为主向冲淤平衡过渡的现象还将长期进行下去。     

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。     

潮流波浪联合输沙及海床冲淤演变的理论体系与其数学模拟

根据近岸带及河口区潮流、波浪、湍流各自物理尺度的不同,从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和质量传输方程出发,利用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ分解的方法,建立了模拟波浪 流联合输沙及海床冲淤演变的理论体系,给出了潮流作用下近岸波浪传播方程、波浪作用下潮流运动方程并通过利用波流合成底部切应力、底层湍流脉动随机特性,得出了波流联合作用下不平衡沙计算中泥沙起悬与沉降量的确定方法。本文模型应用于“广西合浦围垦工程潮流波浪     

埕岛海域海底冲淤的初步数值研究

从沉积动力学的角度,在分析实测和历史资料的基础上,首先总结出埕岛海域的海底冲淤变化规律,尔后通过潮流场的模拟,数值求解输沙方程,以研究埕岛海域的海底冲淤.初步探讨运用数值模拟手段来研究海底冲淤变化.     

海岸开发工程回淤问题的动床波浪输沙试验研究

利用动床波浪输沙物理模型,试验研究了海岸开发工程引起的冲刷和回淤问题,直观预演了工程竣工后可能引起的;中淤现象。试验研究对象为南山滨海开发区旅游项目开发工程,试验结果给出了工程布置的各部分的淤积情况,表明淤积量较大,会引起工程区域及邻近海岸带的冲淤,并针对该工程提出建议。通过该试验的淤积情况表明：在实施海岸工程特别是在海岸带上做旅游项目开发时,要尽可能地不改变自然形成的原有海岸,否则可能会打破动态平衡,改变原有动力条件,破坏海洋环境,同时增加工程风险。强调了在海岸工程的设计和施工前要重视通过水工物模试验研究新平衡的演变过程。     

射阳港区双导堤建设前后冲淤变化及成因研究

基于近年来射阳港区水下地形数据和定点全潮水文观测资料,分析了双导堤建设前后冲淤变化特征,并对其成因进行了初步探讨。研究结果表明,研究区近6年来总体上以淤积为主,净淤积量约为65.23×106m3,年均净淤积速率约为7.9 cm/a;淤积区域主要分布于导堤两侧浅水区,侵蚀区域主要分布于导堤口附近。2008-2013年间研究区冲刷、淤积和相对稳定区域面积分别占15%、55%和30%。堤口东侧的SSW02站实测最大流速为1.54 m/s,北堤北部的SSW01站为1.4 m/s,无论是涨潮还是落潮,堤口均大于导堤北侧;导堤产生了沿堤水流和口门回流,改变了导堤两侧附近海域潮流方向并增大了口门处的沉积动力。研究区泥沙运动方式主要表现为波浪掀沙、潮流输沙;区域海流泥沙的沿程落淤和导堤挡流效应导致导堤两侧出现淤积,导堤产生的回流促使堤口冲刷和堤内泥沙回淤。导堤引起的局部流场变化是海底冲淤格局重新分布的主因。