岱山西北海域海床冲淤演变分析*

根据不同年份的水深地形资料及遥感影像,采用GIS技术对近30 a来岱山西北岸线变化及海床冲淤进行数字化分析。同时,结合该海域的水文泥沙特征及人类活动因素,研究海底冲淤变化的主要影响因素。综合分析表明：2011年以前岱山西北海岸岸线稳定,岸滩经历了由滩淤槽冲转为滩冲槽冲的动态演变过程,除岱山西部与大鱼山之间的槽沟局部地形变化较大外,其它海区冲淤速率不到10 cm/a,整个海域的侵蚀速率有加速趋势。2011年之后,岱山北部开始实施大规模围涂工程,岱山西北近岸5 m等深线以浅的岸滩发生1.75 m/a的淤积,而计算范围内的其它海区仍以微侵蚀为主。岱山西北海域泥沙主要以过境输移为主,长江来沙量的减少和近年围垦活动的增加是该海域海床冲淤演变的两个主要影响因素。     

大鱼山填海工程对海床冲淤变化影响分析*

根据舟山大鱼山海域1960—2021年间5个年份的水深地形资料,基于GIS（地理信息系统）技术采用数字化定量冲淤计算和特征等深线叠加方法,对工程附近典型水下地形的平面冲淤和平面形态变化规律进行研究,探讨大鱼山填海工程对周边海床冲淤变化的影响。结果表明：自然状态下,研究区整体处于轻微冲刷状态;填海后,南侧深槽近岸淤积,外侧和北侧深槽继续冲刷,东西两侧浅滩呈现大幅度淤积。大鱼山填海工程极大地改变了原本岸线分布以及周边水动力泥沙环境,最终导致填海区附近海床冲淤变化,但整体仍维持海底的潮滩分布格局。     

曹妃甸围填海工程对海床冲淤的影响预测分析

通过建立曹妃甸海域平面二维悬沙输移扩散和床面冲淤变化数学模型,预测分析了2005年和2013年曹妃甸围填海工程对海床冲淤环境的影响,得出曹妃甸海域的海床年冲淤变化特征。结果表明,从2005～2013年9年间曹妃甸围填海工程实施后海域仍呈现整体冲刷趋势,北部近岸海域及围填海形成的港池则呈淤积态势,海床冲淤强度没有明显的变化。     

长江老海坝段近期河道演变及其影响因素分析

近年来受三峡蓄水及河道整治工程影响,长江下游部分河道边界及水沙条件发生了显著变化,特别是老海坝河段年内冲淤演变剧烈,对河道防洪、航运及岸线利用产生影响。本文采用近15年的地形实测资料,探讨老海坝险工段河床演变特征,并对其影响因素开展研究。结果表明：1)老海坝河段平面变化较小,南岸附近-10、-30 m等深线基本稳定,-50 m深槽范围有所扩大;2)河道横断面形态横向变化小,纵向变化大,呈现向窄深方向发展的趋势;3)老海坝抛石护岸工程的实施,改变不同等深线区间内河床的冲淤变化幅度,加剧了深槽冲淤幅度,其中岸坡附近冲淤变化相对较小,深槽冲淤幅度较大,九龙港—十一圩港段冲淤演变最为剧烈;4)老海坝段-30 m以下深槽冲淤量与上游大通站造床流量呈负相关,同时受河道地质边界条件影响,在弯道水流离心力作用下,河床仍将长期处于被冲刷状态。研究成果可为河势急剧变化区的河道演变及岸坡防护提供参考依据。     

潍坊港沉积物特征及岸滩稳定性研究

通过潍坊港海岸动力地貌调查,分析研究了潍坊港各港区的水下沉积物分布特征。近岸沉积物质主要表现为极细砂与砂质粉砂,源于历史上黄河及附近河流的泥沙,中值粒径大致在0.01～0.4 mm,分选程度为分选好-中常。通过不同历史时期海图的等深线和断面海床冲淤变化对比,分析认为,潍坊中港区以西,受黄河口泥沙扩散、沉积影响,海床一直处于持续淤涨之中,这种趋势还将持续,潍坊中港区以东海床则基本保持稳定。从黄河口流路变迁这一角度来看,该海区岸线将在长期内保持稳定。     

烟台套子湾水动力泥沙问题研究

为了套子湾工程开发需要,开展了套子湾水动力泥沙问题研究。首先根据套子湾及附近实测水文泥沙资料及波浪资料,对套子湾的潮汐、潮流、波浪、水体含沙量、底质等特征进行分析,给出设计水位及湾口不同重现期波要素;其次,通过不同年代的岸线及水深图对套子湾岸线变化及海床冲淤演变进行分析;最后对套子湾泥沙运动进行计算分析。研究结果表明:套子湾为典型的弧形海岸,泥沙来源少,正常天气条件下含沙量很低;潮流动力弱,潮流作用不能使床面泥沙起动输移,波浪作用下床面泥沙以横向输沙为主,沿岸(纵向)输沙率小;泥沙运动总体较弱;海床多年来总体保持稳定。     

