上海、舟山新区重大涉水工程开发建设对钱塘江河口治理的启示

钱塘江河口周边区域重大工程布局和开发建设,尤其是杭州湾上海水域、长江口外和舟山海域重大工程相继实施,引起钱塘江河口(杭州湾)的来水来沙条件、水动力及泥沙环境发生相应的改变。研究外部环境变化对钱塘江河口防洪御潮、涌潮保护、滩涂资源开发以及重要的港口、航道等基础设施安全运行的影响。在正确认识外部环境变化影响的基础上,得出对新时期钱塘江河口(杭州湾)治理工作的几点启发。     

围垦工程对沙枉河口污染物输运影响分析

河口两侧实施围垦工程改变了河口形态和动力环境,对河口污染物输运也将产生一定影响。以连云港市赣榆县沙枉河口为例,采用平面二维扩散输运模型对河口两侧高滩围垦工程实施前后沙枉河口污染物输运的影响范围进行了数值计算,分析了河口两侧浅滩围垦工程对河口污染物输运范围的影响。分析结果表明,河口两侧浅滩实施围垦工程使得河口过流通道缩窄,具有排放口向深水迁移的效应,有利于河口受污水体向动力较强的深水区稀释;但围垦工程实施使得通道和前沿区域动力改变,当两侧围垦工程前沿水流减弱时,动力变化不利于污染物输运;相反,围垦工程促使前沿水流增加时,动力变化则有利于污染物输运。     

茅洲河口滩涂开发对洪潮及河势的影响与对策研究

基于潮流泥沙数值模拟,针对茅洲河口深圳市海洋新兴产业基地滩涂利用规划的比选方案,研究了不同径流与潮流耦合水文条件下,滩涂围垦对茅洲河泄洪纳潮的影响,以及对交椅湾滩槽演变的影响。研究结果表明,由于规划方案占用了茅洲河口主槽,泄洪不畅,造成茅洲河水位抬升,潮位最大壅升0.459 m,潮差减小,涨、落潮量缩减,最大潮量减幅为3.54%,对茅洲河的泄洪纳潮有不利影响。受浅滩面积减小和水沙输移路线改变的影响,交椅湾冲淤情势改变,茅洲河出口北汊被冲深,口外滩地则普遍回淤加大,最大淤强可达0.40 m/a。各方案影响基本相似,洪潮和河势影响与围垦规模正相关。鉴于此,滩涂开发利用需结合河道泄洪整治方案,才可确保区域的防洪安全和河势稳定。研究表明,综合方案实施后,壅水幅度缩减到0.012 m,涨、落潮量与现状持平,新开河槽较稳定,可实现滩涂资源的可持续利用。     

基于遥感图的瓯江南口洲滩演化特征及驱动机制研究

利用多时段卫星遥感影像资料,基于Arc GIS技术和ENVI软件分析了瓯江南口滩涂演化特征,并在此基础上结合河口重大工程建设、流域来沙状态对滩涂资源的变化机制进行分析。研究表明:滨海养殖围塘及围垦工程的实施对口门沙洲影响显著,且越接近入海口,影响越明显;入海口口门沙演变受堤岸潮流影响显著,涨落潮主槽的改变决定了口门沙的变化;河口重大工程建设既有促淤作用,也有冲蚀作用,主要取决于岸线改变与原河流主槽以及潮流主槽的关系。相关研究成果可为温州市瓯江南口规划与开发利用提供决策支撑。     

