近30年台州浅滩及其邻近海域海床演变特性分析

利用1983、1988、2004和2011年4个典型年份水下地形数据,综合分析了台州浅滩及邻近海域近30a来岸线和海床演变的特点,并分析了其冲淤的主要动力机制。结果表明:台州浅滩及邻近海域海床整体上较为稳定,目前呈微冲态势;台州浅滩淤涨速率加快;浅滩前沿海域及口门附近深槽冲刷加剧。由于长江入海泥沙的减少,台州湾两岸促淤围涂工程对泥沙的拦截、岸线缩窄后束水作用引起的挟沙能力加强、龙口闭气取土工程对中、低潮滩泥沙的利用,是台州湾目前呈微冲态势的主要影响因素,而人工促淤和围涂工程是台州浅滩淤涨加快的主要原因。     

多年围填海工程对湛江湾水动力环境的影响

湛江湾为一半封闭海湾,从2003年开始湛江湾进行了多次围垦造地工程,水域面积已减小3.2%,围填海工程必将造成湛江湾水动力环境的变化。采用平面二维水质数学模型,在对潮位、潮流实测数据验证的基础上,对湛江湾不同年份围填海工程实施后的潮流动力变化进行模拟,对比了湾内流态分布和特征点流速变化,计算了海湾纳潮量的变化,分析了围填海对于湾内水交换能力的整体及局部影响。模拟结果表明,围填海工程对湾内流场的影响仅限工程附近水域,对湛江湾主航道流速影响较小;纳潮量随湾内水域面积的减小而减小,2015年湛江湾纳潮量与2003年相比总体减小3.4％。对于深水区围填尤其是伸入到主流区的围填海工程,由其引起的水动力环境改变和纳潮量变化都比较大,应引起足够重视;湛江湾多年围填海对于工程附近局部水域的水交换能力的影响显著,其中宝满港区由于位于深水区且伸入到主流区,导致水交换率变幅较大,在远期岸线规划应结合污染物治理方案进行。     

象山港岸滩演变和海床冲淤变化分析

基于象山港海域1935年、1962年和2005年3个年份的海图资料,应用GIS技术,计算分析了不同时段象山港的岸线变化、海床平面冲淤变化和滩槽平面变化,结合实测水文泥沙资料,探讨了该区域的冲淤变化趋势。分析结果表明,在1935—2005年间,象山港岸线总体上保持稳定,仅在部分凹湾岸段和岛屿周围由于围海筑堤而向海推进,速率约13.8 m/a,受此影响,潮滩细颗粒泥沙的沉积空间趋于减小,潮滩发育尚不完全;海床平面则经历了由冲转淤的调整过程,并呈现出湾顶附近轻微冲刷、口门附近轻微淤积、口门东侧缓慢淤积的冲淤分布特征。总体而言,象山港岸滩表现为轻微淤积,年均淤积速率0.54 cm/a,可以认为这主要是受人类活动影响所致。     

确定海湾填海优化岸线的综合方法

填海工程对区域生态环境有多方面的影响, 需要在新岸线确定时采用综合模型来全面评价各种影响并协调多个目标的需要. 本文以深圳湾为例, 提出 了一种确定海湾填海优化岸线的综合方法. 通过分析填海工程的主要影响及控制指标, 建立了它们之间的层次关系; 利用各种数学模型(如水动力学模型、泥沙模型和水质模型等）定量描述了各种填海岸线方案对应的海湾潮流运动、泥沙冲淤以及污染物迁移规律; 根据生态系统与潮流运动和泥沙冲淤的定性关系, 间接评价了填海对生态的影响. 在此基础上, 采用层次分析法确定了各种主要影响及控制指标的权重, 通过综合集成模型的预测结果评判了各种填海岸线的优劣, 最后对权重和模型计算误差的影响进行了敏感性分析. 这一方法便于考虑填海工程中多种因素的复杂影响.     