珠江河口近期岸线演变及其原因

基于不同时段的珠江河口卫星遥感图像,结合遥感-地理信息系统(RS-GIS)集成技术定量计算分析岸线近期的冲淤变化。从海平面上升和上游来沙等自然演变条件及人类工程活动两大方面分析珠江河口岸线冲淤演变的原因。结果显示:在1976—2006年,珠江河口近岸岸线整体向海淤涨579.2 m,年均淤涨19.3 m,而外海岛屿岸线总共淤涨21.6 m,年均淤涨0.7 m,近岸岸线的淤涨速率远快于自然演变过程。自然条件变化如海平面上升,在河口岸线剧烈的变化中影响较小。20世纪90年代期间上游来沙的减少与岸线淤涨速率变快的结果并不一致。详细的对比分析说明珠江河口地区的土地围垦是其岸线剧烈变化的主要因素。     

广东雷州电厂近岸沉积特征及泥沙运动

通过对广东雷州电厂海岸动力地貌进行调查,分析研究了厂址及周边海岸冲刷、堆积或平衡等不同地貌形态特征、岸线冲蚀形态、泥沙运动及海岸演变对电厂取排水深的影响。分析结果表明,水下沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉砂分布为主,样品的平均中值粒径为0.0102mm,南部区域略粗于北中区域,从沉积物分布特点和趋势看,近岸与河口区物质偏粗,主要受近岸及河流的影响;而距岸不远的沉积泥沙中值粒径均在0.004mm左右,则明显受海向沉积泥沙的影响。由于工程区处于岬角且泥沙来源数量少,受波浪潮流共同作用,电厂工程区水域海床及岸线多年处于冲淤平衡的基本稳定状态。     

秦皇岛市莲花岛工程潮流泥沙数值模拟研究

文章采用波流共同作用下平面二维水沙数学模型,基于三角形网格剖分模式,针对秦皇岛市莲花岛人工岛工程开展潮流及泥沙数值模拟。研究结果表明:莲花岛外形轮廓近似呈椭圆状,长轴走向与岸夹角较小,与水流主流向夹角较小,且围垦面积有限,工程方案实施后未明显改变工程海域大范围主流态,仅人工岛及附近小区域发生一些改变。人工岛方案实施后,流速有增有减,但变化幅度较小,基本控制在0.10 m/s以内;海床冲淤变化影响范围也主要集中在人工岛附近区域,冲淤变化幅度多介于-1.5~+0.9 m,少部分区域冲刷幅度超过1.5 m,其中人工岛迎浪面大部分区域呈海床冲刷状态,人工岛内部水域呈淤积状态。     

三亚新机场人工岛工程波浪潮流泥沙物理模型试验研究

三亚新机场及临空产业园采用海上人工岛的形式进行建设,工程离岸较近,该海域原有的水动力条件发生变化,将重新塑造水动力、泥沙冲淤新的动态平衡。通过波浪潮流泥沙物理模型试验,研究了工程海域水动力环境、海床在机场人工岛不同方案布置下的的变化规律,以及岸线冲淤影响情况,为优化工程方案和设计提供了必要的科学依据。     

温州飞鳌浅滩海域水沙环境与海床冲淤变化

以2013年7月研究海域实测水文泥沙资料和多期(1964年、1986年和2011年)水深资料为基础,对飞鳌浅滩海域水沙环境、地形冲淤变化进行了分析。结果表明,温州飞鳌浅滩海域潮汐为正规半日潮,属强潮海域,最大潮差可达7. 0 m以上;潮流以往复流为主,流速在0. 3～0. 5 m/s之间,余流方向受季节性影响较大,夏季表现为东北或北向;近岸浅海区大潮和小潮平均含沙量在0. 2 kg/m3和0. 08kg/m3左右;海床表层沉积物以粉砂质粘土和粘土质粉砂为主,属于典型的淤泥质海岸。本海区的海岸线形态与变化主要受人类开发活动的控制,随着潮滩围垦及港口建设,海岸线将长期保持向海推进的趋势;自上世纪60年代以来,该海域岸滩总体是保持动态的相对稳定状态,年冲淤速率在2 cm/a左右。近年来,由于整个海区的陆源泥沙大幅减少和大规模围垦潮滩使得近岸浅滩泥沙供给减少和泥沙活动减弱等关系,该海域海床冲淤趋势渐缓,在未来若干年工程海域岸滩总体仍会处于基本稳定状态。     

海床冲淤模型中长周期动力代表数据输入的概化研究

海床冲淤变换属于长期行为,其海洋动力输入条件的概化处理是模型初始输入动力条件的一个关键问题。在本文中,利用波浪、潮流二维泥沙数学模型对长周期动力海床模型中代表数据输入的概化条件作了进一步的研究:采用比较代表条件与真实条件下多年实测平均海床冲淤强度近似以及把潮周期中具有平均意义的波浪过程概化要素叠加到潮流场中的方法分别对实际潮流、波浪数据进行概化处理的方法来模拟波流共同作用下的海床地形演变过程。并对黄河三角洲的胜利油田海区、岸线进行了验证计算。     

