洋山港及邻近海域悬沙输运特征研究*

基于SWEM2D数值模型,建立了一个范围包括洋山港、长江口及杭州湾的二维水流泥沙数学模型。根据2004年5月洋山港实测水文泥沙资料,认为洋山港区域悬沙垂向切变输运较小,可忽略该项对悬沙输运的影响,采用二维泥沙数学模型能基本反映出该区域悬沙输运特点。利用2004年5月洋山港及邻近海域实测水文泥沙资料对模型计算结果进行验证,验证结果表明模型计算结果与实际情况吻合良好。在此基础上,根据模型计算结果计算了洋山港及邻近海域大、中、小潮期间悬沙输运速度。结果表明,洋山港区域悬沙主要以欧拉输运为主,斯托克斯漂移、潮泵输运为辅。该区域西口门高含沙量主要是受到长江口及杭州湾悬沙输运富集的影响。其邻近海域主要的悬沙输运在近南汇边滩以东区域分成两股,一股向北,一股沿着南汇南岸的水下泥沙通道,径直流向杭州湾,并在杭州湾的悬沙输运的带动下,向洋山港流去。     

南汇东滩及浦东国际机场外沿围海造地工程潮流数学模型研究

通过建立长江口、杭州湾大范围平面二维潮流数学模型,综合考虑长江口、杭州湾两大潮波系统,探讨南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程对附近各关心水域的水动力条件的影响范围及程度。研究结果表明:南汇东滩及浦东国际机场外沿圈围工程后,长江口侧的涨、落潮潮量略有减小,而杭州湾则略有增大。相应的,工程附近海域的潮流流速和潮差也受到工程不同程度的影响。就流速变化而言,涨潮时,南槽主槽流速略有下降,北槽则略有增加,落潮时,南槽主槽流速主要呈现略有增加的趋势,而北槽则基本不变;在杭州湾侧海域,涨、落潮水流流速均略有增加。而潮差方面,在长江口一侧,高桥处潮差略有减小,且呈现出越接近工程区,潮差变率越大的趋势;而在杭州湾一侧水域,潮差整体呈略有增加趋势,但是变率基本都在1%以内。     

天津港至南排河岸段海域悬沙运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料和实测含沙量资料,建立天津港—南排河岸段海域悬沙遥感模式,对表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行分析。研究表明,该海域含沙量均呈现从近岸至外海递减,具有明显的层次性;相对较高的含沙区域主要集中在-2m等深线以内,其表层含沙量一般在0.3kg/m3以上;沿岸线走向,含沙量的大小及分布范围总体呈现自北向南有所增大的特点;悬沙分布受季节性影响较大,冬季大风掀沙使得冬季含沙量明显大于夏季;当海域吹向岸风时近岸的含沙量要比吹顺岸风或离岸风时近岸含沙量高。     

南汇嘴边滩地形演变及其分析

南汇嘴边滩处于长江口和杭州湾的交接地带,受长江口和杭州湾北岸两股往复性潮流的控制,特定的水动力泥沙环境,决定了南汇嘴边滩长期以来的演变特点:边滩发育基本稳定;边滩外形基本保持不变;主要呈整体向东南方向移动的趋势。根据已有的1998~2005年断面数据资料分析了南汇嘴附近海域近期的地形演变情况,并对其影响因素——动力因素、泥沙絮凝、长江入海水沙变化以及近岸水利工程建设进行了分析。     

长江口12.5 m深水航道悬沙分布特征*

利用长江口12.5 m深水航道洪、枯季水文测验资料,分析深水航道悬沙的时空分布特征。结果表明：南港圆圆 沙段含沙量小,垂线分布相对均匀;北槽中段含沙量大,垂向分布不均匀。细颗粒泥沙絮凝、盐淡水分层与河口滞流点是 北槽中段形成高含沙量且垂向分布不均匀的主要原因。北槽中段含沙量的时空分布特征,与12.5 m深水航道的回淤变化特 征具有一致性,表明北槽中段的航道回淤可能以悬沙淤积为主;而南港圆圆沙段含沙量低,且垂向相对均匀,表明该区段 航道回淤受悬沙的影响较小。     

