地形和径潮条件变化对东江三角洲洪季连通性影响

河流连通性是河流生态系统的基本特征,具有季节差异的同时也受人类活动干预。建立一维水动力模型计算1999—2009年间人为扰动后地形改变和径潮条件变化对东江干流博罗—石龙河段及东江三角洲洪季连通性的影响。结果表明:东江干流及东江三角洲水系成环发育程度较低,河道共享性较高,平均节点连接率大于1;地形下切和径潮条件变化未改变结构连通性;输运连通性既受河道地形变化的影响,也受径潮条件变化的影响,其中河道地形下切使水量传输能力减小,河流输运连通性减弱;径流增大及外海潮动力减小均导致水量传输能力增大,河网输运连通性增强。研究成果可为东江三角洲防洪、水利工程规划及水生态环境等研究提供科学依据。     

南黄海大型潮汐水道动力地貌环境对人类活动响应——以小庙洪水道为例

辐射沙脊群内潮汐水道由于没有固定的边界，其稳定性对人类活动影响更加敏感。通过收集近20年来辐射沙脊群南翼小庙洪海域实测高分辨率水下地形资料，结合数学模型分析研究人类活动对小庙洪海域水动力和地形冲淤累积影响。研究结果表明：近20年来小庙洪水域边滩匡围面积达126.09 km²，边滩匡围导致小庙洪尾部、中部及口门段断面流量分别减小14.2%、15.79%和9.13%；尾部、中部及口门段深槽区平均流速分别减小20~30 cm/s、10~20 cm/s和5~10 cm/s。小庙洪水道南侧-5 m等深线变化幅度较小，基本保持稳定状态；-10 m等深线继续向西延伸，向南拓展。近20年来小庙洪边滩匡围虽导致水道内纳潮量和水动力有所减弱，但由于目前匡围区均处于高滩区域，各匡围工程所引起的泥沙冲淤仅限于工程区附近，对小庙洪水道整体稳定性、深槽主轴南逼、口门水道整体北淤南冲的演变趋势没有产生明显影响。     

南黄海大型潮汐水道动力地貌环境对人类活动响应——以小庙洪水道为例

辐射沙脊群内潮汐水道由于没有固定的边界，其稳定性对人类活动影响更加敏感。通过收集近20年来辐射沙脊群南翼小庙洪海域实测高分辨率水下地形资料，结合数学模型分析研究人类活动对小庙洪海域水动力和地形冲淤累积影响。研究结果表明:近20年来小庙洪水域边滩匡围面积达126.09 km2，边滩匡围导致小庙洪尾部、中部及口门段断面流量分别减小14.2%、15.79%和9.13%；尾部、中部及口门段深槽区平均流速分别减小20~30 cm/s、10~20 cm/s和5~10 cm/s。小庙洪水道南侧-5 m等深线变化幅度较小，基本保持稳定状态；-10 m等深线继续向西延伸，向南拓展。近20年来小庙洪边滩匡围虽导致水道内纳潮量和水动力有所减弱，但由于目前匡围区均处于高滩区域，各匡围工程所引起的泥沙冲淤仅限于工程区附近，对小庙洪水道整体稳定性、深槽主轴南逼、口门水道整体北淤南冲的演变趋势没有产生明显影响。     

珠江三角洲近年地形不均匀变化对洪季水动力特征的影响

为探明在新水沙条件和人类活动的影响下珠江三角洲河网地形变化与洪季水动力特征变化之间的关系,以1999-2008年为研究时段,基于1999年地形建立一维河网数学模型,复演珠江三角洲地区"08·6"洪水,并与"08·6"实测资料进行对比,分析河网地形变化对洪季水动力特征的影响。结果表明:①珠江三角洲河网地形整体下切加强了河道行洪能力,在遭遇洪峰30年一遇的"08·6"洪水时洪水位整体下降,三角洲顶部马口站洪水位最大降幅达到0.9 m;②河网内潮差和潮汐传播速度增大,潮区界上移至马口、三水以上;③西江河网地形下切幅度大于北江河网,地形不均匀下切导致河网节点分流比改变,西江河网洪水期分流增加2%,马口站和天河站洪峰流量增幅分别接近1 500 m^3/s和1 000 m^3/s;④西江马口站分流比随上游洪水流量增大而减小的趋势没有改变,但地形不均匀下切导致其变化梯度增大。珠江三角洲近年地形的不均匀下切,是近年珠江三角洲河网地区,特别是河网腹地洪水灾害有所减轻的主要原因之一。     

