黄河三角洲洪、枯季泥沙冲淤的数值模拟

本文针对黄河三角洲海岸潮间带广阔、黄河入海水沙变化剧烈、近岸及河口区水动力条件复杂的特点 ,建立了 1个潮流作用下的平面二维动边界全沙数学模型。动边界的处理采用窄缝法 ,并利用此模型对黄河三角洲洪、枯季时悬沙分布以及底床的冲淤进行了数值模拟 ,进而据此探讨了黄河三角洲洪、枯季的冲淤变化规律。     

黄河三角洲埕北海域底质沉积物粒度特征及泥沙输运分析

通过黄河三角洲埕北海域表层沉积物的粒度资料、实测潮流数据以及50 a一遇的波浪要素,分析了埕北海域表层沉积物的分布类型以及粒度参数特征,并计算了表层沉积物的临界起动应力、日平均单宽输沙通量以及波流共同作用下的单宽推移质输沙率。结果表明:研究区表层沉积物主要是粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种,分选中等偏差,近对称到正偏,中等尖锐到尖锐峰态;对大潮期间埕北海域潮流底应力和表层沉积物的临界起动应力的计算说明潮流在大部分区域具有起动和输运泥沙的作用;秋季潮流作用下的日平均单宽输沙通量均值为372.32 kg/（m·d）,方向为涨潮流向。利用贝克尔（Bijker）和经典的Van Rijn公式计算出的50 a一遇的波流共同作用下单宽推移质日平均净输沙率结果近似相等。     

黄河1964—1976年刁口流路泥沙冲淤及其分布特点

本文研究了刁口流路行水期间,河道演变全过程的泥沙冲淤变化,叠合沙体的发展演变,计算了各阶段不同深度范围的淤积量,从而总结了泥沙淤积分布的特点,提出了新的资料和认识.     

套尔河湾海域泥沙冲淤特征——兼论黄河改道后三角洲的冲淤演化

将1855年、1934年、1959年、1984年的海图的深度基准面换算成为当地黄海平均海水面,把它们的深度变化转换成泥沙的冲淤变化。研究了套尔河湾海域及黄河改道后三角洲的冲淤演化规律,行水时是快速淤进;改道后,初期是强烈的侵蚀和冲刷,随着时间的推移,其速率均逐渐减慢,达到岸滩平衡剖面塑造后,发育为轻微淤进或此冲彼淤的稳定海岸。提出:冲淤速率≤0.056km/a,贝壳堤迅速发育是海岸稳定的标志;冲淤速率≤±0.084km/a,贝壳滩开始发育是海岸向稳定演化的标志。本海域5—10m海区的坡度小于1/2000,是平衡剖面海域的标志;坡度小于1/1500,是向平衡剖面发育的标志。这对认识近代黄河三角洲的冲淤演变以及对套尔河湾海岸的开发建设,都具有重要意义。     

舟山LNG取水泵站泥沙减淤清淤试验研究

LNG接收站取水流道内水流形态复杂,泥沙淤积问题往往难以避免,特别是在含沙量较高水域,流道内泥沙淤积可能威胁接收站的正常运营。为实现LNG取水泵站不停机条件下清淤,开展取水泵站射流冲刷物理模型试验,模拟了射流冲沙装置开启后吸水间射流水流特征及冲刷效果,探究了射流冲刷设置的喷嘴与翼墙夹角、射流流量、冲刷时间等因素影响下流道内减淤清淤效果。试验结果表明,在理想状态下吸水间射流冲沙装置连续作用12 h基本可达到较为理想的清淤效果;一次大风浪过后,装置连续作用0.5 h基本可达到较为理想的清淤效果。清淤效果视射流流量、喷嘴与翼墙夹角以及冲刷时间不同而有差别。结合取水泵站泥沙淤积物理模型试验研究成果,取水泵站淤积区主要发生在前池、过滤池末端、吸水间和消防泵附近,建议在这些区域安装射流冲沙装置,实现不停机状态下的减淤清淤,提高取水安全保证率,从而提高运营效益。     

