基于数字高程模型定量分析长江口深水航道工程治理效果

长江口深水航道工程于1998年开工建设,2002年和2005年一期和二期工程先后竣工,分别达到8.5和10.0 m通航水深。自2006年三期工程实施以来,北槽航道中段连续4a发生严重淤积,年疏浚维护量平均达6×107m3,影响三期工程目标的如期实现。通过自主开发的数字高程模型定量分析平台,建立时间序列的空间分布属性数据库,对长江口深水航道工程治理过程前后的河床冲淤变化规律和工程效果进行量化分析,分析结果揭示了长江口南港北槽深水航道近期淤积的泥沙来源、淤积过程、主要淤积原因和淤积部位,从而为工程治理对策提供科学依据。     

分汊河口地貌演变对整治工程的响应

以概化分汊河口为研究对象,针对两汊中长期地貌演变对整治工程响应的问题,采用平面二维数学模型对整治工程前后分别进行20年地貌演变模拟。分析结果表明:整治工程对落潮含沙量影响较大,工程汊道落潮分沙比有显著下降;整治工程主要导致工程汊道坝田区淤积和航道冲刷,同时也增加了非工程汊道的冲刷及淤积厚度;工程后工程汊道淤积量增加,冲刷量减小,冲淤总量减小,非工程汊道淤积量不变,冲刷量增加,冲淤总量增加。     

丁坝群和顺岸坝组合工程促淤效果的研究——对浙江瑞安丁山促淤工程的分析

本文以浙江瑞安丁山促淤工程为例,分析了建造在淤泥质海岸上,具有不同坝距的丁坝群和顺岸坝组合工程的促淤效果。从工程坝田内滩面的淤积形态、淤积规律和回淤率三方面来讨论上述问题。在此基础上提出了兴建此类工程的总体布置原则和选择合理结构的意见。     

珠江三角洲河道近期冲淤特征初步分析

近20多年,在人为因素影响下,珠江三角洲网河区和口门区的水沙分配发生了 重大变化．水沙东输,加速了伶仃洋的淤积,其年均淤积量、水域缩减面积、滩涂的年 均增长率,分别为磨刀门的2．4倍、1．7倍、6.4倍．网河区河道由淤转冲,过水断面面 积扩大13．9％～31．9％;冲刷速率12～21cm／a．     

厦门嵩屿电厂取水口附近海域冲淤变化分析

依据电厂取水口附近海岸线变化及海域水深测量数据，采用水下实测地形比较方法，分析电厂营运初期取水口附近海域冲淤变化。结果显示：海域淤积速度远远大于自然沉积环境下的淤积速度。进一步分析认为海岸线外移、码头及取水管等工程构筑物对海域流态影响、泥沙来源量增多、护岸滑坡及9914号强台风等因素是导致淤积加快的主要原因，并讨论了该海域减淤的若干措施。     

淤积型海湾整治修复效果综合评价——以厦门湾为例

淤积型海湾整治修复属于海域空间整治工作中较为典型的整治形式,有着目标多重、手段多样、效果多面的综合性特点。本研究在分析海湾淤积环境问题成因机理的基础上,系统梳理了淤积型海湾整治修复工程效果评价的流程和技术方法,形成淤积型海湾整治修复效果综合评价技术指标体系,建立了评价模型,并以厦门海域清淤整治工程为例进行应用。研究表明,海湾淤积问题成因、整治措施和修复目标是评价指标体系的关键因素。厦门海域清淤整治工程的效果综合评价指数为84. 2,达到了较好的整治效果。     

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。     

泥质河口闸下冲淤特性及冲淤量的分析预报

通过泥质河口建闸工程闸下淤积特性的分析研究表明,闸下河段淤积的条件是涨潮流带入河段的泥沙数量大于落潮流从河段内带走的泥沙数量。其水动力原因是径流量减小和潮波变形。在此基础上提出了建闸工程和建闸与双导堤相结合闸下淤积和冲刷的分析预报方法,这些冲淤分析预报方法得到了相关工程的实测资料及浑水动床物模试验结果的验证。     

近50 a来杭州湾冲淤变化规律与机制研究

使用杭州湾1959-2010年的水下地形图, 结合过去数十年来长江入海水沙量和钱塘江河口段冲淤变化状况, 分析了近50 a来杭州湾在长江入海泥沙量锐减和治江围涂等人类活动作用下的冲淤变化规律及其物理机理。结果表明, 乍浦以上区域近50 a来处于较显著的淤积状态, 且有自上向下发展的趋势, 这种淤积主要是由于钱塘江河口治江缩窄工程所引起的;湾内地形发生了局部调整, 部分小型潮流槽脊系统趋于消亡, 地形趋于平坦化, 湾口北部2003年以后有转淤为冲的趋势, 这与长江入海泥沙量锐减和该区域围垦工程等因素有关;1959-2003和2003-2010年两个时段, 湾内泥沙淤积的年平均值分别为0.91×108和1.66×108 m3。对于整个钱塘江河口系统而言, 即自杭州湾湾口至钱塘江河口段的闸口断面, 长江入海泥沙量减少所产生的影响尚不明显, 2003年以后泥沙淤积速率甚至有所上升。杭州湾近50 a的冲淤变化是人为强烈干预下的大流域-河口系统响应与中小流域-河口系统响应的调整结果。     

上海洋山港区定床泥沙模型试验研究

通过定床泥沙模型试验,研究洋山港区总体规划两种方案和一期工程三种方案的工程实施后港池泥沙淤积情况,以及外航道浚深段年平均淤积强度和维护挖泥数量.     

