黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

海洋腐植质的研究——Ⅳ.黄河口海水和沉积物中腐植质的分布

黄河是我国第二大河,素以含砂量高而著称于世,每年平均有12亿吨泥沙输送至河口,其中约有三分之二淤积在三角洲前沿,使黄河河道在三角洲上交替改变,河口不断地延伸、摆动,演变剧烈,构成了河口区特殊的水文和地球化学特征。为了配合中国科学院海洋研究所1984年对黄河口进行综合调查,作者于同年春季和夏季对河口及其毗邻海     

1976年黄河改道以来三角洲近岸区变化遥感监测

通过对黄河三角洲沿岸10个河口、潮汐汉道的23景陆地卫星影像高潮线的解译与对比,探讨自1976年黄河改道以来,三角洲岸线的变化特征;同时,利用GIS软件处理1976年和1992年滨海区水深测量数据,并与黄河利津站同期入海沙量进行对照分析。结果表明：1)目前黄河三角洲总体处于侵蚀破坏阶段,侵蚀岸线长相当于淤积岸线的2倍;2)人类活动对三角洲岸线变化的影响不断增强,人工海岸长度大幅度增加,总岸线长度缩短,岸线趋于平直;3)52．6％的黄河入海泥沙堆积于入海口附近,其中92％的泥沙堆积在15m水深线以内,向外迅速减少,20m水深线以外出现侵蚀;4)87％黄河入海泥沙往东、东南方向扩散与沉积,往南、东北方向扩散与沉积的泥沙很少,河口的北、西北方向整体上处于侵蚀状态。海岸侵蚀与河口泥沙的输移密切相关。     

黄河河口演变 Ⅱ.河口水文特征及泥沙淤积分布

黄河河口三角洲的演变过程是在特定的黄河水、沙条件及海域水动力诸要素共同作用下形成的。研究黄河河口水、沙条件及其海域诸水文要素变化过程,是认识三角洲演变的重要依据。而三角洲上各条流路的演变和泥沙淤积分布又是黄河特定的水沙条件、海域动力条件、地貌特征等综合作用的结果。     

黄河河口地区海岸线变迁情况分析

本文根据现有的实测资料,编绘了《黄河河口地区高潮线历史变迁图》,据此分析了黄河河口三角洲岸线变迁以及泥沙造陆、沙咀延伸、岸线蚀退的情况。从宏观的角度探讨了河口淤积延伸对下游河道的影响。提出了治理黄河河口的几点建议。     

黄河调水调沙期间黄河入海水沙的扩散与通量

以2007年夏季黄河调水调沙期间黄河三角洲海域3断面连续站及渤海南部24个大面站观测的流场、温度、盐度及含沙量资料为依据,分析了调查区水沙扩散特征,计算了各连续站的拉格朗日余流及泥沙输送单宽通量。结果表明,黄河入海泥沙扩散范围非常有限,主要分布在南至莱州湾西南部、北至北纬38°附近离岸约20km以内的带状沿岸区域;但黄河冲淡水出现大面积扩散,覆盖了整个莱州湾的北部和中部,最远可至龙口附近,黄河入海水沙扩散不同步。在现行河口和钓口流路废弃河口存在两个高浓度泥沙中心,分别对应于黄河入海泥沙和废弃钓口流路海域底质再悬浮产生的两个泥沙来源。河口及三角洲近岸切变锋的阻隔及辐聚作用,是大部分黄河入海泥沙沉积在河口及沿岸13m水深以内的主要动力因素。受余流方向及水体垂向湍动较弱的影响,两个高浓度泥沙中心很少有泥沙交换。冲淡水的大面积扩散主要受表层余环流的影响。余流及悬浮泥沙通量计算显示,夏季黄河入海水沙在近岸主要向东北方向扩散。     

黄河清水沟流路水沙组合和河口三角洲发育的宏观特性

黄河清水沟流路1976～1995年期间入海水沙偏少,年际和年内变化丰枯交替,河口三角洲的冲淤变化与入海水沙大小密切相关;分析其剖面淤积形态、洲面淤积造陆情况和泥沙淤积的空间分布,表明河口三角洲发育存在着初期迅速增长、中期快速增长、后期平缓增长的宏观特性和规律,根据水沙变化与河口三角洲增长面积的定量关系以及对未来入海水沙的预估,认为清水沟流路河口三角洲的发育将继续维持平缓增长的态势.     