鄂尔多斯盆地神木地区下二叠统太原组浅水三角洲沉积特征

鄂尔多斯盆地神木地区太原组是在北隆南倾的古地形背景下形成的以浅水三角洲为主的充填沉积。携带沉积物的河流进入海水后,由于河水与海水之间存在着较大的密度差异、侧向扩散较少,其三角洲前缘沿着海底继续向前快速推进,使水下分流河道延伸较远。研究区地形坡度平缓、水体浅,三角洲平原向前推进并进一步降低了地形坡度,从而减弱了携带沉积物的流体的动能,使得大部分沉积物在三角洲平原的分流河道中沉积下来。同时因水体浅,河口坝、席状砂等前缘沉积物常遭受进积的水下分流河道的冲刷和侵蚀而难以保存。研究区三角洲平原分流河道沉积极为发育,前三角洲相对不发育,三角洲前缘也以水下分流河道沉积为主。分流河道、水下分流河道常对下伏沉积物强烈冲刷,切割先期的沉积物乃至包括海相沉积物在内的深水沉积物。在三角洲废弃期,三角洲前缘沉积物常被潮汐作用改造。三角洲平原分流河道及三角洲前缘水下分流河道砂体呈带状分布,是天然气勘探的有利目标。     

流域减沙对长江口典型河槽及邻近海域演变的影响

基于2001-2015年长江口系列的水下地形和水文测验等资料,研究了流域减沙对长江口典型河槽及邻近海域演变的影响。结果表明:三峡工程建成后的近10多年,流域年均输沙量处于1.35亿t左右的较低水平。受其影响,长江口口内的南支、南港和北港上段的含沙量2008年之后明显下降,河槽冲刷、容积扩大,河槽形态向相对窄深方向演化。而拦门沙河槽的上游侧和口外侧近年来亦有所冲刷,拦门沙浅滩长度缩短。长江口水下三角洲前沿位于北港口外和南北槽口外有两个冲刷区,2007年之后年平均冲刷厚度达0.1 m左右,年侵蚀沙量达0.71亿m3。流域减沙对长江口河槽演变的影响尚在进行中,可能改变长江口水下三角洲向海淤涨的历史演变模式。     

粤东黄冈河大堤洪潮水面线分析推算

黄冈河大堤是一宗典型的独流入海河流防洪、防潮工程,由海堤与内河防洪堤组成,其洪潮水面线推算中起推流量与起推水位的确定,囊括了水文水利分析计算中设计洪水推算、调洪演算、洪水组合分析、潮汐分析、洪潮组合分析、天然河道水面线推算等内容.还包含有汇流历时分析、桥梁(墩)壅水计算等技术难点.这一系列的分析推算工作,及其在黄冈河大堤加固达标工程中的应用,具有示范案例作用,可作为其他沿海地区类似工程的参考.     

人为因素对珠江三角洲近30年地貌演变的影响

近二、三十年,珠江三角洲的218个围联成53个大围,堤线缩短。束水归槽,使水位呈上升趋势。河道大量采沙,使西、北江的分流比发生变化,相当于增加一条北江的水量和沙量向东四口门输送。控支强干,主要河道由淤转冲。来水量增多而河道比降变小,造成局部洪峰水位异常壅高。东口门伶仃洋水域面积的缩小、年均淤积量、浅滩面积的增长、港口的淤积等,都比西口门磨刀门显著。1966～1996年,平原扩展速率达160～260m／a,各口门延伸10～13km。伶仃洋围垦面积占可垦滩涂总面积的52％,磨刀门为88％。磨刀门的口门导治格局已基本形成,构成一个新的“磨刀门三角洲”。     

1958—2015年长江口水下三角洲地形演变特征及趋势

基于近期流域减沙背景下长江口水下三角洲地形的演变特征与趋势,选用1958—2015年覆盖面积超过7 000 km2的长江口实测水下地形数据,在Surfer软件支持下开展水下三角洲地形冲淤分析,探讨了水下地形演变影响因素。结果表明:1958—2015年,长江口水下三角洲经历了淤积—平衡—剧烈波动3个阶段;持续的流域减沙已导致10 m等深线以浅区域从2009年开始进入净侵蚀状态;流域来沙锐减与极端气候引发的口外及邻近海域对河口泥沙的补给是近年长江口水下三角洲冲淤变化剧烈的主要原因;长江口向外海年均输送泥沙量可能低于1.20亿t,与近年流域年均来沙量较为接近,未来长江口水下三角洲有望逐渐进入整体冲淤平衡状态。     

