横沙东滩圈围八期工程实施对周边河势的影响初步研究

针对横沙东滩圈围八期工程实施对工程附近水域产生的影响，采用河势分析方法对工程实施后的2017—2021年水沙及地形冲淤变化进行定量分析。结果表明：1)洪季北港落潮分流比介于52.4%～55.9%,总体无趋势性变化；2)北槽、北港中下段主槽及横沙浅滩延续2010年以来冲淤态势；3)北港下段主槽深泓有所南偏且更加平顺；4)横沙通道容积保持稳定。此外，N₂₃潜堤头部及临近潜堤的横沙浅滩北沿冲刷明显，需继续关注。     

长江口横沙通道近期演变及水动力特性分析

基于近十年来的实测水文地形资料,分析了横沙通道河床演变基本特性和水、沙变化情况,初步揭示了横沙通道的基本演变趋势和动力特性。同时利用数学模型(SWEM),统一边界条件后,详细比较多年来横沙通道水动力因子变化过程,包括潮位、流速、流向、优势流等;通过长系列统一边界的潮流数模计算比较,分析了横沙通道水动力特性。最后结合实测资料及数模计算结果,分析了横沙通道的变化情况与北槽和北港变化情况的基本关系以及基本发展趋势。     

长江口北港重大工程对河势演变的影响

北港是长江口的二级入海汊道。近年来,北港修建了诸多水利工程,如南北港分流口固沙工程、青草沙围水工程和横沙东滩促淤圈围工程等,它们对北港河势有一定的稳定作用,但在流域来沙锐减的背景下,也带来一些新的潜在问题。分流口固沙工程的建设一定程度上增强了新桥通道南侧沙体的稳定性,但与此同时,由于扁担沙尾部继续向新桥通道挤压推移,导致北港分流比减小。青草沙水库建设后,北港上段继续冲刷,由于横沙通道的不断发展,致使北港主槽曲率进一步增大。北港拦门沙河段的淤积和横沙东滩的促淤圈围工程促使了北港北汊的发展,但该汊道中增强的涨潮流对青草沙水库"蓄淡避咸"产生了一定的影响。     

长江口南支河床近期冲淤演变机制*

利用1998年以来多期水下地形资料和两次水文测验资料,分析了长江口南支河床近期的冲淤变化,讨论了其演变的过程、特点和机制.结果表明,近10年,南支河床在总体保持稳定的同时,呈现出以下主要变化特点:1)白茆沙北水道进口段淤积,南水道冲刷发展;2)七丫口以下的南支主槽北冲南淤;3)下扁担沙南侧上冲下淤;4)新浏河沙包、新浏河沙和中央沙"三沙"沙头冲刷后退;5)河槽容积扩大等.上述演变特点具有内在紧密的联系,突出表现为河床冲淤自上而下的传递过程.北支泥沙倒灌是南支河床近期冲淤演变的主要驱动因子之一,而南支落潮水流优势和粉砂质河床边界条件,促使了主槽河床冲淤的自上而下传递.河槽容积的扩大则是河槽冲淤对流域来沙减小的响应结果.由于南支近期冲淤演变的内、外因子仍将存在,未来一段时间内,南支仍将延续近期的演变趋势.     

洋山港建设时期海域通道冲淤变化特征分析

洋山深水港区是由大、小洋山南、北两支岛链组成,形成东窄西宽面向杭州湾开口的喇叭状水域,文章结合洋山港建设以来现场实测水文、地形资料,分析了1998～2007年洋山海域通道内地形冲淤演变情况,将洋山港通道内地形变化特征概括为:随着边界的变化,地形冲淤调整迅速;南北格局呈现出"南淤北冲"的规律;长时间尺度来看,近期地形总体趋于相对平衡,略有冲刷;短时间上看,年内冲淤变化大。为洋山港港区进一步的规划方案论证提供基本依据。     

