滨州港海域泥沙运动遥感图像分析

通过滨州港所在海域的卫星遥感图像分析,揭示了在不同条件下海域的含沙量分布特征和泥沙的运动规律,并对其形成的原因进行了初步的分析。结果表明,滨州港海域的含沙量总体是比较高的,近岸区比邻近的黄骅港海域含沙量还要高。海域含沙量受风浪影响较大,涨落潮时在东北风作用下海域含沙量比较大。从泥沙运动的角度而言,受已建导堤影响,落潮水流和风吹流、波生流等叠加可能形成较复杂的向外水流和环流,携带泥沙向外输运,使高含沙水体运动更远的距离,一般情况下可达-6 m等深线以远。     

黄骅港泥沙静水沉降特性研究

利用黄骅港海域床面表层泥沙进行不同颗粒级配的粉沙类泥沙静水沉降试验,揭示粉沙群体中不同粒径组分的分选沉降现象,给出不同颗粒级配泥沙在不同含沙量情况下沉降泥沙质量随时间的变化曲线,提出不同百分比沉降质量的代表沉速概念,给出黄骅港不同级配泥沙的代表沉速,指出粉沙类泥沙回淤问题的物模或数模研究需要根据实际情况合理选取代表沉速。     

波流共同作用下粉沙质悬移质运动规律的研究

研究了波浪作用下悬移质含沙量的垂线分布规律、底部高浓度含沙水体层的高度和含沙量分布以及该层中水体的运移速度。从而得出了底部高浓度含沙水体层的输沙量计算公式,为粉沙质床面的泥沙淤积计算提供了新的方法。     

半封闭海湾内电厂建设水沙条件研究

文章通过现场实测的波浪、潮位、潮流、含沙量、底质等资料分析,岸滩演变分析以及沿岸输沙数值模拟和波浪、潮流、泥沙数学模型计算,对福建省莆田市兴化湾西侧海域建设某电厂的水动力泥沙条件进行了研究论证。主要研究成果表明:(1)工程位于兴化湾口石城南侧岬湾内,东南面临开敞海域,潮差大、湾内潮流较弱、水体含沙量低、泥沙来源有限。(2)工程海域海床长期处于稳定状态,且沿岸输沙微弱。(3)电厂取水口位于岬角南侧-7.5m等深线附近水域,取水明渠内泥沙淤积强度较小。综上,工程海域具有良好的建厂条件。     

规则波作用下淤泥质泥沙起动试验研究

选取浙江舟山近岸淤泥质泥沙为研究对象,采用规则波对淤泥质泥沙的起动进行水槽试验研究。结果表明,淤泥质泥沙具有薄层轻微悬扬、表层个体剥离、泥团卷起悬扬3种典型的起动状态,同一水深下的泥沙起动波高随波周期的增大而递减。以泥团卷起悬扬状态作为判断淤泥质泥沙起动的标准,佐藤公式、窦国仁公式计算的起动波高均与本文试验值总体上接近,可将两家公式计算结果的平均值用于淤泥质泥沙起动波高的估算。泥团卷起悬扬状态下过程最大含沙量往往在0.8～2.0 kg/m~3,过程最大含沙量随临界切应力增大而呈现明显的指数递增关系。研究成果便于深入了解淤泥质海岸地区泥沙在波浪环境下的水力特性,同时可为海岸泥沙数模计算及工程分析的参数选取提供参考。     

大型海岸工程对水流和泥沙运动的影响研究

在淤泥质海岸建设大型海岸工程,会对周边海域的水沙环境产生一定影响。文章以连云港为例,应用波浪潮流泥沙数学模型,模拟计算了连云港海域大型海岸工程实施后对于水流泥沙运动的影响。研究结果表明:连云港区、徐圩港区以及灌河口双导堤工程实施后,工程区以外的大范围海域潮流场和含沙量场基本没有改变,变化主要集中在工程区和工程区附近近岸海域,总体呈现出动力减弱、含沙量减少的趋势。     

秦皇岛海域水文泥沙特征分析

基于现场实测水文泥沙资料和水深测图资料,对秦皇岛海域的水文泥沙特征进行了分析。分析结果表明:研究海区靠近半日潮无潮点,潮差小,潮流动力较弱,水体含沙量低,泥沙来源有限,泥沙运动不活跃,岸滩整体保持稳定。秦皇岛海域水文泥沙环境较好,为海岸带开发利用提供了良好的条件。研究成果可作为本海域海岸开发利用的基础资料和依据。     