非结构网格模型在围海堤线方案比选中的应用

利用非结构网格模型FVCOM,对比分析了杭州湾北岸某围海工程各堤线方案对工程水域的影响。结果表明:非结构网格潮流数学模型能较准确模拟复杂岸线强潮海湾的潮流;合理的围海工程堤线方案可有效减小围海工程对水域水动力、海床冲淤的影响程度及影响范围;基于FVCOM的非结构网格潮流数学模型对于复杂的岸线和工程围堤线的适应性较好,且可无限加密。研究结果为围海工程堤线方案的选择及优化提供了一定的科学依据。     

崖州湾岸线变化过程模拟研究

以海南南崖州湾为研究对象,通过动力地貌调查、海域底质泥沙采样分析、钻孔柱状样沉积特征分析,研究崖州湾海岸动力地貌特征及发育演变规律,在此基础上,开展拟建三亚服务基地项目影响下的崖州湾岸滩冲淤演变趋势及环境影响研究,有以下认识:1崖州湾是由两个次一级弧形岸线组成的复合岸线,属波控侵蚀性动态平衡弧形海岸;2崖州湾岸线变化过程模拟结果显示,南海开发服务基地建设后1 a时间内,崖州湾岸线在中心渔港连岛堤以西2 700 m范围内均处于淤积状态,淤积岸段以西2 000 m范围内岸线后退明显,最大后退宽度77 m,南海开发服务基地建设对整个崖州湾岸线产生明显影响;3崖州湾冲、淤范围逐年扩大,冲淤范围扩大速率高于冲淤厚度变化速率,缓慢趋近平衡形态,而非在工程影响初期即表现出趋近平衡岸线的调整。4鉴于近岸工程影响下岸线调整有一定的滞后性和空间上从"侵蚀热点"逐步向两侧扩展的差异性,在海岸及近岸工程中应充分考虑工程影响下的岸线调整的时滞性,尽量避免近岸工程对岸线的破坏。     

围海工程带来的潮流变化

本文运用数值模拟方法对围填海工程造成的潮流变化进行研究与探讨,所使用的数学模型为具有自主知识产权的天津大学水流泥沙数学模型软件。文中以天津港与曹妃甸港的中间海区为例,分析了目标海域和其它海域的潮流特征变化,着重研究围填海工程对渤海湾造成的联合影响。最后得出几点结论:1围海工程使得渤海湾沿岸海区的潮流运动呈现出不规则的变化;2围海工程对渤海湾近岸海区的影响表现为流速的增大和潮流动力的增强,对离岸海区的影响则相反;3单项填海工程对海湾内整体潮流场的影响不大。     

杭州湾灰鳖洋海域海床演变趋势研究

分析了杭州湾灰鳖洋海域海床的冲淤变化过程,认为该海域基本稳定,呈现东部微冲西部微淤的局面,这一特点是与海域的水动力条件和泥沙沉积特性相一致的,也与海域的岸线变化相吻合。在此基础上依据海域边界条件的变化分析海域的演变趋势。     

江苏启东碧海金沙围堤工程海域水文泥沙环境特征分析

利用多期水文资料和海图资料,分析江苏启东碧海金沙围堤工程海域水动力条件、泥沙含量和底质特征及海床冲淤变化。结果表明,工程附近海域潮汐属于正规则半日浅海潮,平均潮差3 m左右;潮流性质以不规则半日潮流为主,潮流总体沿等深线走向呈往复运动,大潮期涨落潮垂线平均流速一般在0. 5～1. 1 m/s;近岸水域含沙量较高,向外逐渐降低,近岸浅水区平均含沙量一般在0. 3～0. 7 kg/m~3,深水区一般在0. 2～0. 4 kg/m~3,落潮含沙量大于涨潮含沙量,各垂线含沙量的垂向分布变化十分明显,底层与表层平均含沙量比值介于2. 0～10. 0之间,冬季含沙量明显高于夏季,主要是由风浪的季节性变化引起的;近岸潮滩底质以黏土质粉砂(YT)、砂质粉砂(ST)和细砂(S)为主,中值粒径在0. 016～0. 25 mm;自上世纪70年代以来工程海域等深线变化,除局部区域外,基本保持较好的稳定性。近些年来,受人为和流域来沙减少双重影响,岸滩总体呈侵蚀后退趋势。     