三峡水库蓄水后城陵矶至九江段河道冲淤调整机理

大型水利枢纽的修建引起了下游河道的冲淤调整,对生态环境、防洪、航运等都有显著的影响。2008年三峡水库175 m试验性蓄水以来,城陵矶以下河段冲刷加剧。为探究水库影响下游河道冲淤调整特征及其驱动机制,分析了城陵矶至九江段河道冲淤分布及断面形态变化特征:2008年以来河道冲淤变化主要集中在基本河槽,其变化占整个平滩河槽的90%以上,且基本河槽冲刷加剧;断面形态表现为河槽冲刷下切、断面趋于窄深化。在此基础上,通过建立2008—2016年河段尺度的基本河槽形态参数与水流输沙能力的经验关系,发现螺山、汉口两站流量分别为29000~31000 m 3/s、31000~33000 m 3/s时,河槽形态与水流输沙能力的相关性最强、造床作用和水流冲刷强度最大,因此,可以认为是2008年以来影响城陵矶至九江段冲淤调整的特征流量。2008年以后,该流量级以下的水流累积造床作用凸显,是冲淤变化部位调整到基本河槽的主要原因;同时,受各站d>0.125 mm粒径组泥沙输沙量大幅度减小、航道整治工程的影响,河槽冲刷加剧。     

松辽盆地中央坳陷南部下白垩统泉头组四段沉积相

松辽盆地中央坳陷南部下白垩统泉头组四段沉积时期，松辽盆地地形平缓，基底沉降缓慢，在湖平面整体扩张及浅水背景下河流入湖成三角洲沉积。通过岩心观察、相标志与测井相研究，该区储层主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，识别出三角洲平原、三角洲前缘、前角洲3种亚相，以及分支河道、天然堤、决口扇、分支河道间湾、水下分支河道、水下决口扇、河口坝、远沙坝、水下分支河道间湾9种微相三角洲平原、三角洲前缘广泛发育，前三角洲不发育。三角洲平原分支河道通过填积和频繁的分叉改道，向湖盆中心方向长距离推进，在三角前缘的浅水区域发育了大量水下分支河道，分支河道与水下分支河道砂体相互切割、叠加，形成了平均宽度200~600 m、平均厚度3~8 m的道单砂体，（水下）分支河道砂体构成了油气富集的主要储集体。该区沉积相的精细研究，为进一步调整开发井网奠定了基础。     

华阴市罗敷河应急分洪工程方案探讨

近年来罗敷河连续发生超标准洪水漫溢险情,给人民生命财产造成了巨大损失,通过调查分析提出罗敷河应急分洪工程方案,经对比得出罗敷河在高铁路以下弯道处设分水口,将河道超标洪水通过分水闸和引洪渠引至二华干沟以北新建的蓄洪区,同时兼顾洪水资源利用,形成湿地水面,改善区域生态环境。通过建设应急分洪工程可消减洪峰流量,提高河道的整体防洪能力,有效的解决二华夹槽地区的防洪压力。     

长江九江段40年来河道演变的DEM研究

利用地理信息系统(GIS)与数字高程模型(DEM)技术,模拟了40年来长江九江段的冲淤过程,结果表明:1963-1972年,总体表现为淤积,淤积量为650.5万m3,平均淤积速率为65万m3/a。1972-2002年,总体表现为冲刷,冲刷量为2072万m3,平均年冲刷率为103.6万m3/a。1963-2002年,九江河床总体表现为冲刷,冲刷量为1497.7万m3。2003年与1963年比较,河床淤积区域主要在长江九江上段的近南岸区域、中下段的中间区域;冲刷区域主要在长江九江上段的中间及近北岸区域、中下段两岸的近岸区域。长江九江河段40年的演变是河床的边界条件、上下游来水来沙及人类活动耦合的结果。中下段南岸的不断刷深和南偏对九江的防洪带来更大的压力。     

地形、气候与湖面波动对浅水三角洲沉积环境的控制作用——以松辽盆地北部东区葡萄花油层为例

松辽盆地北部东区葡萄花油层沉积时期,基底整体一致下降,气候干旱,地形平缓,河流入湖发育浅水三角洲。三角洲平原上的分流河道通过填积和湖面的频繁波动向湖泊中心方向长距离推进,在三角洲前缘的浅水区发育很有特色的水下分流河道,发育了宽展的三角洲前缘相沉积。在平面上,三角洲平原与宽展的三角洲前缘、前三角洲平缓相接,不存在Gilbert型三角洲模式的顶积层、前积层、底积层三褶结构。     

长江澄通河段河床冲淤对流域减沙的响应

为研究潮汐河道不同区段在流域来沙减少条件下的冲淤响应机制,以长江澄通河段为例,根据水动力特性将其划分为江阴—天生港和天生港—徐六泾两段,结合1950—2014年的水沙资料及2005—2014年的地形资料,比较两段冲淤对流域减沙的响应差异。结果表明:上游江阴—天生港段对流域减沙敏感,较快地由淤积转为冲刷;下游天生港—徐六泾段1998—2004年期间受洪季平均径流流量减小、潮汐顶托作用相对增大的影响,冲刷速率为减小趋势,2004年以后受洪季平均径流流量增大、潮汐顶托作用相对减小及流域来沙持续减少的共同影响,冲刷速率为增大趋势。使得潮汐动力对天生港—徐六泾段由促淤变为促冲的临界洪季平均径流流量为36 000 m3/s,该径流流量也是使得潮汐顶托作用在江阴—天生港段由不显著变为显著的临界流量。目前,流域减沙已加剧澄通河段整体的冲刷。     

