洋山港区堵汊工程对海底地形影响初探

基于洋山港海域内长系列ADCP断面走航及定点的水文观测资料进行统计分析,讨论洋山港区在Ⅰ—Ⅲ期工程影响下海域内潮动力的变化及其对海床冲淤的影响。结果表明,由于小洋山—镬盖塘、大乌龟—颗珠山及将军帽—大指头岛三个汊道的封堵及填海,在北岛链以小洋山岛为基础形成一长方形陆域,且在陆域南沿形成一长约5.7km的顺直岸线。工程后由于潮流运动的底、侧边界发生改变,流场随之发生变化,突显潮波运动的非线性效应和科氏力效应,在以潮动力为绝对主要的水动力自然环境下:北港区潮流速随着工程的进行先剧减后又回增;工程后海域在涨、落潮流转流时段形成潮流弱环流;主通道北侧涨潮流增强,南侧落潮流增强。海床冲淤环境也随之改变,北港区前沿水域海床发生微冲,主通道西南海床则淤积,海域内的-10m等深线也东西向呈现波状移动。     

杭州湾北岸岸滩冲淤分析

杭州湾北岸经历了先侵蚀后淤涨的历史过程。近年来由于南汇边滩大规模促淤圈围工程及长江来沙量减少,造成冲刷带由东向西移动。经分析东部南汇段2003年以来处于冲淤平衡阶段,奉贤段总体上处于冲刷状态,顶冲点移至三团港附近,金山段处于相对稳定状态。     

杭州湾北岸金汇潮滩冲淤分析

杭州湾北岸在南汇嘴和金山嘴人工控制节点作用下,形成微弯内凹的弧形海岸廓线,金汇岸段位于弧形岸线凹段。由于海岸凹段内水流相对较弱,尤其是涨落潮转流过程中低流速(<20cm/s)历时长,有利于泥沙下沉淤泥。11世纪中叶,杭州湾北岸自修筑了第一条海塘进入人工控制后,金汇潮滩处于淤涨中。近年来,受长江来沙量减少和南汇边滩促淤圈围工程的影响,进入杭州湾北岸水域的泥沙也有所减少,出现冲刷现象,金汇潮滩由淤涨型转换为冲刷型。     

曹妃甸浅海人工岛工程海底泥沙冲淤

浅海人工岛建设改变了周边海洋环境动力边界条件,引起周边海域泥沙冲淤变化。对卫星遥感数据和地形测量数据进行了对比分析,结合研究区风浪、潮流、悬浮泥沙分析了海底地形变化原因,研究了周边海域的泥沙冲淤规律,并对淤积和侵蚀的程度进行了量化评价,提出可以对护岛潜堤进行优化设计,此研究对类似浅海人工岛建设具有指导作用。     

杭州湾北岸岸滩冲淤演变浅析

收集了1976～2004年杭州湾北岸的多幅地形图,使用ARCGIS软件进行数字化处理,以这些资料为主要依据对杭州湾北岸岸滩冲淤的历史演变和近期演变特征及其影响因素进行了分析.结果表明:(1) 历史上杭州湾北冲南淤,其北岸经历了先侵蚀后淤涨的过程.(2) 由于圈淤围垦,近30年杭州湾北岸岸线全线外移.(3) 近30多年杭州湾北岸的冲淤演变:1997年前芦潮港至南奉边界岸滩基本处于淤积状态,1997年后基本处于冲刷状态;金山岸滩基本处于稳定状态;金山嘴-金山卫滩涂一直比较稳定;漕泾-金山嘴滩涂经历了一个冲刷-淤积-再冲刷的过程,但冲淤幅度不大;奉贤部分岸滩处于侵蚀状态,1997～2004年0 m等深线以上岸滩进入侵蚀状态,侵蚀带由东向西推进,同时也向岸北侵,使-5 m等深线以下滩坡侵蚀变成-5 m等深线以上滩坡侵蚀.杭州湾北岸岸滩冲淤受多种动力因子的影响,除受潮流和风浪等动力因子的作用外,南汇边滩和杭州湾北岸围垦工程的影响及长江来沙量的减少是造成杭州湾北岸岸滩冲刷的两个重要因素.     

