长江口横沙东滩促淤圈围工程

长江口横沙东滩促淤圈围工程位于长江口北港与北槽之间横沙岛东部浅滩,属称横沙东滩。对横沙东滩实施促淤圈围工程，一方面有利于控制长江口北港主槽的摆动、有利于北港下口边界的稳定．另一方面有利于防止滩面由于“风浪掀沙”使泥沙进入深水航槽，有利于长江口深水航道的维护。横沙东滩促淤圈围工程符合长江口综合整治规划的要求，也是长江口河势控制工程的重要组成部分。     

深水航道工程对长江口流场的影响

该文建立了一个长江口二维流场数值模型,分别对深水航道工程实施前后长江口流场进行计算,计算结果显示深水航道工程对长江口影响区域主要集中在北槽及工程施工地点附近,而对距离较远的测站影响小。通过对各测站水位、流速和断面潮量变化的分析,表明工程对长江口水位的影响较小而对流速和南北槽进口断面潮量的影响较大。     

长江口深水航道治理工程的设计与施工

长江口深水航道治理工程具有规模大、施工强度高、作业条件差,特别是滩面物质易发生冲蚀等特点,工程建设难度极大。经不断探索,依靠技术创新和严格、科学的管理,工程大量采用了新型结构,研制开发了一批施工新工艺和大型专用作业船,创造了水运工程建设的高速度,取得了良好的整治效果。长江口深水航道治理一、二期工程的成功实践,标志着我国河口治理技术已跨入世界先进行列。对工程的特点、技术创新和工程效果作了概要介绍。     

长江口深水航道治理工程概况

在中国，目前正在建设中的长江口深水航道治理工程一期工程，其目的在于开发开放上海浦东，从而进一步开发开放长江沿岸城市，把上海建成国际经济、金融、贸易的中心，带动长江三角洲和整个长江流域地区经济飞跃．该工程是中国当今水运交通项目中投资额最大、技术含量高的工程，也是一项跨世并造福于子孙后代的宏伟工程．该工程经过近40年来一大批专家、学者为疏通长江口航道上的栏门沙进行不懈的努力和艰苦卓绝的工作，通过多方案的反复比较，确定了“南淮北槽”的治理方案．1工程概况在长江口南港北槽中建筑两条导堤（其中北导堤全长49．2…     

长江口深水航道治理三期工程犢犎101工程实施效果评价

利用12.5m航道开通后的现场观测资料,结合潮流数学模型的计算,对YH101工程的实施效果进行了分析,结果表明:1YH101工程实施后,北槽主槽水动力增强,河床冲刷,主要技术指标与工程前期预测基本一致,工程的治理思路是正确的,实施效果是明显的;2YH101工程完工后的1a内,北槽实施了大尺度的航槽疏浚,对YH101工程效果的发挥起到了积极作用;3YH101工程后北槽航道的回淤量依然较大,开展进一步的减淤措施研究是必要的。     

数值分析长江口深水航道上段淤积的原因

目前,长江口北槽深水航道上段淤积较为严重,对航运产生了不利的影响.本文利用Delft3D-FLOW建立了长江口二维潮流的数学模型,并利用实测潮位、流速及流向资料对模型进行了率定和验证,模型计算结果与实测数据符合较好,该模型较好地反应了深水航道工程后长江口的水动力情况.根据模型计算结果,特别是南、北槽上河段主河道流速沿程变化过程、横沙通道涨落潮流量、南北槽分流比,对北槽深水航道上段淤积原因进行了分析,北槽沿程流速远小于南槽沿程流速,尤其横沙通道以上北槽河段流速更小,而且横沙通道涨、落潮量均较大,削弱了北槽和南港之间的水体交换,从而加强了泥沙在北槽深水航道上段进口段的落淤.     