灌河口双导堤整治工程对岸滩演变的影响分析

通过分析灌河口附近海域的泥沙运动特点,采用经验公式从定性和定量两个方面对灌河口拦门沙整治工程后的岸滩演变进行了预报.研究结果表明,灌河口双导堤两侧海域的泥沙运动特点有所不同:东侧泥沙主要是沙质,呈推移质形态运动.导堤阻断了自东向西的沿岸输沙,泥沙将从堤根处开始堆积,岸线将发生变形;西侧泥沙主要是淤泥,呈悬移质形态运动,淤积在较大范围内发生,影响范围可达埒子口,其中西水道和西堤头处淤积较大.     

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。     

辽东湾东岸太平湾深水港建港条件研究

太平湾位于辽东湾东岸。根据现场实测波、流、沙资料、水深测图资料及卫星遥感图片,通过水动力泥沙特征及岸滩演变与稳定性分析,设计水位和深水设计波要素计算,波浪、潮流泥沙数学模型计算,对太平湾建港条件进行了研究论证。主要研究结果表明:(1)太平湾海域水深条件较好,波浪、潮流动力不强、泥沙来源少、水体含沙量低、泥沙运动不活跃,海床地貌形态长期保持稳定,具有开发建设深水大港的良好条件;(2)港口开发方案对周围海区流场影响较小,口门横流不大,环流强度和范围有限,港池航道常年泥沙淤积强度和淤积量不大,无碍航骤淤问题;(3)工程海域较强浪向为N向和NNW向,对港内波况有影响的浪向主要为W向、WSW向和SW向。     

Distribution of suspended sediment in the coastal sea off the Ganges–Brahmaputra River mouth: observation from TM data

Remote sensing technique was applied to estimate suspended sediment concentration (SSC) and to understand transportation, distribution and deposition of suspended sediment in the estuary and throughout the coastal sea, off the Ganges–Brahmaputra River mouth. During low river discharge period, zone of turbidity maximum is inferred in the estuary near the shore. SSC map shows that maximum SSC reaches 1050 mg/l in this period. Magnitude of SSC is mainly owing to resuspension of the bottom surface sediments induced by tidal currents flowing over shallow water depths. The influence of depth on resuspension is farther revealed from the distribution and magnitude of SSC along the head of Swatch of No Ground (SNG) submarine canyon. During high river discharge period, huge river outflow pushed the salt wedge and flashes away the suspended sediments in the coastal sea off the river mouth. Zone of turbidity maximum is inferred in the coastal water approximately within 5–10 m depth of water, where the maximum SSC reaches 1700 mg/l. In this period, huge fluvial input of the suspended sediments including the resuspended bottom sediments and the particles remaining in suspension for longer period of time since their initial entry control mainly the magnitude of SSC. In the estuary near the shore, seasonal variation in the magnitude of SSC is not evident. In the coastal sea (>5 m water depth), seasonal influence in the magnitude of SSC could be concluded from the discrepancy between SSC values of two different seasons. Transportation and deposition of suspended sediments also experiences seasonal variations. At present, suspended sediments are being accumulated on the shallow shelf (between 5 and 10 m water depth) in low discharge period and on the mid-shelf (between 10 and 75 m water depth) during high discharge period. An empirical (exponential) relationship was found between gradual settle down of suspended sediments in the coastal sea and its lateral distance from the turbidity maximum.     

连云港徐圩港区航道大风天强淤可能性分析

连云港海域流速不大,徐圩港区规划航道线南北两侧断面,平均流速在0.20～0.40 m/s;波浪作用相对较大,年平均H1/10最大波高为3.58 m;徐圩港区南部紧邻粉沙质区,位于粉沙向淤泥过渡的边缘地带;徐圩港区底质沉积物主要以细颗粒为主,中值粒径一般都在0.01 mm以下,粘土含量在30%以上,属于淤泥质海岸性质;海域年平均含沙量在0.20 kg/m3左右,近岸河口或浅滩表层平均含沙量在0.10～0.20 kg/m3,外海域表层平均含沙量在0.1 kg/m3以下;台风期间海域含沙量骤增,近底层含沙量可达5.0 kg/m3以上。根据国内其他港口大风天回淤问题的研究经验和对骤淤(或强淤)条件的分析以及与连云港港区的对比分析,认为徐圩港区航道开辟后,也会出现大风天强淤情况,但淤积的形式应完全不同于粉沙质海岸。     