南澳羊屿村围填海拆除工程对水环境的影响

为了研究南澳羊屿村围填海拆除工程对周围水环境的影响,采用数值模拟方法,分析工程前后港池水域的流速流向、纳潮量和水体半交换时间的变化情况。结果表明:围填海拆除100 m后,口门附近水域流速增加0. 25m/s;港池纳潮量增大30%;港内水体半交换时间缩短1. 7 d。总体来说,实施围填海拆除工程,可以增强口门附近水动力条件,增大港池环境容量,提高水体交换能力,改善港内水质环境和生态问题,为编制南澳羊屿村历史遗留围填海项目生态保护修复方案提供科学的依据和客观指导。     

曹妃甸深水大港滩槽稳定及工程效应研究

曹妃甸是渤海唯一不需要开挖航道和港池即可建设30万t级大型泊位的天然港址.该深水大港滩槽及潮沟为一个整体,自然条件下能否长期稳定是关注的焦点,只有稳定才能建港.本文简述了曹妃甸近岸海区地貌及水沙运动特征,从海岸体系的形成发育过程出发,分析了滩槽长期稳定性的变化趋势.近期接岸大堤、港区围填与码头建设等工程效应的分析表明,甸头前沿深槽以冲刷为主,规划方案实施两至三年后工程引起的甸头前沿海床冲淤基本达到平衡状态.     

杭州湾南翼东部边滩时空演变特征及影响因素分析

采用研究区不同历史时期的地形资料,结合水动力条件、泥沙来源与促淤围垦工程,探讨岸滩时空演变特征及其作用机制。结果表明:1959—2010年的51 a间,岸滩以0.08 m/a的速率持续淤积,但近年来淤积速率有所减缓;0,-2,-5 m等高线的淤进速度各不相同,其中0m线以61 m/a的速率向海淤进,速度最快,岸滩剖面呈逐渐变陡的态势。沿岸潮流的输沙作用以及围垦促淤工程是岸滩持续淤高的主要原因,但受涨潮流的抑制、风浪的冲蚀破坏以及杭州湾大规模的围垦和长江来沙量减少的宏观背景下,岸滩的淤涨速度将会日趋缓慢。     

河口滩涂围垦对水动力环境影响研究综述

通过综述评价,认为河口滩涂利用对水动力环境的影响主要体现在:滩涂围垦使得工程水域的水动力环境发生改变,迫使原有的河床稳定状态重新调整;大量的泥沙淤积导致陆域向海发展,海岸发生改变,导致潮滩失去对潮能的存储与耗散作用,改变潮汐范围;大规模的围垦也会使河口缩窄,破坏滩涂的湿地形态,导致河流的行洪能力可能降低,使周边城镇易受洪涝灾害。提出应将滩涂利用对水动力、河口岸线变化和防洪御潮等方面的影响进行系统评价,以指导滩涂的高效利用与保护。     

潮滩围垦对近海潮流及污染物输移的影响研究

为研究潮滩围垦对潮流和污染物输移的影响,基于二维嵌套的水动力水质模型,以通州湾为例分别模拟了不同潮滩围垦工程前后的潮流场及污染物浓度场,并用实测资料对模型进行验证,据此分析潮滩围垦作用下的流速变化和以COD为污染指标的物质输运特征。研究结果表明:通州湾围垦工程具有一定的阻水作用,且在围垦一、围垦二的堤头出现了局部挑流现象,其余海域的流速流向基本没有变化;潮滩围垦阻碍了通州湾南侧海域高浓度污染物的输移扩散,改变了该海域的污染物浓度场,且随着围垦范围的扩大,局部污染物浓度有所增加。综上所述,潮滩围垦改变了潮滩地形、水动力环境特征和污染物输移扩散能力,进而影响到潮滩的水文状况和水质环境。     