珠江流域感潮河段洪潮遭遇联合风险分析

在防洪潮规划中洪潮遭遇分析尤为重要。以西、北江三角洲作为珠江流域感潮区域的典型区，运用Archimedean Copula函数构建了年最大洪水和相应48h内最大潮位、年最大潮位和相应48h内最大洪水两组联合分布，通过联合风险概率模型，计算了洪潮组合的风险概率。结果表明：较高重现期洪水遭遇较低重现期的潮位、较高重现期潮位遭遇较低重现期的洪水风险概率会更大。基于Copula函数的洪潮联合分布拟合较好，组合风险分析可靠，为珠江流域感潮河段防洪、潮工程的设计风险计算提供理论参考。     

长江中下游河道冲淤演变的防洪效应

近年来长江中下游来沙量持续减少,河道面临长距离、长历时的冲淤调整,河道蓄泄关系发生变化,对防洪造成影响。在长江中下游河道冲淤及其蓄泄能力变化预测成果的基础上,对比计算了现状和未来河道蓄泄能力条件下,遇1954年洪水,长江上游水库防洪调度和中下游地区超额洪量的变化情况。结果表明,未来随着长江中下游河道进一步冲刷,河道槽蓄容积增加,相同防洪控制水位下的河道安全泄量增大,三峡水库在进行防洪调度时可下泄流量增大,总拦蓄洪量减小,长江中下游地区总超额洪量减小,但超额洪量在地区分布上存在从上游向下游转移的情况。     

古构造、古气候和古基准面对三角洲前缘砂体类型的控制——以四川盆地上三叠统为例

古构造、古气候和古基准面控制着盆地活动性质、供源体系和沉积物粒度等,从而控制着三角洲前缘砂体的类型及分布。通过全盆地123口井的岩心（共4 600 m）、26条露头和1 078口单井的系统分析,发现四川盆地上三叠统三角洲相砂体可细分为扇三角洲砂体、辫状河三角洲砂体和曲流河三角洲砂体3类。古构造、古气候和古基准面控制三角洲前缘砂体类型。古构造包括盆地古地形、盆地结构和构造活动特征。平坦古地形造成滨岸带宽度和底形摩擦力增大,从而滨岸带水体能量降低,三角洲前缘河道砂体发育。盆地结构控制着物源供给、地形坡降和水流性质,从而控制三角洲前缘砂体类型和分布。幕式运动造成构造平静期和活跃期交替,物源性质和地形坡降也随之改变,使三角洲前缘不同砂体交互出现。古气候变化造成季风性质和植被性质差异,季风盛行的干燥时期水体能量高,三角洲前缘水下分支河道砂体改造强烈,滩坝砂体大面积发育;季风不盛行的潮湿期水体能量低,物源供给较小,三角洲前缘砂体易于保存,河道砂体发育。基准面下降期,盆地水体收缩,三角洲砂体向盆地推进,河道砂体发育;基准面上升期,盆地水体改造能力强,三角洲前缘滩坝砂体发育。     

地形,气候与湖面波动对浅水三角洲沉积环境的控制作用

松辽盆地北部东区葡萄花油层沉积时期,基底整体一致下降,气候干旱,地形平缓,河流入湖发育浅水三角洲。三角洲平原上的分流河道通过填积和湖面的频繁波动向湖泊中心方向长距离推进,在三角洲前缘的浅水区发育很有特色的水下分流河道,发育了宽层的三角洲前缘相沉积,在平面上,三角洲平原和宽层的三角洲前缘,前三角洲平缓相接,不存在Ｇｉｌｂｅｒｔ型三角洲模式的顶积层,前积层,底积层三褶结构。     

长江中下游河道冲淤演变的防洪效应

近年来长江中下游来沙量持续减少，河道面临长距离、长历时的冲淤调整，河道蓄泄关系发生变化，对防洪造成影响。在长江中下游河道冲淤及其蓄泄能力变化预测成果的基础上，对比计算了现状和未来河道蓄泄能力条件下，遇1954年洪水，长江上游水库防洪调度和中下游地区超额洪量的变化情况。结果表明，未来随着长江中下游河道进一步冲刷，河道槽蓄容积增加，相同防洪控制水位下的河道安全泄量增大，三峡水库在进行防洪调度时可下泄流量增大，总拦蓄洪量减小，长江中下游地区总超额洪量减小，但超额洪量在地区分布上存在从上游向下游转移的情况。