近海表层水体悬浮泥沙遥感定量监测研究——以舟山海域为例

利用Landsat8遥感数据反演舟山海域悬浮泥沙的时空分布。研究结果表明:在空间上径流以及潮汐作用对舟山海域悬浮泥沙浓度影响较大,使得舟山海域悬浮泥沙分布在空间上呈现"西面高东面低,近岸高远海低"的格局;在季节上,冬季强度明显高于夏季的浙闽沿岸流对舟山海域的悬浮泥沙浓度分布有较大影响,舟山海域悬浮泥沙浓度在季节上表现为"冬季高夏季低,春秋两季过渡"的现象。     

基于HJ-CCD的舟山近海海域悬浮泥沙浓度遥感反演

舟山近海海域悬浮泥沙浓度较高,对于水质和生态环境等有不利影响,对其监测具有重大意义。为了反演舟山近海海域悬浮泥沙浓度,本文基于实测光谱数据和悬浮泥沙水体样本数据,结合CCD影像的波段设置,计算等效遥感反射率,建立水体遥感反射率与悬浮泥沙浓度的反演模型,发现R_e(3)/R_e(1)和R_e(3)/R_e(2)波段组合有着较高的相关性和反演精度,而(R_e(2)+R_e(3))/R_e(2)/R_e(3)的波段组合有着最高的反演精度。并利用HJ-CCD遥感数据,绘制泥沙浓度分布图,为舟山近海海域悬浮泥沙浓度监测提供有效方法。     

九段沙北侧输沙对长江口深水航道的影响

为了研究南汇边滩促淤圈围工程对长江口九段沙滩面输沙和南导堤越堤水沙运动带来的影响,在长江口整体潮 流河工模型上,采用定床输沙物理模型试验方法,研究了九段沙沿程滩面泥沙起动后的跨槽越堤输移,根据底沙在北槽的 分布分析了促淤圈围工程对北槽航道的影响。研究表明：无论有无圈围工程,九段沙的底沙均能够越堤进入长江口深水航 道,但促淤工程使九段沙头部进入北槽航道的泥沙略有减少,九段沙中部进入北槽航道的泥沙略有增加。     

海底电缆铺设对悬浮泥沙影响的预测研究

基于经过验证的海域二维潮流数学模型,建立模拟海域悬浮泥沙输移扩散的数值模型.结合浙江岱山至大鱼山某海底电缆铺设的实际施工情况,以移动点源模拟从海底电缆基槽开挖到铺设整个过程的泥沙扰动,分析不同起始施工时刻引起的悬浮泥沙分布情况,预测海底电缆施工过程中悬浮泥沙的增量分布及其对周围环境的影响.     

风对悬浮泥沙扩散特性影响数模研究

为探讨风对海岸工程产生悬浮泥沙的扩散特性影响,通过苍南海域海上倾倒试验实测资料验证了河口海岸地区平面二维潮流泥沙数学模型的计算参数。然后在模型中考虑风的作用,比较不同风向和风速作用下的悬浮泥沙扩散特性。研究结果表明:风会对悬浮泥沙的运动轨迹、扩散速度和扩散范围产生较大影响,且风向和风速是十分重要的影响因素。     

新工程条件下天津港区水流及潮汐特征值变化预测分析

采用二维潮流数学模型,对天津港北港池开通和导堤延伸方案实施后港内流场及港区潮汐特征值变化进行了研究。结果表明,工程方案的实施对港内潮汐特征值影响较小;导堤延伸形成的新港区口门处存在环流,环流范围大、持续时间长,容易在口门内区域形成泥沙淤积;港内其他部分基本呈往复流,流速较小;港内清水线位置外移至东突堤附近,西港区和北港池由于水体泥沙含量较低,泥沙淤积较轻;北航道与西航道交叉处在涨潮转落潮的一段时间内形成环流,有可能在此处形成泥沙淤积。     

应用MODIS遥感影像反演长江口表层泥沙场

以长江口拦门沙水域为对象,利用长系列MODIS遥感数据和"长江口遥测系统"实测含沙量,建立悬浮泥沙定量遥感模型,并反演长江口水域表层悬浮泥沙场.研究结果显示大潮涨潮后期九段沙附近存在高含沙水体进入北槽中下段.     

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.     