珠江河口口门区滩槽演变及对泄洪的影响研究

受流域来水来沙和高强度的人类活动的影响,珠江河口口门滩槽演变规律复杂,对泄洪安全的影响有待深入研究。本文阐明了珠江河口滩槽近期演变总体特征,揭示了河口拦门沙演变动力机制,评估了不同类别大型涉水工程对泄洪的影响和贡献率,提出了珠江河口径潮控制敏感区的划分方法,量化了涉水工程防洪影响关键控制指标。研究发现:(1)在来沙大幅减少背景下,珠江河口滩涂存在侵蚀后退的可能,滩槽近期演变总体上有利于口门泄洪;(2)季风成沿岸流和洪水径流是塑造磨刀门拦门沙东、西汊发育的主动力,洪水与波浪共同作用是形成拦门沙内、外坡冲刷,拦门沙顶淤高的主要成因;(3)涉水工程对河口洪潮水位、分流比、净泄洪量、纳潮量等影响的群体效应,伶仃洋东四口门桥梁工程群对潮位影响贡献率大于围垦工程,而在西四口门围垦工程对潮位影响更大;(4)引入径潮动力比概念,提出珠江河口径潮控制分区,识别了防洪敏感河段,建立基于单宽流量概念的工程阻水效应判断方法,划分防洪影响敏感水域;(5)综合分析提出了各敏感河段或水域的涉水工程的允许壅水高度,基于口门均衡断面的河相关系,提出涉水工程引起的潮量减幅应控制在1%~2%以内。     

大规模围垦后磨刀门河口沉积环境演变分析

珠江磨刀门河口围垦始于20世纪60年代,至90年代末期整治基本完成后,磨刀门河口向海快速延伸,河口类型发生转换,沉积环境发生显著改变。基于2003年、2006年和2015年磨刀门河口表层沉积物数据,通过表层沉积物粒度参数的时空分布反演不同时期沉积动力环境与沉积物输运路径,揭示大规模围垦后磨刀门河口沉积环境演变过程。结果表明:粗颗粒沉积物主要分布于口门外浅滩,沉积物中值粒径逐渐变粗,分选系数增大,偏态发生反转;受人类活动影响,河口区沉积环境的水动力明显增强,动力条件更加复杂多变。输运趋势分析表明磨刀门河口沉积物输移发生变化,沉积中心向拦门沙前缘转移。     

人类活动影响下磨刀门河口的泥沙输运沉积

磨刀门河口的自然演变进程深刻叠加了人类活动的影响,河口的地貌演变、水动力特征和泥沙输移沉积、底床冲淤趋势等发生显著变化.对围垦滩涂和修建治洪导堤两个主要人为治理措施的影响进行分析,得出整治前的磨刀门河口深槽水流散漫、泥沙漫滩沉积的状况得到改变,治理后河口的干支水道格局明确,水沙归槽输运,其中磨刀门水道因河槽束水束沙,径流输运显著,河槽呈现冲刷、延长的趋势;洪湾水道和白龙河水道亦河槽断面窄化、深化;磨刀门河口呈现出向外海延伸发展的趋势.     

浙江省入海河流河口建闸构想

浙江省入海河流众多,上游水库和河口地区滩涂围垦的建设,给防洪(潮)、治涝以及河口资源的保护和开发利用带来了较为不利的影响.河口建闸是河口治理的有效措施之一,通过河口建闸,可减轻闸上河道淤积;提升沿江两岸防洪(潮)排涝能力;改善水环境、提高水资源利用率.通过水环境和景观环境改善,继而又可改善人居和投资环境,提升城市品位.本文在分析各河口现状的基础上,提出在部分河口建闸的构想,分析建闸工程效益、影响及对策措施,为入海河口建闸的进一步研究提供参考.     

温州近海及河口二维水沙数值计算模式

为了合理开发、科学利用温州的海岸及港湾滩涂资源，切实反映众多围垦工程对海洋水沙环境的综合影响，建立了温州近海及河口二维水沙数值计算模式。验证结果和水流场、含沙量场表明，该模型较好地反映了温州近海及河口水流的运动特征和含沙量场的分布规律。     