册镇海底管线沿线海床冲刷原因及冲刷趋势研究

海床冲刷可能导致海底输油管线裸露悬空,影响其运营安全。文章针对册镇海底输油管线沿线海床的冲刷现象,利用杭州湾大范围海域潮流数学模型和海床冲淤计算方法,分析了造成海床冲刷的原因,预测了冲刷的发展趋势。研究结果表明:册镇海底输油管线沿线海床冲刷主要与新泓口围垦的局部挑流及金塘大桥的阻水作用有关。随着规划围垦工程的实施,沿线部分海床还将进一步冲刷。     

温州瓯飞浅滩地形冲淤演变特征

基于瓯飞浅滩海域多年水文泥沙及地形水深实测资料,分析研究其水动力泥沙特性及地形冲淤演变规律。结果表明:研究海域潮流性质属于非正规半日浅海潮流,各垂线分潮流椭圆率K值在0. 00～0. 20之间,故潮流总体上以往复流为主;含沙量分布呈现外海向口内逐渐增大的趋势,且大潮期含沙量明显大于中潮和小潮期;通过对瓯飞浅滩近几十年的冲淤计算及相关断面分析,认为瓯飞浅滩的潮滩区域总体处于略有淤高基本稳定的状态。不同于潮滩区域,瓯飞浅滩的水下浅滩区域在1987—2010年,年均冲刷幅度为0. 008～0. 02 m,表现为基本稳定略有冲刷的状态。     

潮流作用下淤泥质海床冲淤演变预测及应用

通过分析海床冲淤演变机理,探索海床冲淤演变预测方法,提出海床冲淤指标及冲淤标准,建立了海床冲淤演变预测方法,可以预测海床逐年冲淤强度和最终冲淤强度,以及海床达到新平衡所需年限。研究的各项结果在洋山港海区应用效果较好。     

淮河干流刘台子弯道水动力及河床变形数值模拟研究

为分析和评价刘台子弯道河段在不同整治方案下的工程效果,采用SIMHYD-2D平台构建二维泥沙数学模型对淮河干流临淮岗闸下—鲁台子河段2种整治方案进行水动力及河床变形数值模拟研究。结果表明:二维水沙数学模型能够很好地模拟河道的水力因子,也能合理地模拟自然条件下的冲淤分布,可以用于开展工程河段的冲淤演变预测分析;经过冲淤调整10 a后,在2种整治方案下,临鲁段河道主槽仍以冲刷为主,冲刷速度减缓,滩地仍以淤积为主,整体河道表现为冲刷;通过对比分析2种整治方案裁弯对上下游河道水沙运动及冲淤的影响、通航水流条件及新老河段未来冲淤情况,推荐方案2作为整治方案。     

厦门双鱼岛游艇码头潮流泥沙数学模型试验研究

文章围绕厦门双鱼岛游艇码头工程方案有关潮流泥沙问题进行了研究。收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟研究工作。从潮流动力、地形冲淤等方面分析了方案对周边海域水动力的影响。     

福建宁德漳湾作业区开发方案潮流泥沙数学模型研究

文章对福建宁德漳湾作业区开发方案有关潮流泥沙问题进行了研究。研究收集并分析了工程附近水域的自然条件,掌握了工程水域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征。在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对开发方案实施后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化进行了数值模拟研究。从潮流动力、地形冲淤以及纳潮量变化等方面分析了开发方案对周边海域水动力的影响。     

洋山深水港四期工程港区增深可行性研究

根据洋山深水港区近期(2009年~2013年)的现场观测资料,通过对多年实测资料的对比分析和数值模拟,深入研究了洋山港海域冲淤变化和四期港区泥沙淤积情况。其结论显示:大小洋山主通道海域海床总体稳定,西北部局部的冲刷环境为四期港区港池航道的增深创造了有利条件,预测洋山深水港区四期工程港池和航道的年回淤强度为1.0~2.0 m,接近二期港区的实际淤强,计算回淤量为457~881万m3,二期工程港池和外航道的成功开挖,表明港区的增深可以实现。     

冲刷条件下熊城河段河床演变规律及趋势

随着三峡工程的蓄水运用及其上游向家坝、溪洛渡水库的陆续运用,水库下游河段来沙量大幅减少,清水冲刷严重,河道演变特性发生明显变化,对防洪、航运、岸线利用等方面产生影响。通过分析原型资料,研究冲刷条件下长江荆江熊城(即熊家洲—城陵矶)河段的水沙运动特性与河床演变规律,并在此基础上结合实体模型试验预测三峡水库运用30年后熊城河段的冲淤量、冲淤分布及河势变化。结果表明,熊城河段将持续保持冲刷态势,深槽不断刷深、展宽,不利于航道稳定。