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。     

埕北海域海底管线冲刷稳定性研究

根据埕北海域水下三角洲的工程地质条件和水动力条件,分析海底管线在两种铺设方式情况下的冲刷稳定性。第一种为埋置在一定土层深度处的管线：根据整个埕北海域海底长期冲淤变化规律,利用１９９２～１９９６ 年的实测水深资料得出的冲刷速率,推算出管线被冲出泥面所需的时间。第二种为裸露在海底的管线：根据海流对管线周围沉积物产生冲刷效应,冲刷达到一定程度时处于平衡状态,认为此状态下,海流在该点产生的剪切力等于形成可冲蚀海床沉积物的临界牵引力,据此计算出在管线周围冲刷的最大深度     

岚北港区30万吨原油码头泥沙冲淤分析

采用二维潮流数值模拟方法,对拟建的日照港岚山港区30万t原油码头工程平面布置方案进行了模拟计算,预演工程实施后码头前沿、港池回旋水域及附近海区的流场变化,并对泥沙输移进行分析计算。     

黄河三角洲埕岛海域浅地层剖面结构与灾害地质

通过钻孔和高分辨率浅地层剖面的综合对比,对黄河三角洲北部与埕岛油田海底工程密切相关的浅地层剖面结构进行细分,划分出末次冰期低海面以来的5套沉积相层和6个地震相层.分析表明,本区广泛分布的地质灾害是由其特殊的沉积结构和复杂的动力环境造成的,尤其是工程软弱层的存在造成三角洲前缘的不稳定性.     

利用输沙量预测现代黄河三角洲的面积增长

依据１９７６－１９８９年黄河亚三角洲的面积数据及其相应年份的利津站黄河来沙量，利用单输入，单输出的线性系模型对黄河三角洲的面积增长进行动态预测研究。结果表明，这一线性系统模型能较好地反映黄河三角洲的面积增长规律，且优于灰色系统的ＧＭ（１，１）模型。     

现代黄河水下三角洲软土沉积物工程地质特性

现代黄河水下三角洲沉积体系中存有许多对工程不利的软土夹层和透镜体，它们主要是由高含水、高孔隙性的粘土质粉砂和粉砂质粘土组成，由于形成时的快速沉积和波浪作用等因素，使其具有明显的欠固结性，且其固结程度随深度变化呈无规律状．另外，因为软土中粘粒含量较高，颗粒问的水胶联结和静电引力与分子引力联结，而使其具有明显的触变性，从而使其较低的强度在受到破坏后也难以恢复．     

黄骅全新世古黄河三角洲的特点及演化研究

通过对黄骅地区的实地调查，根据钻孔的分析对比，对黄骅地区全新世以来古黄河三角洲的特点、分布及其演化有了更进一步的认识。从沉积物的矿物成分，粒度变化、垂向结构等方面与现代黄河三角洲对比研究，证明黄骅地区全新世以来确实存在古黄河三角洲，其各方面特征与现代黄河三角洲相近或相同。只是因多期迭覆，后期改造，使之成为一个不十完整的、复杂的古黄河三角洲的复合体。     

废黄河口海域的悬沙输运机制研究

废黄河三角洲是南黄海内陆架的重要物源。为深入探索废黄河口海域沉积物输运机制,利用2015~2016年夏季与冬季在废黄河口外海域10个站位获取的现场沉积动力数据,计算潮不对称参数、余流、悬沙输运量等。分析结果表明,废黄河口海域沉积物输运模式存在显著的空间差异,大部分海域悬沙沿等深线向南输运,仅在近岸侧局部悬沙向岸或向北输运、离岸最远处站位向北输运但输运率较小;近岸浅水海域以平流输沙为主,其他离岸区域以再悬浮作用为主。由于流速和悬沙浓度之间的相位差,导致余流(净水输运)方向与净悬沙输运方向存在差异。研究沉降速度与悬沙输运涨落潮不对称的关系,发现沉降速度越大,悬沙输运的不对称性就越显著;沉降速度是造成近底部流速与悬沙浓度相位差的主要原因,导致废黄河口外净悬沙输运存在显著的垂向差异。     