基于水动力学数学模型的海湾填海岸线选择

海湾填海岸线的选择往往因顾及围垦面积、防洪、港口与航道以及生态诸方面对水动力学条件的不同要求而变得非常复杂。本文利用水动力学数学模型，以深圳湾为例研究了五种填海方案下的纳潮量、流场、潮位等海湾水动力条件的变化，讨论了流速、潮位变化对防洪、港口航道和红树林自然保护区的影响。在此基础上比较了岸线方案， 指出了在考虑不同水评价指标时对应填海方案的优劣。分析表明，方案优劣次序因满足的对象不同而有所差异；为了最大程度地满足诸对象的要求，需要通过综合比较，给出能够协调多种目标要求的优化岸线。     

Effects of cluster land reclamation projects on storm surge in Jiaojiang Estuary,China

Variations in coastline geometry caused by coastal engineering affect tides, storm surges, and storm tides. Three cluster land reclamation projects have been planned for construction in the Jiaojiang Estuary during the period from 2011 to 2023. They will cause significant changes in coastline geometry. In this study, a surge-tide coupled model was established based on a three-dimensional finite-volume coastal ocean model (FVCOM). A series of numerical experiments were carried out to investigate the effects of variations in coastline geometry on tides, storm surges, and storm tides. This model was calibrated using data observed at the Haimen and Ruian gauge stations and then used to reproduce the tides, storm surges, and storm tides in the Jiaojiang Estuary caused by Typhoon Winnie in 1997. Results show that the high tide level, peak storm surge, and high storm tide level at the Haimen Gauge Station increased along with the completion of reclamation projects, and the maximum increments caused by the third project were 0.13 m, 0.50 m, and 0.43 m, respectively. The envelopes with maximum storm tide levels of 7.0 m and 8.0 m inside the river mouth appeared to move seaward, with the latter shifting 1.8 km, 3.3 km, and 4.4 km due to the first project, second project, and third project, respectively. The results achieved in this study contribute to reducing the effects of, and preventing storm disasters after the land reclamation in the Jiaojiang Estuary.     

基于定量分析的江苏中部海岸线动态监测

江苏沿海中部外侧分布着规模宏大的辐射沙脊群,近岸属于典型淤长型淤泥质海岸,定量监测海岸线的动态变化对海岸带潮滩资源的开发和保护具有重要意义。以1979~2012年间6个时期的Landsat和HJ1A/B遥感影像为数据源,利用遥感和GIS技术对射阳河口至北坎尖之间的海岸线变迁和潮滩围垦动态进行定量分析。结果显示:1979年以来研究岸段总体向海推进显著,海岸线向海推进过程中,岸线长度和曲折度总体呈减小趋势;岸线推进速率均呈先增大后减缓的趋势。研究结果可为江苏沿海滩涂资源的开发和保护提供参考,亦可供江湖水库岸线利用与保护管理借鉴。     

用沉积理论分析黄河的造陆过程

在第四纪沉积理论基础上，对第三纪沉积速率提出计算方法，并选择牛顿法解渤海湾盆地沉积速率，研究了中国大陆东部边缘渤海湾盆地的沉积过程，得出盆地区域内沉积速率的变化存在3个高峰值，其年龄分别为：距今0～2Ma、24．0～32．6Ma、38．0～42．0Ma，为认识古代环境与地质演变提供了科学的依据。论述了黄河的造陆过程，指出第四纪以来黄河对渤海湾盆地沉积贡献最大。约距今10万年，原海岸线大约以燕山、太行山、嵩山、大别山、黄山等为界，距今10万～1万年间，我国的东部海岸线向外推移1000余km。华北平原是以黄河为主和其他河流一起挟带泥沙沉积形成的，就是现在陆地海拔在0～200m高科之间的、占国土面积约12％的中国东部平原。