黄河入海干流随潮流变化的特征及泥沙运动方向

前言黄河口自1976年5月改道走清水沟入海以来,行河八年,淤积延伸总长度达23.5公里,平均每年3公里,河口水下沙咀已凸出平均海岸线16公里。由于黄河水量少,含沙量大,每年挟带约11.79亿吨泥沙进入下游河道,河床不断淤积抬高,河口逐年向海中延伸,受洪水和风暴潮等因素的影响,入海口则在几十公里范围内频繁摆动改道,平均十余年,则需大改道一次,对河口三角洲资源的开发利用,非常不利。     

现代黄河水下三角洲地质灾害现象的空间分布

利用浅地层剖面、旁扫声纳剖面及测深资料对现代黄河水下三角洲的地质灾害现象进行了研究,发现三角洲不同的形成时期对应发育不同的地质灾害现象:①在现行河口地区,高浓度泥沙下潜海底形成了黄河口独特的浊流现象,河口泥沙的快速堆积和欠固结导致河口三角洲叶瓣以台阶状滑塌陡坎的形式向海尖灭;②由于河口物源断绝和受到冬季北风或偏北风作用,海底滑坡、冲蚀构造等大型地质灾害现象在老河口废弃三角洲叶瓣北侧大量发育;③埕北地区与孤东地区情况较为相似,经过长时间改造之后多种灾害地质现象大量分布,且在水深5~10 m的三角洲陡坡上最为发育。     

黄河在调水调沙影响下的入海泥沙通量和粒度的变化趋势

基于1950—2013年的黄河水文泥沙资料,系统研究了黄河实施调水调沙以来入海泥沙在通量、粒度组成和时间分布上的变化特征,揭示了调水调沙影响下黄河入海泥沙的变化趋势。在2002年黄河实施调水调沙以来,6—11月平缓均衡的持续性高水沙量取代了调水调沙之前7—10月峰值尖瘦的汛期特征,汛期与非汛期差异减小,入海水沙通量的季节性特征显著改变。随着调水调沙的逐年实施,河床泥沙颗粒粗化,临界起动功率不断增大,而调水调沙期间的径流量峰值基本稳定,径流对下游河床冲刷效率不断降低,导致入海泥沙通量持续降低、泥沙颗粒变细。可以预见,黄河河口的淤积将会大大减缓,入海的泥沙将更多地沉积在远离河口的区域,维持河口三角洲叶瓣冲淤平衡的临界泥沙量将会加大。     

黄河口治理工程的几个问题

黄河三角洲的治理，其关键是对河口泥沙的治理。随着经济的飞速发展以及环境的日益恶化，1970年以来，黄河的断流使黄河的治理和开发遇到新的困难和问题。黄河断流造成水资源短缺、生态环境恶化、河道淤积严重及过洪能力降低。黄河口治理开发应加强河口拦门沙的疏浚，整治下游河道，防御大洪水，开发利用水资源。上述工程的综合运用，使黄河的治理取得了较好的效果。     

渤海湾海岸带综合开发利用的优势及方向

渤海湾位于渤海西岸,南起黄河口,北至东亭县大清河口,两河口相连围成的渤海湾水域面积约为14400平方公里,海岸线长约650公里,包括天津市及河北省和山东省部分岸线。区内黄河、海河及滦河三角洲连成一片,地势平坦,属华北大平原一部分。由于入海河流每年约携带13亿吨泥沙入海,湾内淤积作用显著,并形成我国著名的粉砂淤积泥质海岸。潮间带规模宏大,宽度一般达4     