码头工程钻孔灌注桩施工产生的悬浮泥沙影响研究

本文建立了舟山金塘港区宏运物流有限公司通用码头附近海域二维水动力模型和悬浮物扩散预测模型，对潮流进行数值模拟，模拟结果可反映工程附近海域的潮流动力情况。进一步计算了概化桩基产生的悬浮泥沙源强，采取连续性移动点源模拟了码头桩基施工过程中产生的悬浮泥沙扩散，明确了悬浮泥沙扩散的范围和浓度，使得对钻孔灌注桩施工时产生的悬浮泥沙从定性描述细化到定量分析，有助于对周边敏感目标的影响分析和对海洋生物资源损失的定量计算。     

舟山钓梁二期围垦工程潮流泥沙数值分析

通过建立平面二维潮流泥沙数学模型并采用实测资料对模型进行验证,模拟了钓梁二期围垦工程南堤实施前后的潮流场,分析了围垦南堤建设后对螺门码头附近海域潮流的影响及冲淤变化情况。研究结果表明:围垦南堤的实施使得码头群东侧海区流速减小较明显。围垦南堤实施后钓梁湾内海域整体呈现淤积状态,平均淤积强度在0.8 m/a左右,码头前沿海域平均淤积强度约为1.1 m/a。     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

基于高光谱数据的东海近海悬浮泥沙浓度估测研究

本文旨在寻找悬浮泥沙浓度的遥感反演估测模型,并进行验证。现场持光谱仪利用水面以上法测量较少实测区东海近海二类水体的高光谱反射率,并同步获取水样分析泥沙浓度。通过对试验数据的分析发现,水体反射光谱有明显的"双峰"现象,即在可见光波段(560~720 nm)和近红外波段(810 nm)出现两个明显的反射峰。本文基于相关分析和最小二乘法建立了单波段及波段比值与泥沙浓度关系的回归方程。结果选择815 nm处单波段及815/555波段比值进行回归的拟合精度好,并且泥沙浓度对数和光谱反射率的反演效果最好。     

长江口北槽深水航道回淤相关问题分析*

从滩槽泥沙交换角度对长江口北槽深水航道回淤热点问题进行分析。取得新的认识：1）对长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换而言,温度、盐度以及上游来水来沙均是独立存在的因素,但都不能独立起作用或作用很弱,对北槽深水航道回淤影响也非常有限;2）在长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换中,拦门沙浑浊带、近底高含沙水体、南导堤越堤输沙、坝田淤积、边滩坡度及河床密实度变化以及层化和制紊效应等均是伴随而生的过程,这些现象的变化具有很好的一致性,但均不是独立存在的,不能独立对北槽深水航道回淤产生影响;3）波浪作用是引起长江口拦门沙河段滩槽泥沙交换往“冲滩淤槽”方向发展的根本动力,在北槽深水航道回淤原因分析及减淤研究中应抓住这个关键。     

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。     

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。     

潍坊寿光港区航道工程防沙堤平面布置形式研究

采用波浪潮流泥沙数学模型试验手段,对潍坊寿光港区防沙堤建设中的平面布置形式进行研究。根据研究成果,建议选择北槽航道作为5 000 t级通海航道,航道走向63.5°~243.5°。防沙堤工程建议采用双导堤形式,其中北导堤应接岸。建议堤头可先达-4.0 m水深处,观测其堤头附近冲淤变化后,再决定是否继续向海延伸。     

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。     

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。     

盘锦港深水航道水沙环境特征分析

综合多次现场实测资料,分析了盘锦港10万吨级深水航道的水沙特征,讨论航道回淤泥沙来源和产生泥沙骤淤的可能性。研究结果表明:1)该海区波浪动力不强,以风浪为主;潮汐为非正规半日潮,属中强潮海域;潮流为正规半日潮流,主要以往复形式运动,口门内侧存在强度较弱的旋转流。2)河口区和近岸浅滩含沙量高、外海深水区含沙量较低,泥沙主要以悬浮形式运动,大风影响下各站含沙量均显著大于常规天。3)航道沿程底质泥沙呈粗细交错分布;波流作用下两侧岸滩就地起动搬运的泥沙为航道淤积的主要来源和直接来源,回淤物质较细,泥沙淤积以悬沙落淤为主;出现骤淤碍航的可能性较小。     

长江口12.5m深水航道回淤变化及其影响因素

基于2010—2018年长江口12.5 m深水航道回淤、水文、泥沙、地形资料,对航道回淤变化及影响因素进行分析。结果表明：1)长江口12.5 m深水航道常态回淤量大,年际间存在波动,多年平均年常态回淤量约为6 500万m³,2012年后总体呈减小趋势,目前基本稳定在5 000万m³,年回淤强度约1.3 m/a; 2)回淤量与回淤强度具有明显的时空分布特征,即洪枯季分布不均、航道中段回淤集中;3)影响航道回淤时空分布的因素主要包括洪枯季泥沙来源和输沙强度、水沙盐结构和泥沙落淤条件、北槽中段水沙盐结构及滩槽泥沙交换能力等。对于北槽中段航道而言,主要受南导堤越堤泥沙影响较大。4)年际回淤变化总体呈减小趋势,其中南港—圆圆沙航道与滩槽高差的缩小和上游底沙输沙量的减少有关;北槽航道则是由于南坝田挡沙堤加高工程的实施有效改善了北槽内水沙环境,其实测减淤幅度为17.6%。