东山湾泥沙运移趋势及其对海底冲淤的影响

本文根据1984和1988年东山湾水文泥沙观测资料,研究了该湾水体含沙量分布、运移趋势和泥沙来源。结果表明:泥沙含量较低,其平均值为37.1g/m~3,最高值为531.88/m~3;泥沙含量的分布趋势从漳江口向东山湾口递减;漳江口泥沙淤积严重,其平均淤积速率为13.8cm/a,而东山湾口区处于冲刷状况,东山湾泥沙主要来源于漳江流域和该湾周边区域。此外,浙闽沿岸流也携带来部分泥沙。     

长江口北槽深水航道工程对九段沙冲淤影响研究

根据1989～2003年长江口九段沙附近地形图,在地理信息系统软件MapInfo的支持下,分析了北槽深水航道工程对九段沙冲淤演变的影响。在长江来沙减少总的情势下,九段沙总的淤积速率在明显下降,但北槽深水航道工程使局部冲淤形势发生逆转：九段沙顶端到江亚南沙大片区域淤积速率显著增强,沿北槽深水航道南导堤外缘形成一个10km长的淤积带;九段沙东侧水下三角洲受工程的影响不大,淤积速率持续降低并底端发生冲刷。     

应用数字地形模型方法分析漳州港海底冲淤变化

利用漳州港海域无围堰填海造地前后的水深测量数据，结合海域地质钻探、表层和柱状沉积物资料，用数字地形模型方法计算了该区海底的冲淤量，分析了冲淤变化及其影响因素，结果显示：（1）淤积主要发生在近岸海域，其主要原因是近岸3-10m厚的海底淤泥层在回填土的挤压和推移下发生形变，产生淤浅假象；另一个原因是回填时部分泥沙流失入海，淤积在近岸海域，致使淤积强度增大。（2）由近岸往外，淤积强度逐渐减弱，并过渡为产中刷状态。     

1980年以来山东文登张家埠港冲淤演变分析

山东文登张家埠港位于山东半岛南部的靖海湾,属于潮汐汊道-溺谷型海湾,研究其冲淤演变特征,对于认识这类海湾的动力地貌演变以及人类活动对海湾的影响具有一定参考价值。本文基于1980、1997、2009和2021年4年份的海图水深资料,采用GIS 技术进行等深线叠加分析和数字化定量冲淤计算,分析1980年以来张家埠港航道地区的等深线变化、平面冲淤变化及固定剖面的地形变化。结果表明：1980—2021年,张家埠港整体处于淤积态势,平均淤积厚度为1.08 m;0 m等深线整体向航道中心淤进,5 m等深线淤积变浅面积减少了67.01%;航道在塘子咀至长会口咀岸段西侧的淤积厚度远大于东侧。自1980年以来,张家埠港两侧养殖池的修建改变了当地的潮流状况,导致航道内由淤积转为侵蚀状态,长会口外的拦门沙被迫下移,张家埠港的地貌发生了深刻变化。     

黄河三角洲孤东近岸冲淤演变及其影响因素

为更好地了解近40年来孤东近岸的演变过程,以研究区剖面水深地形、Landsat影像和利津站水沙数据为数据源,采用遥感技术及数理统计法对研究区域岸线及面积变化进行监测计算,并分析1976—1986年、1986—1996年、1996—2002年、2002—2014年4个不同阶段的冲淤演变及影响因素。结果表明:(1)孤东近岸经历"强淤积-冲淤平衡-侵蚀-强侵蚀"4个阶段。孤东近岸海域由淤积向侵蚀转变始于1996年,且在2002—2014年间侵蚀最为严重,大部分近岸海域蚀深达到6～8 m,侵蚀最大深度超过8 m;(2)等深线变化时空差异明显,蚀退最先出现在北侧,且近岸5 m水深区域内冲淤变化较水深10 m内敏感;(3)研究区近岸侵蚀,离岸淤积,剖面冲淤平衡位置由CS19剖面的11 m水深变化到CS21剖面的5m水深;(4)黄河入海水沙的减少、河口人工改汊、孤东大堤建设和海洋动力作用都对孤东近岸的冲淤演变产生影响,维持研究区冲淤平衡的年均来沙阈值为3.78亿t/a。通过此来进一步探究孤东近岸演变进程,为孤东近岸防护提供科学指导。     

上海洋山建港后港域夏季水文泥沙状况分析

对2007年9月17-26日在上海洋山港海域固定观测点(平均水深13 m)观测得到的水文泥沙要素,以及悬沙和底质样品分析.分析结果为:1)港域有效波高0.21-1.37 m(风速0.6～14.0 m/s),平均0.61 m(平均风速5.5 m/s).平静天气(平均风速小于5.0 m/s)下,波高随水深变化,两者的相关系数为0.899;而在强风天气下,波高受风况控制.2)最大表层流速超过2.00 m/s.大潮涨潮流占优势,小潮时落潮流占优势;与北岛链汉道封堵前相比,大潮涨、落潮平均流速分别减小15%和30%,小潮涨、落潮平均流速均减小30%～40%.各层余流均为西北方向,与涨潮流方向一致;垂向平均余流速0.11 cm/s,表层达0.25 m/s.3)离底高程1.35 m层和0.35m层最大悬沙浓度均大于3 kg/m3,两层平均悬沙浓度分别为0.89和0.95 kg/m3.无论大潮还是小潮涨潮悬沙浓度均大于落潮,这种现象在大潮时更为显著,潮周期中最大悬沙浓度出现在涨急.与工程前相比悬沙浓度明显降低,大、小潮降低均达20%.4)港区底质平均粒径9.0μm,工程后有变细的趋势.     