黄河钓口河口行水期泥沙输运过程的三维数值模拟

由于钓口流路行水时期普遍缺乏对河口和近海的系统观测,基于1976年黄河三角洲实测水深数据和汛期水沙数据,采用EFDC三维数值模式对钓口河口泥沙沉积动力过程进行了数值模拟研究。模型结果表明,钓口河口的羽状流和异重流的时空分布具有显著的潮周期变化特征。受与岸线平行的涨落潮流作用,表层羽状流的侧向摆动幅度较大,河口羽状流输沙主要平行于岸线方向,跨等深线的泥沙输运受到限制。汛期黄河入海的高浓度泥沙在钓口河口形成潜没的异重流,在底层沿河口轴线向北输运泥沙至三角洲前缘区域,泥沙输运通量比表层羽状流的输送通量高出一个数量级,且随着离岸距离的增大而呈指数形式快速衰减。随着水深增大,单宽泥沙通量的衰减速率逐渐减小。计算结果显示,由于汛期高浓度泥沙入海,钓口河口的异重流稳定存在,导致约75%的入海泥沙沉积在10m水深以浅的区域,25%的入海泥沙淤积在三角洲前缘外侧,异重流过程对汛期钓口河口泥沙向深水区输运和沉积具有控制作用。数值模拟结果与前人根据水深变化揭示的三角洲冲淤分布格局一致,与钻孔的沉积记录基本吻合。     

现代黄河三角洲表层沉积物的空间分布特征

基于近期在黄河三角洲附近海域采集的97个表层沉积物样品的粒度测试结果,研究了黄河三角洲海域表层沉积物的类型和空间分布特征,探讨了沉积物粒度分布特征与物源和沉积动力环境之间的关系。研究结果表明,研究区表层沉积物类型以砂质粉砂和粉砂为主,在绝大部分海域,表层沉积物的偏态表现为正偏和极正偏,分选程度较差,峰态表现为宽和很宽。现行河口三角洲叶瓣周围的表层沉积物以砂质粉砂为主,粒度较粗;而在远离河口的区域表层沉积物以粉砂为主,粒度较细。与20世纪80年代的观测结果相比,受物源供应和沉积环境的共同影响,近期黄河三角洲沿岸的表层沉积物有粗化的趋势,且河口口门区域表层沉积物粗化趋势最为明显。表层沉积物粒度粗化的主要原因是黄河入海泥沙供应不足,导致三角洲沿岸侵蚀加剧;黄河调水调沙以来入海泥沙的粒度变粗,粗颗粒组分在河口口门附近快速堆积。黄河水下三角洲现代沉积速率的分布特征表明,黄河入海沉积物主要在现行河口及三角洲的近岸区域沉积,在15m以深的区域沉积速率较低。同时,还可看出入海泥沙有向北和东北向的运移趋势,与渤海中部泥质沉积以及通过莱州湾向渤海海峡的泥沙输运相对应。粗颗粒沉积物在现行河口三角洲叶瓣的堆积范围与潮流切变锋的位置基本一致,反映了物源供应和沉积动力环境对研究区表层沉积物分布特征的控制性影响。     

黄河口快速沉积及其动力过程

现场观测资料和卫星遥感校准图像计算表明 ,185 5年以来 ,黄河三角洲新淤陆地 36 99km2 ,生长速率为 2 6 8km2 /a ,黄河输入三角洲 1× 10 8t泥沙形成 3 14 4km2 的陆地。进入河口区的泥沙约 88 4 %堆积在水下 8km宽的三角洲前缘。研究表明 ,这一堆积比例是河口切变锋、异重流和潮流场相互作用的结果 ,异重流在黄河汛期一直存在 ,大约搬运黄河来沙的 6 0 %沉积在三角洲前缘 ;一个潮周期内 ,切变锋出现两次 ,它能够捕获异轻羽状流中的悬浮泥沙堆积 ,也能够限制异重流的远距离扩散。切变锋消失后 ,少量悬浮泥沙才能远距离扩散 ,随潮流离开三角洲水下斜坡。     