洋浦港平面布置方案的数值研究比选

分析了洋浦港工程的建设将有可能引起洋浦港区的潮流、泥沙运动变化,而导致部分海岸线水域的泥沙淤积,采用了COHERENS-SED模型进行区域水流模拟,从纳潮量、流向与航道的夹角方面,对不同布置方案进行比较,比选出最佳工程布置方案。     

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.     

南沙头通道及横沙通道对长江口深水航道的影响分析

根据长江口南沙头通道、横沙通道和南北槽分汊口的断面水深变化及长江口南北港和南北槽的分流比变化实测资料,分析了长江口北槽深水航道淤积的原因。结果表明,北槽深水航道上段淤积受多种因素影响,其中,南沙头通道和横沙通道的发展对深水航道影响最大。南沙头通道的发展在加大落潮流量的同时,对南港南岸会产生一定的冲刷,后经沙洲的阻挡,把泥沙带向南港北岸,在北槽进口段处落淤,直接影响了进入深水航道的落潮量;横沙通道由于直接贯通了北港北槽的水沙交换,因而削弱了南港和北槽之间的水沙交换,促使北槽深水航道上段产生淤积,这也是南槽河道上段刷深的一个主要原因,而南槽河道的发展必然减少了进入北槽的落潮量,进一步加剧了北槽深水航道上段的淤积。同时,科氏力与北槽南导堤分流口鱼咀工程对深水航道也造成了一定的不可忽视的影响。研究成果对治理北槽深水航道淤积问题保障深水航道正常运行具有十分重要的科学实践意义。     

长江口崇明东滩及相邻区域地形演化与驱动因素分析

河口大型滩涂演化关系到航运通畅、生态保护以及近岸工程的安全性,是地貌学和工程界关注的热点。利用单波束测深系统对长江口崇明东滩进行高精度监测,并结合近年来周围环境因素分析其冲淤格局。结果表明:(1) 2011-2017年间崇明东滩和北港北沙基本以淤积为主,北港北汊河槽中央局部形成-2 m心滩,-5 m等深线包络面积基本稳定,整体呈"长高不长大"的格局;(2)海洋来沙是其淤积的主要物源,汊道涨落潮时空分异而形成的两大环流是塑造此地形的主要原因;崇明东滩和北港北沙的淤积直接挤压北港北汊的发展,沙体淤积可能会引起未来两大沙体的并靠;(3)崇明东滩、北支南沿的滩涂整治工程是促进北支萎缩和崇明东滩淤积的重要因素,另外横沙通道落潮分流增加,青草沙围水工程改变了北港河槽的曲率,也有利于北港北沙的淤积。     

论芝罘连岛沙坝的形成

芝罘连岛沙坝是世界海岸的一个典型,为国内外地质、地理学界颇富盛名之地。早在解放前,就有人对芝罘连岛作过初步观察,并论述了其成因,本文试图通过对它的研究,来探讨山东半岛海岸升降问题、发展连岛沙坝形成的理论。中国科学院海洋研究所于1958年首次进行渤海综合调查时,曾初步观察了芝罘连岛及其附近的海岸,并编绘出了海岸地貌图和调查报告。1960年,为开展我国海岸调查研究,我们选择山东半岛北岸的芝罘连岛及其附近的海岸带为一典型海岸段进行了地质、地貌调查研究和近岸区波浪、流的观测工作。后来,水产和港口等地方各建设部门又提出了查明海岸冲汙规律、泥沙动态、护岸工程与采砂     

长江口北槽深水航道工程对九段沙冲淤影响研究

根据1989～2003年长江口九段沙附近地形图,在地理信息系统软件MapInfo的支持下,分析了北槽深水航道工程对九段沙冲淤演变的影响。在长江来沙减少总的情势下,九段沙总的淤积速率在明显下降,但北槽深水航道工程使局部冲淤形势发生逆转：九段沙顶端到江亚南沙大片区域淤积速率显著增强,沿北槽深水航道南导堤外缘形成一个10km长的淤积带;九段沙东侧水下三角洲受工程的影响不大,淤积速率持续降低并底端发生冲刷。     

清水沟流路河口河道主槽冲淤调整及其对水沙条件的响应

通过分析黄河口利津水文站1950—2006年水文、泥沙资料和1976—2006年利津至清7河段固定断面资料,结果表明:清水沟流路行水以来,进入河口区水沙通量总体偏低,来水来沙更集中于汛期,尤以泥沙量为甚,水沙搭配也较以前畸高;河口河道主槽淤积明显,且绝大部分淤积在CS7-清7河段,全河口段共淤积泥沙量为3.15亿m3,其中汛期淤积1.12亿m3,非汛期淤积2.03亿m3;河口河道主槽冲淤过程可分为4个阶段,即汛期强烈淤积、非汛期适度调整(1976—1979年),汛期强烈冲刷、非汛期强烈淤积(1981—1985年),汛期与非汛期持续淤积(1986—1996年),以及汛期冲刷、非汛期淤积(1996—2006年),并有2年期的"记忆"效应;河口河道主槽冲淤量与径流量、输沙量和来沙系数存在部分线性或秩相关,但来水来沙数量和水沙搭配参数并非为影响主槽冲淤的主要决定性因素,水沙过程、河床边界条件和人类活动干预等因素在主槽冲淤变化过程中起着更为重要的作用。     

敖江港淤积及治理措施研究

敖江河口是一条径流量小,潮波变形剧烈,海域来沙丰富的强潮河口。由于上游建库,支流建闸,使下泄径流和河口进潮量减少,从而导致河口的淤积,其中以敖江港区淤积最为严重。本文依据天然实测资料,对河口和港区淤积原因作了分析论证。并利用一、二维耦合数学模型计算了丁坝整治工程和疏浚挖泥对改善港区的效用。     

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。