南汇东滩对长江口与杭州湾泥沙交换的影响研究

南汇东滩位于长江口与杭州湾的交汇处,是长江口与杭州湾水沙交换的重要通道,文章结合水动力特征指出南汇东滩是长江口外一个特殊的潮流动能减弱区,潮滩南北两侧潮流动能相对较强,涨落潮时过境泥沙易于落淤。根据长江口外的盐淡水混合类型分布及实测泥沙粒径组成指出风浪天气下南汇东滩是南槽淤积泥沙的主要物质来源,部分泥沙经南槽出海后随涨潮流进入杭州湾,大风天气下南汇东滩与杭州湾北岸地形演变成相反趋势,进一步证明南汇东滩是长江口与杭州湾泥沙交换的中转站。文章最后结合Lagrange质点运动轨迹分析了边滩不同区域质点的运动趋势,发现潮滩南北两侧质点运动趋势相反,提出边滩泥沙运动分界点的位置。研究表明南汇东滩特殊的动力机制对长江口与杭州湾北岸的岸滩演变具有重要的影响。     

长江口南汇边滩短期冲淤变化分析

南汇边滩位于长江口和杭州湾的交汇地带,受长江口和杭州湾北岸两股潮流的控制,近年来由于低潮滩促淤围垦工程导致其水流和泥沙运移、沉积和地貌发生了显著的变化。根据2006—2008年南汇边滩测图及2007年11月—2008年11月每个季度的9个断面测量资料,结合区域内的泥沙沉积特征,探讨南汇边滩对周边涉水围垦工程和流域来水来沙变异做出适应性地貌耦合过程之后的近期冲淤演变规律,着重探讨季节性冲淤特征。结果表明:年度上南汇东滩以淤长为主,南汇南滩以冲刷为主。不同季节南汇边滩冲淤变化过程存在很大差异:平面上,南汇边滩等深线夏、冬季以淤进为主,春、秋季以蚀退为主;垂向上,南汇东滩断面呈春夏秋冲淤交替、冬季淤积的态势,南汇嘴断面呈秋季冲刷、冬夏季淤积的态势,而位于南汇南滩的断面则呈秋冬季冲刷、春夏季淤积态势。南汇东滩沉积物粒径总体上较细,东滩与南滩交汇处的南汇嘴附近中值粒径相对较粗,南汇南滩浅滩沉积物颗粒中值粒径最粗。     

椒江河口水沙特征分析和悬沙分布推算

基于椒江河口2009~2014年洪、枯季共5次全潮水文泥沙测验数据,分析了河口区的水沙特征,建立了河口区洪、枯季大潮期半潮平均涨落潮水沙关系,利用二维潮流泥沙数学模型结果对水沙关系推算的含沙量分布进行了验证。结果表明:椒江河口的水流从外海至口门逐渐增大,高浓度悬沙从口外向口门积聚,白沙至琅矶山一线以西海域的悬沙浓度较高;河口区含沙量分布与流场及水下地形呈良好的相关关系;结合潮流场数值模拟结果,拟合的水沙关系可较好地推算出河口区的悬沙浓度分布。     

极端天气下横门东水道悬沙分布特征研究

本文收集了横门珠江口横门海域正常天气与极端天气下的遥感图像,利用悬沙遥感相对浓度模型,对比分析了极端天气情况下横门东水道或附近水域悬沙分布特征。研究结果表明:横门水域内在大风和台风情况下风浪掀沙显著,大风作用时间越长,风浪掀沙越明显,悬沙浓度越高,且枯季风浪掀沙作用比洪季强。暴雨径流挟沙量大,横门东水道悬沙浓度达到峰值,但未对淇澳岛——金星门一线以南海域造成影响。台风过境,降雨径流来沙增加,台风风浪掀沙增强,对横门东水道悬沙浓度有持续的影响。     