台风风浪对长江口航道影响的模拟分析

针对台风风浪对长江口航道淤积的影响,运用Delft-SWAN建立了长江口波浪场数值模型,并以9912号台风对模型进行了验证。根据统计资料,选取两个代表性风速,分别计算长江口在夏季普通风作用下和台风风暴作用下波浪要素,根据计算结果,分析波高在两种级别风速影响下分布的差异,以及对航道通航的影响。特别计算了台风作用下波浪水质点近底运动速度与长江口口门床面泥沙起动速度之差,从而对台风产生淤积的机理进行了分析。计算结果表明：台风不仅引起长江口航道波高剧增,而且巨大的波能冲刷滩地掀起大量的泥沙进入航道淤塞水道,直接影响了通航。     

长江口深水航道治理一期工程实施对南槽冲淤演变的影响

根据长江口深水航道治理一期工程开工以来南槽的多次地形资料和分流比资料,详细分析了一期工程实施以来南槽河床的冲淤变化。结果表明:随着一期工程的实施,南槽上段的水流动力不断增强,河床刷深,深槽展宽。南槽中、下段受南槽上段冲刷、底沙下泄的影响,曾出现阶段性的淤积,但随后河床水深便得以恢复。1998-2003年南槽上段共冲刷近0.85亿m3泥沙。一期工程完成后,南槽上段和中、下段季节性冲淤规律不同,上段洪冲枯淤,中、下段洪淤枯冲,季节性冲淤幅度通常都在0.7m以内。南槽南、北两侧的南汇东滩和江亚南沙在淤涨的同时,也分别呈现出洪冲枯淤和洪淤枯冲的季节性变化规律。     

长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征

基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006,2008和2011年洪季大潮、2006,2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料,分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。分析结果表明:①中上段浅水分潮性质增强,且M_4分潮和M_2分潮的振幅变化幅度远大于M_2分潮;中段洪、枯季大潮平均潮差均减小;②中段M_2分潮流垂线平均长轴洪季大潮增大、枯季减小,长轴向均向北偏转且椭率减少;洪、枯季大潮涨、落潮平均流速均减小,优势流减小;③余流为中段含沙量贡献最主要的驱动力,其次是M_4分潮,随后为M_2分潮;中段洪、枯季涨落潮平均含沙量均增多,优势沙减小;④中上段潮动力非线性特征加强主要受三期工程中上段缩窄加深工程的影响;南导堤加高工程是中段流速减小的主要原因;洪、枯季优势流、优势沙的差异主要受上游来水来沙的影响;泥沙再悬浮是中段悬沙的主要来源,且洪、枯季含沙量差别主要受上游来水来沙及潮流动力强度控制。     

地形演变对黄河口切变锋位置及盐度分布的影响

基于FVCOM三维海洋数值模式建立了黄河口水动力模型,通过实测资料对数值模型进行了验证。验证结果表明建立的模型能很好的反映研究区域的水动力特性。利用该模型的数值模拟较好地再现了黄河口切变锋现象,并对两种不同类型的切变锋的形成、传播和持续时间的规律进行了分析研究。利用历年来黄河口地形演变的大致规律对黄河口附近的水下地形进行了演变,发现地形对切变锋形成位置有一定的影响,例如随着地形向外海淤进,切变锋的位置也随之向外海移动。还研究了地形的变化对黄河口海域盐度分布的影响,发现随着地形的演变,低盐度海水分布的范围会随之变大。     

长江口洪季水动力对海平面上升的响应特征

考虑到海平面上升对长江口水动力构成的严重威胁,该文基于MIKE21软件建立了长江口二维水动力数学模型,采用实测潮位、流速以及流向资料对模型进行了验证。对相关文献和IPCC报告进行总结归纳,得到2100年海平面保守上升值约为0.5 m。运用验证好的数学模型对海平面上升0.5 m后长江口洪季水动力进行了数值模拟。计算结果表明:海平面上升后,涨潮时间增长,落潮时间缩短;海平面上升0.5 m后,长江口南北支、南北港以及南北槽高潮位增加了0.43 m–0.46 m,高潮位增幅沿程向上减小,北支上段涨潮动力受阻较明显(潮位增幅较大);海平面上升0.5 m后,北支流速增幅比南支大,北支上段落潮流量增幅达82.8%,对北支水道的发展有利。总体而言,海平面上升对目前长江口沿岸的标准构成了一定威胁,但对已经衰退的北支水道有利。     