长江口横沙通道通航功能定位的初步研究

论述横沙通道的自然水深条件及其稳定性,根据对横沙通道使用现状和规划情况的调研结果,从多方面分析横沙通道的通航限制条件和可能的改善措施。结合技术可能性和实际需求将横沙通道的通航功能定位为：3 000吨级船舶的双向通道;在航行条件改善后,可作为1万~3万吨级船舶的临时航道;远期待北港航道开通后,横沙通道可作为南、北港航道的联络航道。     

黄沙沥水道中上游河道演变分析

为了研究珠江三角洲地区近期河床演变规律,以中山市黄沙沥水道为例,取黄沙沥中上游河道1999年、2012年和2018年的三次实测地形资料,对比分析黄沙沥水道中上游河道近期冲淤演变规律;分析结果表明1999年～2018年间分析河段近期冲淤演变总体表现为轻微冲刷,由于河道水沙条件、水利规划、采沙规划、航道整治规划等影响与实施,其中2 012年～2018年间分析河段表现为轻微淤积。     

长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩数值模拟研究*

针对2020年后长江口深水航道疏浚土全部外抛至海洋倾倒区造成疏浚土资源浪费的问题,利用三维潮流泥沙数学模型SHIWM-3D对疏浚土综合利用至横沙浅滩进行固沙保滩的方案进行了数值模拟,综合分析横沙浅滩流态分布、泥沙输运扩散情况、疏浚土落淤效果以及对深水航道回淤的影响。结果表明：1）航道疏浚土吹泥上滩后部分泥沙直接落淤,部分泥沙则随涨落潮流扩散输运。2）横沙浅滩区域大潮期间呈现冲刷状态,小潮期间呈现淤积状态,疏浚土在浅滩总体表现为淤积。3）航道疏浚土吹泥上滩至横沙浅滩区域对深水航道的回淤影响不大。4）长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩的方案是可行的,是解决2020年以后长江口航道疏浚土综合利用的可持续发展方向之一。     

深中通道试挖槽洪季异常强回淤特征及机理研究

文章基于深中通道试挖槽洪季水下地形及定点水沙监测资料,分析了洪季异常强回淤时段的回淤特征,对异常强回淤过程及机理进行了研究。研究结果表明:(1)试挖槽槽底在7～8月两个时段出现了淤强均超过10 cm/d的异常强回淤,异常强回淤出现时段均位于大潮前后时段;(2)异常强回淤出现时段槽底回淤强度大,北边坡和东边坡局部区域冲刷幅度也较大;(3)7月下旬异常强回淤应主要与大潮期间北边坡泥沙冲刷滑落有关;(4)8月初异常强回淤应主要与大潮前台风影响过境导致东边坡和南边坡泥沙冲刷滑落有关。     

长江下游口岸直水道河床演变和碍航成因分析

依据河道实测水文、地形资料对长江下游口岸直水道的河床演变、碍航特性和成因等进行了深入分析,初步提出了本河段航道治理的基本思路。分析表明:口岸直水道河势总体稳定;落成洲左汊主流右摆,洲头及其左缘持续冲刷,枯水河床展宽,浅区过渡段冲刷不力,航道条件向不利方向转化;鳗鱼沙心滩在不同水文年冲淤频繁,但受上游来沙减少的影响,总体上滩体冲刷萎缩,导致右汊航道条件变差,泰州大桥的兴建又使鳗鱼沙河段航道条件更趋复杂。航道治理的基本思路应在稳定落成洲头部和鳗鱼沙心滩的守护工程的基础上,以丁、潜坝配合守护工程适当增加浅区的冲刷能力。     

长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究Ⅱ——疏浚吹填工艺和方案

在分析评价长江口不同疏浚吹填工艺的特点及适用性的基础上,结合疏浚土资源供需关系和圈围工程现状条件,提出"十三五"期长江口深水航道疏浚土造地利用的初步技术方案。结果表明:1)长江口航道常用的"挖运抛+挖吹"和"挖运吹"工艺仅适用于较短运距的疏浚吹填工程;新研制的"耙吸装驳"工艺能适用于长运距的疏浚吹填工程,"十三五"投入应用后可显著拓展深水航道疏浚土的利用空间。2)"十三五"期间,横沙东滩七、八期圈围工程可利用深水航道北槽段疏浚土,采用"挖运抛+挖吹"和"耙吸装驳"的"挖+运+吹"工艺实施疏浚吹填;南汇东滩圈围工程N1库区可部分使用深水航道疏浚土,采用"耙吸装驳"工艺实施吹填;其他零星建设用地圈围工程可使用深水航道南港圆圆沙段疏浚土,采用"挖运吹"工艺吹泥上滩。     