苏北古黄河三角洲的演变

本文根据实地调查资料和有关文献,分别对古黄河三角洲在江苏滨海平原的地貌变化、变化速率及沉积特征等进行了论述。黄河三角洲发育可分为:全新世古黄河河口三角洲、最大海侵山前河口扇三角洲、喇叭口填充河口三角洲、分流入海串珠状河口三角洲、全流入海鸟嘴状河口三角洲、三角洲蚀退6个阶段。 从苏北古黄河三角洲发育特征可得出以下结论:1.在河流入海河口三角洲发育的漫长历史中,随河流本身来水来沙和人工作用,及海平面变化的影响,其发育具有明显的阶段性;2.河流入海河口三角洲发育的阶段性,随泥沙沉积形成了不同的河口三角洲模式;3.河流入海河口沉积的不同模式,在同一条河流中可以转换模式。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(Ⅰ)——模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

黄河口二维潮波泥沙有限元数学模型及应用(工)--模型及其验证

分析了建立黄河河口泥沙有限元模型的必要性,并结合黄河河口实际情况,建立了黄河河口二维潮流和泥沙数学模型。从数学模型模拟计算得到的潮位、流速和冲淤验证结果可以看出,由模型模拟的潮汐和潮流的等海洋动力特性以及泥沙冲淤和海底变形都与实测资料一致,表明建立的河口泥沙二维有限元数学模型可进行黄河河口的潮汐、潮流和泥沙运动及海底冲淤演变的模拟与预测。     

黄河三角洲地区水资源利用研究

黄河河口三角洲地区具有丰富的土地后备资源 ,是我国土地资源开发潜力较大的地区之一 ,但黄河水资源的可供水量有限 ,尤其是近年来深受黄河断流影响之苦。研究黄河河口三角洲水资源利用具有重要的意义。通过对黄河河口三角洲的水土资源条件和开发利用现状的分析 ,研究了河口地区的来水量 ,在此基础上 ,对河口地区的水资源开发利用方案进行了研究。文中建议河口地区的黄河可供水量为 7.8× 1 0 8m3/ a,此量既可以满足河口地区社会经济发展的需水要求 ,又可以保证河口地区的生态环境和所需输沙入海水量。     

2010年黄河调水调沙期间河口泥沙输运过程的数值模拟

利用EFDC三维数学模型,以整个渤海的水动力环境为背景,加入利津站逐日水沙数据和河口区域的风场数据,模拟了2010年黄河调水调沙期间河口入海泥沙输运过程。黄河调水调沙期间,河口泥沙的输运方式主要受到径流输入的悬沙浓度的变化的影响。通过模拟结果估算了不同传输方式相互转化的悬沙浓度阈值。在没有强风浪扰动的情况下,径流输入悬沙浓度小于13.5g/L时,河口泥沙的传输方式为表层羽状流;输入的悬沙浓度在13.5g/L-24.5g/L之间时,羽状流遭到破快,河口淡咸水由于密度接近发生混合;当输入的悬沙浓度在24.5g/L-29.0g/L时,在底层河口泥沙以低密度异重流的方式传输,在表层则同时形成羽状流;输入的悬沙浓度大于29.0g/L时,黄河入海径流在河口处迅速潜没,形成高密度异重流。高密度泥沙异重流携带大量沉积物沿着海底斜坡向海输运,其初始速度可达1m/s以上。异重流在传输过程中受到底床摩擦力的阻碍作用和泥沙沉降,速度和密度降低,逐渐向混合状态转化,最后以羽状流的形势向海传输。黄河入海泥沙在夏季主要堆积在河口三角洲附近的一个相当有限的区域。