长江口深水航道整治工程影响下北槽河床冲淤变化分析

根据长江口深水航道整治工程前后(1998年1月与2008年2月)的地形测图,定量分析工程影响下的北槽河床冲淤变化,结果表明:1)10年间,研究区域内泥沙淤积总量高达3.37亿方,平均淤积厚度1.03m,其中入口段、上段、中段及下段的淤积量分别占淤积总量的16.5％、32.1％、29.6％与21.8％,淤积厚度分别为1.23m、1.12m、1.39m与0.65m;2)坝田泥沙淤积总量3.50亿方,其中航道北侧淤积量占58.3％,淤积分布特征为上段淤积厚度最大,下段次之,中段最小,分别为3.94m、2.44m和0.92m,航道南侧从上游向下淤积厚度逐渐减小,分别为3.32m、3.10m与1.87m;3)主槽整体净冲刷,泥沙冲刷总量0.68亿方,其中航道北侧冲刷量占87.9％,主槽上段冲刷深度最大,平均1.40m,下段次之(南侧0.10m北侧0.79m),中段淤积(南侧1.28m北侧0.59m).此外,还发现北槽河床冲淤分布,主要受整治工程影响,疏浚抛泥仅影响贮泥坑和抛泥区附近的局部区域,流域来沙量变化对北槽淤积量变化影响很小.     

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。     

长江口横沙浅滩演变及水沙变化特征研究

近年来，随着长江流域上游来沙的锐减，长江口滩涂面临着侵蚀的风险。为探讨河口滩涂在人类活动和自然环境影响下的冲淤演变规律及水沙变化特征，以横沙浅滩为例，采用实测资料与数学模型相结合的方式进行了系统研究。实测资料分析表明：1998～2010年，横沙浅滩淤积较为明显，2010～2019年，浅滩呈微冲趋势，其中-5 m以浅沙体体积在2010年达到最大，-2 m以浅沙体体积在2015年达到最大，说明近年来横沙浅滩出现了侵蚀现象。数学模型模拟结果表明，浅滩内水动力和含沙量均呈持续减小趋势。鉴于长江口来沙持续减小，横沙浅滩可能进一步发生侵蚀，未来需加强对流域来沙变化引起河口滩涂资源变化的关注，并考虑相应的补偿措施。     

长江口新成陆区域土壤重金属分布及风险评价——以上海市横沙东滩为例

为了解长江口新成陆区域土壤中重金属污染特征及其生态风险,对上海市横沙东滩71个采样点土壤中8种重金属(铜、铬、镍、锌、铅、镉、砷、汞)的含量进行检测和统计分析,并结合蒙特卡洛模拟对其生态风险进行评价。结果表明：(1)表层土壤中重金属的含量由高到低依次为锌、铬、镍、铅、铜、砷、镉、汞,其平均值均低于上海市土壤背景值。铬、镍、锌、铅、汞服从对数正态分布,铜、镉、砷既不服从正态分布也非对数正态分布。(2) Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属潜在生态风险因子高低顺序为汞>镉>砷>镍>铅>铜>铬>锌,8种重金属的潜在生态风险指数(RI)为36.80～150.96,处于轻微至中等生态风险水平,且以轻微生态风险水平为主(概率为93.34%)。ERL/ERM法评价结果表明,8种重金属时常发生生态风险的概率极小(<0.72%),镉、铅、锌、铜、汞、铬、砷很少或者无负面生态风险,而镍则偶尔发生生态风险(概率为95.04%)。8种重金属总体发生生态风险的等级和频率均较低,但部分重金属(如汞、镍)须予以一定关注。     

基于非结构网格的长江口横沙东滩新陆域数值模拟

为探讨长江口横沙东滩新陆域不同成陆方案对长江口北槽水动力条件的影响,基于CJK3DWEM模型,建立了新陆域数学模型,划分计算水域三角形单元138 281个,网格边长平均约150.0 m。计算结果表明:横沙东滩新陆域形成后,北港上断面、南槽下断面落潮分流比略有减小,分流比变化均在1.00%以内;南港河段、北槽中上段涨落急流速不同程度增加,增加幅度为5~15 cm/s;北槽下段涨落急流速略有减小,减小幅度为5~10 cm/s;北港沿程落急流速有不同程度减小,减小幅度为5 cm/s左右;工程区北侧和南侧高潮位降低,低潮位变化相对较小,原因在于圈围工程主要布置在横沙东滩高程-5.0 m以上浅滩区域,圈围后明显阻隔了涨潮漫滩流。     