存在底部起伏影响的近壁面处双层多孔栅栏陷波研究（英文）

Trapping of oblique surface gravity waves by dual porous barriers near a wall is studied in the presence of step type varying bottom bed that is connected on both sides by water of uniform depths. The porous barriers are assumed to be fixed at a certain distance in front of a vertical rigid wall. Using linear water wave theory and Darcy's law for flow past porous structure, the physical problem is converted into a boundary value problem. Using eigenfunction expansion in the uniform bottom bed region and modified mild-slope equation in the varying bottom bed region, the mathematical problem is handled for solution. Moreover, certain jump conditions are used to account for mass conservation at slope discontinuities in the bottom bed profile. To understand the effect of dual porous barriers in creating tranquility zone and minimum load on the sea wall, reflection coefficient, wave forces acting on the barrier and the wall, and surface wave elevation are computed and analyzed for different values of depth ratio, porous-effect parameter, incident wave angle, gap between the barriers and wall and slope length of undulated bottom. The study reveals that with moderate porosity and suitable gap between barriers and sea wall, using dual barriers an effective wave trapping system can be developed which will exert less wave force on the barriers and the rigid wall. The proposed wave trapping system is likely to be of immense help for protecting various facilities/infrastructures in coastal environment.     

巢湖兆河口门航道整治工程探讨

针对兆河入湖口门附近存在拦门沙碍航问题,采用实测资料分析和三维水沙数模计算相结合的研究方法,研究风生浪流动力作用下湖区泥沙输运特征,探讨口门航道整治方案布置。研究结果表明,巢湖底沙粒径较小,大风天风浪在近岸浅水区发生变形破碎,使水体含沙量增大,在风生湖流作用下,近岸泥沙表现为"波浪掀沙、湖流输沙"的运动特征。结合以往航道治理实践经验,提出整治与疏浚相结合的思路,多方案比选计算结果表明,筑堤方案可明显减小航槽淤积量,其中双侧筑堤方案整治效果更优。综合比选推荐采用双侧筑堤高坝缓坡方案。研究成果可为类似湖区口门航道整治提供借鉴。     

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。     

海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响

针对近年来全球变暖,海平面上升影响河口地区水文特性的问题,对海平面上升对长江口涨落潮历时差的影响进行研究。采用二维潮流数学模型的方法,模拟在长江口上游大通的洪枯季及年平均径流量条件下,海平面上升100 cm对涨落潮历时的影响。结果表明:海平面上升减小了长江口北支上半段、南支和南北港等中上游区域的涨落潮历时差,对靠近外海的北支末段和南北槽的涨落潮历时差影响很小。海平面上升加大了河口地区的涨潮动力,使长江口的涨落潮历时差有所减小,由此对长江口地区的盐水入侵和泥沙输运带来的影响必须引起重视。     

长江口南汇嘴海域表层悬浮泥沙分布和运动遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料,建立了长江口南汇嘴水域表层悬沙遥感模式,结合实测含沙量资料对南汇嘴海区表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行了分析,结果表明南汇嘴附近海域总体上含沙量较高,在0.5～1.5kg/m3变化。高含沙量多出现在杭州湾口中部、南汇嘴浅滩,杭州北岸芦潮港附近含沙量为0.5kg/m3左右。悬沙的浓度及范围随大、小潮和洪、枯季的不同而不同。悬沙的浓度及范围随潮差和风速增大而增大,南汇嘴边滩含沙量一般洪季高于枯季,杭州湾水域水体含沙量一般是冬季高于夏季。长江口与杭州湾之间存在着泥沙交换,长江口水沙以直接和间接2种方式进入杭州湾,而南汇嘴近岸水域则是交换的主要通道。     

细颗粒泥沙运动及滩槽交换对航道回淤的影响

潮汐河口细颗粒泥沙为主的泥沙运动方式呈现出复杂的形态,其不同的运动形态对河口演变和航道回淤问题的研究十分重要。讨论在潮汐、波浪条件下,非黏性沙的层移运动和黏性细颗粒泥沙近底高浓度悬沙层的类推移运动,以及浮泥层的推移运动等泥沙运动形态的特点、发生条件和运移规律。针对长江口南槽水动力条件,利用前人水槽试验成果,估算了主槽水体含盐度高于浅滩时,航道两侧浅滩近底高浓度悬沙横向输移进槽的输沙量,得到与实际基本相符的结果。