长江口横沙东滩中长期开发利用研究*

横沙东滩是上海市可开发利用的最主要滩涂资源之一。为进一步拓展城市发展的陆地空间,本文在对横沙东滩滩地演变分析的基础上,结合长江口航道治理开发,提出了横沙东滩中长期开发利用的原则和总体方案,详细讨论了中长期开发利用的可行性。结果表明,横沙东滩滩涂资源的中长期开发利用,可兼顾航道整治、水土资源开发以及湿地环境保护等多目标需求,经济、社会效益显著。     

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。     

长江口横沙东滩建港水动力泥沙环境三维数值模拟

横沙东滩是横沙岛东侧的大型水下浅滩,与崇明东滩、九段沙同为长江河口拦门沙地区的3大浅滩之一;长期以来位置和海床均十分稳定,是建设挖入式港池的理想区域。利用三维潮流泥沙数学模型从水动力、泥沙输运角度对长江口横沙浅滩建设挖入式港池方案进行数值模拟研究,分析了工程前后潮流泥沙变化,为横沙东滩建港及影响分析提供科学依据。     

长江口南槽江亚南沙近期演变及碍航特性分析

利用实测水下地形资料,结合数学模型研究成果,分析南槽江亚南沙演变特征及原因。结果表明:江亚南沙沙头窜沟发育,江亚南沙下沙体整体向下游淤涨,5 m沙尾下延成为南槽5.5 m航道维护困难段,同时江亚北槽冲深发展,主要是由于长江口深水航道治理工程南导堤封堵原九段沙窜沟以及南槽主槽与江亚北槽之间存在的水位差,南槽河床持续发展的结果。随着江亚南沙头部窜沟、江亚北槽的发展、贯通,南槽河段将形成新的分流支汊,对南槽整体河势、航道治理不利。     

长江口横沙东滩滩涂整治利用和展望

分析长江口、横沙东滩历史和近期演变以及利用情况。近期长江口河势总体稳定,在采取人工促淤等措施下,滩涂资源动态平衡。分析横沙东滩滩涂整治利用工程建设前后的滩涂变化,工程周边滩涂淤涨,有助于改善局部区域的自然环境。近期横沙浅滩-5 m滩涂资源有减少趋势,建议结合疏浚土利用以及保持滩涂湿地动态平衡的需求及早整治,有控制性地、分期适当圈围。     

上海横沙新港建设对长江口滩槽水动力的影响

基于CJK3D-WEM模型,建立长江口横沙港区数学模型,研究横沙港区形成后周边水域的水动力变化。结果表明:横沙港区方案实施后,各汊道断面分流比变化较小;南港河段、北槽中上段涨落急流速均有不同程度增加,北槽下段涨、落急流速略有减小,南港—北槽航道的落潮优势流略有变化,仍表现为明显的落潮优势;北港沿程落急流速变化较小,涨急流速北港口外段增加,其余区段减小。方案的实施对长江口拦门沙地区的总体河势格局不会产生明显影响。     

长江口北槽深水航道水沙输运特征三维数值模拟

基于长江口北槽实测水文观测资料,利用三维水流泥沙数学模型对北槽内盐水楔、水流及泥沙输运特征等进行模拟分析。结果表明:北槽中段泥沙表、底层差异明显,垂向分布不均匀,受盐水楔影响,泥沙更容易在中段聚集;泥沙北槽内输运距离较长,1个落潮过程难以输出北槽,在反复输移中跨越航槽几率大大增加,尤其北槽中下段涨转落低流速时段较长,底部含沙量较高,易形成航道回淤;输出北槽的部分泥沙水体可能在旋转流作用下经九段沙及南导堤重新回到北槽,累积循环,成为北槽内含沙量较高的重要原因。