伶仃洋河口近年潮位变化分析及原因探讨

利用实测资料分析了伶仃洋河口二十世纪七十年代以来年最高、最低潮位变化规律,得出高潮位抬升与口门港口、航道建设大幅度开挖、大规模采砂等致河口纳潮容积增大有关,低潮位抬升与口门地区滩涂围垦致口门水道泄洪路径延长、河口泄洪断面缩窄等有关。了解和掌握伶仃洋河口近年潮位变化,对河口防洪、综合治理及管理等有着重要意义,对掌握河口未来变化趋势、适应河口变化调整有指导作用。     

长江口北支围垦对其水动力影响的数值模拟分析

20世纪50年代以来,上海市和江苏省两地对长江口北支实施了大规模围垦,使北支河宽大幅度缩窄,地形边界显著改变。在利用MIKE21_FM构建长江口—杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,并用实测数据对模型进行验证的基础上,对北支大规模围垦前后的潮流场进行了模拟分析。研究结果表明：大规模围垦后,北支全河段平均高潮潮位抬升,平均低潮潮位降低;中上游河段涨、落潮流速增大,下游入海河段涨、落潮流速减小;南北支涨潮流汇流点上提至南北支交汇的崇头,涨潮动力增强。     

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。     

THE EFFECT OF RECLAMATION IN AREAS BETWEEN ISLANDS IN A COMPLEX TIDAL ESTUARY ON THE HYDRODYNAMIC SEDIMENT ENVIRONMENT

The Oujiang Estuary is a very complex tidal estuary with many islands, which is located in Zhejiang Province, China. Reclamation of areas between islands will create a great amount of land. In this article, the feasibility of reclamation of areas between Lingkun Island and Niyu is studied from the angle of its impacts on the hydrodynamic sediment environment. First, the natural hydrodynamic and sediment conditions and the seabed evolution are analyzed according to in-situ data. Second, numerical models of tidal current and sediment movement under the combined action of wave and current are set up with irregular triangular grid to carry out numerical simulations. The following conclusions are drawn from the study. (1) The areas between Linkun Island and Niyu are not a tidal passage. Wenzhou Shoal has been aggraded gradually, a condition favorable for reclamation. (2) The reclamation is feasible as far as its effect on surrounding hydrodynamic sediment environment is concerned. (3) The reclamation has great favorable socio-economic impacts.     

钱塘江河口治理对河口段潮汐特征的影响

利用七堡、闸口站多年实测潮汐资料,分析了钱塘江河口段潮汐特征的变化。结果表明,近40年来,由于受大面积围涂和上游来水条件等的综合影响,河口潮汐呈明显增强态势,表现为潮汐次数增加、低潮位降低、高潮位抬高、涨潮历时缩短、江水含氯度增大。建议重视围涂治江所带来的负面影响。     

沿海滩涂开发研究综述

回顾总结国内外沿海滩涂开发研究在利用模式、开发技术、对生态环境影响及管理方法等方面所取得的主要成果。指出当前学者主要研究的重点在于滩涂综合利用、关注水陆相互作用、重视与环境的影响以及加强综合管理方面。提出滩涂环境问题、水沙条件分析以及围垦技术及其行业标准的制定将是未来滩涂开发研究的重点。     

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.     

潮汐汊道开发中的水环境问题

以山东半岛月湖和海南岛博鳌港为例 ,论述人类开发活动对潮汐汊道带来的生态系统问题和航运防洪问题。在山东半岛月湖 ,为海水养殖而进行的口门围封和潮间带围垦造成了涨、落潮历时和潮流流速格局的变化 ,进而引起纳潮海湾的淤塞和水体交换的滞缓 ,最终导致生态系统的恶化 ,使海水养殖业蒙受损失。在海南岛博鳌港 ,口门航道的整治问题突出 ,但如果设计不当 ,航道整治工程的实施将给港内沿岸地区带来极大的洪水风险 ,使现有开发工程的设计不能满足防洪的要求。分析表明 ,潮汐汊道开发中所产生的水环境问题的解决 ,无论是生态系统修复 ,还是海滨城市的风险与安全问题 ,都需要多学科的交叉研究。     

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。     

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。