从河相关系定性探讨长江口澄通河段河床演变趋势

利用长江口澄通河段多年实测水深、流量等资料,建立反映澄通河段典型断面面积随含沙量和落潮流量变化的河相关系。依据所建立的各典型断面的河相关系式,分别探讨在含沙量变化和落潮流量变化下,典型断面面积的变化情况。分析可知,当含沙量从0.312 kg/m3减少到0.043 kg/m3时,各典型断面的面积普遍增加超过55%,而当落潮流量从10000 m3/s增加到100000 m3/s时,典型断面面积增加了约7.7倍。这表明在落潮流量不变的前提下,含沙量的减少会导致澄通河段各典型断面面积较大幅度地增大,而在含沙量保持不变的情况下,随着落潮流量的增加,断面面积的增加也较为明显。     

洋山港海区悬浮泥沙运动遥感分析

利用卫星遥感图片对洋山海域悬沙分布规律及运动趋势以及杭州湾、长江口泥沙运动对洋山港的影响进行了分析,提出了长江口下泄泥沙不会直接影响到大小洋山海域;洋山港海区高浓度含沙水体一方面受到杭州湾涨落潮水流携带高浓度泥沙的影响,另一方面水流围绕岛屿形成复杂回流区也造成局部高含沙,岛屿效应引起的局部高含沙是杭州湾岛屿群的共性。     

长江口泥沙输移分析

采用ADCP实测水流资料与悬沙含量实测资料相结合的方法,对长江口悬沙运动进行分析。结果表明,泥沙再悬浮由潮流驱动,造成悬沙含量变化滞后于流速的变化,悬沙含量的峰值滞后于流速峰值。悬沙运动模式与水流基本一致,也存在三种不同形式的悬沙环流输移模式,并分析了潮流量与输沙率之间的关系。     

锦州港附近海域悬浮泥沙的遥感分析

根据2000-2007年卫星遥感数据,对锦州港附近海域的悬浮泥沙浓度进行了定量遥感分析,反映了锦州港附近海域悬浮物浓度在时间和空间上的分布。研究结果显示,锦州港附近海域含沙量较小,冬季海冰对降低海域含沙量有积极作用,工程区附近工程施工对局部含沙量变化有较大影响。     

厦门湾悬沙分布的多时相遥感分析

利用厦门湾地区多时相遥感图像反演出表层悬沙浓度分布图,进而定性分析不同径流和潮流下悬沙分布规律。研究表明,九龙江河口湾为该地区悬沙浓度最高的区域,分布上具有"西高东低"的特征。全湾悬沙来源主要为两部分:径流来沙以及波浪和潮流掀沙。潮流运动是泥沙输送的主要动力,由于弗劳德数分布不同而引起的潮流挟沙力空间差异,是影响厦门湾悬沙分布的主导因素。利用实测泥沙资料将不同时相下瞬时悬沙浓度转换为全潮平均悬沙浓度以进行定量分析,结果表明悬沙浓度具有大潮大于小潮,枯季大于洪季的特征。     

台州湾海域水文泥沙环境及海床冲淤演变分析

文章结合台州湾海域历史上各年代、各测次的水文泥沙测验和实测地形资料,对该海区1934~1998年和1988~2003年2个不同时间长度内的地形变化进行了分析,结果表明:台州湾属于强潮海域,具有潮差大、潮汐动力强的特点;该海区在1988年以前处于略有淤积状态,而1988年后期处于冲淤基本平衡的稳定状况;椒江口内高含沙水体的往返运移对湾内水域冲淤变化的影响甚小;造成该海区海床变化的泥沙主要来自于浙江东海岸沿岸泥沙运动,随着来自长江口泥沙的逐年减少,该海域的海床形态基本趋于稳定,海域含沙量逐步降低,为台州市深水港的建设提供了良好的泥沙环境。