黄河三角洲沿岸及邻近海区细粒沉积物中的碳酸盐

本文用X-射线衍射法直接计算了来自黄河三角洲沿岸及邻近海区80个沉积样的细粒组分(<2μm)中的碳酸盐含量。计算结果与全样的容量法分析结果基本一致。研究结果表明,本区细粒沉积物中碳酸盐含量变化受沉积物来源、海区水动力作用、海底地貌特征和碳酸盐的地球化学行为等因素所影响。     

黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

黄河三角洲北部自然保护区生态补沙定量分析

自1976年黄河尾闾改道以来,流往黄河三角洲北岸的刁口河段结束行水,海岸失去陆源泥沙补给后在海洋动力的作用下发生持续侵蚀,黄河三角洲北部自然保护区湿地生态资源面临威胁。为了解黄河三角洲北部自然保护区近几十年来水下地形的冲淤变化,并对未来侵蚀形势进行估计,根据黄河三角洲北岸实测水深资料,运用空间插值分析技术,计算各时期研究区水下地形并叠加分析。结合黄河利津站历史来水来沙资料的统计,尝试提出在新水沙形势下对黄河三角洲北岸的分沙补偿侵蚀定量方案。结果表明,1992—2015年,该区常年发生持续冲刷,年均侵蚀量为0.29×108 t,年均侵蚀厚度为0.14 m,侵蚀速率稳定。经计算,在干流水库调水调沙期间通过刁口河道以约1 200 m3/s的流速持续引水19 d,可以有效缓解该自然保护区的侵蚀现状,具体的方案和工程实施仍需后续细化。     

黄河中游主要支流输沙量变化对黄河入海泥沙通量的影响

以60年来(1950-2009年)黄河中游7条主要支流(皇甫川、窟野河、无定河、延河、北洛河、泾河、渭河)及支流最终汇入黄河的控制水文站——潼关站逐年的水沙资料为依据,分析各支流年均径流量、输沙量的变化趋势,同时,对7支流、潼关、利津输沙量的年际变化过程研究,进一步探讨了中游泥沙减少对黄河入海泥沙通量变化的决定性作用。结果表明:黄河主要支流的年径流量和年输沙量均呈显著的减少,与20世纪50-60年代相比,7条支流总的输沙量由13.5亿t/a剧减至最近10年的3.4亿t/a,减幅达75%。黄河中游输沙量的急剧减少是降水减少,特别是黄土高原地区水土保持措施的实施(梯田、林地、草地、淤地坝等),以及退耕还林后植被覆盖度大幅度提高等因素共同作用的结果;黄河中游主要支流输沙量的急剧减少是黄河入海泥沙通量锐减的决定性因素,而20世纪80年代以来,下游引水、耗水的急剧增加以及水库调蓄(淤积)加剧了黄河入海泥沙通量的快速减少。     

废弃的黄河三角洲的地貌特征及演化

本文通过对废弃的黄河三角洲北部沿岸的潮滩和附近海域的地形，地貌对比研究，认为废弃的黄河河口沙嘴，废弃５０年以仍处于侵蚀状态，河口附近海域３０－４０年后已无明显侵蚀。钓口附近海域经５０年冲蚀，目前已不具备水下三角洲的地貌特征，但一１５ｍ以上仍处于侵蚀状态，侵蚀强度水深增加而减小。－１５ｍ以下已无侵蚀作用。     

黄河三角洲埕岛近岸海域悬浮泥沙运动

根据1998年9月8日和1999年3月19日两次对埕北海域进行的10个站位的同步海流、悬浮泥沙观测资料，进行该海区的悬浮泥沙输运趋势分析，发现该海区含沙量较大。从整个海区来看，底层含沙量大于表层含沙量，该海区泥沙含量普遍表现为东南部的泥沙含量高于西北部的泥沙含量；由单宽输沙量的计算及有关资料分析可以得出，秋季泥沙运移趋势是由东南向到西北向，而春季泥沙的运移趋势是由东北向到西南向；含沙量是随流速的加大而增加，含沙量的峰值稍滞后于流速的峰值；该海区为冲蚀海区，悬浮泥沙产生的平均年7中刷量为2cm／a，在本海区的地形塑造中占次要地位。