对长江口深水航道治理工程中若干问题的思考

长江口深水航道治理工程对南北槽分流口及北槽进行大规模河口整治,至 2010 年已分别完成了一期、二期和三期工程,使长江口航道水深分别达到 8.5 ,10.0 ,12.5 m 的治理目标。但从二期 10 m 水深的维护开始,尤其是 2006 年三期工程开工以来,航道的维护疏浚量（包括三期施工期回淤量）急速上升,且回淤沿航道的分布极不均匀;2009 年加长了大部分丁坝,意图提高回淤集中航段的落潮流速,刷低滩面,减轻回淤,但效果不显著。为此,总结长江河口深水航道治理工程实施过程中出现的河口河槽演变若干问题,研究整治建筑物对北槽河槽形态、沿程水沙条件和地形的影响,初步分析造成高回淤量的原因,并从理论和方法上对河口治理工程进行了初步归纳,对长江口综合整治开发具有借鉴意义。     

长江口河势近15年变化特征及其对河口治理的启示

1998年长江口深水航道治理工程实施以来,开展了常年定期的长江口河势跟踪监测分析工作。基于此,从宏观角度系统分析和总结了长江口河势近15 a来的总体变化特征,并探讨了河势演变特征对后续河口治理开发的若干启示。结果表明:近15 a来长江口河势变化整体仍符合陈吉余等1979年提出的河口历史发育模式;长江口深水航道治理工程、青草沙水库等重大涉水工程建设对稳定“三级分汊、四口入海”的河势格局起到了重要作用;在2007年之后长江口河床冲淤调整程度总体趋于放缓,年内冲淤变化受径流过程影响仍较明显。从河势发展的角度看,未来长江河口的治理开发,须继续遵循河口向东南方向的演化趋势,综合考虑河口开发的相互影响,以及加快长江口综合整治开发等规划的实施步伐。     

长江口盐水入侵特征及规律

在分析长江口2002年3月枯季全潮水文测验资料的基础上,建立了“长江口—杭州湾—舟山群岛”海域大范围二维水流盐度数学模型,对长江口盐水入侵的特征及规律进行了研究。结果表明:受北支盐水倒灌影响,时间上南支某些水域不同于一般的涨(落)憩时盐度达到峰(谷)值,而是涨憩时盐度达到谷值,落憩时盐度达到峰值;空间上南支盐度分布在大潮期间呈现出“高—低—高”的格局,口门处的盐度在涨憩时明显大于落憩时,数值模型计算结果与实测数据分析相一致。同时,通过对北支潮径动力分析可发现,外海潮差越大,上游径流量越小,北支盐水倒灌南支的可能性越大,即北支口分流比随上游径流量呈指数增长,而与外海潮差成反比。研究成果可供研究长江口盐水入侵科技人员参考。     

长江口潮区和潮流界面变化及对工程响应

潮区界和潮流界是表征河口水动力作用的关键界面,是认识径流和潮流共同作用下泥沙输移和河床演变的基础.通过大通-徐六泾实测资料整理和分析,建立潮流界和潮区界位置的经验曲线,得到相同潮径组合下潮区界和潮流界相隔距离约为384km,即通过潮区界变化过程可探求潮流界年内和年际变化过程.主要成果为:年内潮流界最上端为501km,最下端可达口门附近;月均最上为434km,月均最下为155km,最大变幅为280km;潮区界年均位置、洪季平均及枯季平均位置分别为673km、617km、728km,潮流界多年洪季平均、枯季平均及年均位置分别为233km、344km、289km;90系列设计调度下潮流界位置10月和11月月均上溯最大达28km,下移距离月均最大达15km,洪季界面变化不大,枯季界面均值位置下移约3.2km,年均位置下移约1.8km.