上海洋山深水港区12年来海床冲淤变化分析

洋山深水港区海域是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,是以落潮流为主、高含沙量、强潮流的潮汐水道,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速为1.0～1.5 m/s,最大流速可达2.0～2.5 m/s,平均含沙量在1.4 kg/m3。对上海洋山深水港区的水文地貌特性、海床冲淤演变以及冲淤变化原因等作了分析。结果认为,伴随着工程建设的进程,陆域边界不断地改变,海床的冲淤演变也随着不断地调整,逐步形成了目前"南淤北冲"的海床冲淤格局。洋山港竣工后三年又步入了稳定的调整期,冲淤变化幅度趋于逐年减小。     

上海洋山深水港区水文泥沙研究

根据洋山深水港区历年数次水文测验资料,对洋山深水港区水域潮流泥沙分布特征进行了分析研究,得出该区为典型的高流速、高含沙量海区,且具有通常海域截然不同的水文泥沙特性,为洋山深水港区工程方案设计及模型试验提供了科学依据.     

大、小洋山建港总体规划中的水流泥沙问题

水流、泥沙一直是建港中关键问题之一。从现场水文泥沙条件分析和数学模型计算等方面,分析比选了洋山港规划方案,提出了洋山港总体规划以单通道方案为宜,不但能简化现场的复杂的水流,选择合适的口门宽度还能维持深槽水流、水深条件,经计算分析提出了西口门宽度为3．5km的规划方案较好,此外还从平衡水深的角度对单通道方案的维持水深进行了计算。     

1985年以来黄河三角洲东营港工程变化与海床冲淤演变响应关系

河口三角洲区域地质环境脆弱,对环境变化响应敏感,三角洲港口冲淤演变受工程结构影响较大。黄河三角洲的东营港区域以粉砂质海岸为主,区域内泥沙运移活跃,此类区域港口建设的关键问题在于工程结构导致的海床冲淤变化。通过东营港建港以来实测水深数据构建水下地形数字高程模型(DEM),并结合水动力数值模拟,探讨了东营港冲淤演变过程和工程影响。结果表明,由于波浪和潮流导致的海底地形变化,东营港近岸海域的冲淤演变形势已从单一侵蚀转变到近岸侵蚀、离岸淤积的新情势;工程结构影响局地潮流流速和流向,口门处出现高速横流,最大流速可达0.7 m/s;高流速导致北防波堤的堤头位置出现直径约1 km的冲刷坑;工程结构的遮蔽区有促淤效应,遮蔽区大小与潮流流向、工程结构-岸线夹角有关,但在波浪、余流的作用下,2007—2015年工程结构遮蔽区依旧存在0.5 m以上的侵蚀。持续的侵蚀作用使海域防波堤和海堤的不稳定性加剧,迫切需要加强检测与防护。     

洋山港海域水体和悬沙输运机制研究

对洋山港海域水体和悬沙长期输运速度分离,并进行机制分解,分析各种物理过程对水体和悬沙长期输运速度所起的作用.结果表明,水体和悬沙输运存在明显差异,直接描述悬沙净输运更准确合理;欧拉余流在水体长期输运中占主导地位,平流输运和潮泵输运是洋山港海域悬沙输运的主要动力因素,由于潮动力混合较强,垂向输运作用很小.     

上海洋山港区定床泥沙模型试验研究

通过定床泥沙模型试验,研究洋山港区总体规划两种方案和一期工程三种方案的工程实施后港池泥沙淤积情况,以及外航道浚深段年平均淤积强度和维护挖泥数量.     

洋山深水港区海域秋、冬季沉积物中重金属来源分析及生态风险评价

通过测定洋山深水港区海域2010-2013年6个航次秋、冬季沉积物中重金属含量,分析其时空差异,结果表明该海域沉积物重金属总体含量较低,空间分布较为均匀,Hg、Zn、Pb、Cd含量秋季明显高于冬季,As、Cu含量的季节性波动较小。用因子分析法研究该海域重金属来源,发现陆源工业、船舶航运排污以及有机质降解是研究海域Pb、Cd、Zn的主要来源;农业污染、码头货物装卸残留及建筑垃圾支配着Cu、As、Hg的来源。基于平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)的生态风险评价结果表明研究海域沉积物中重金属均存在中、低度的生态风险,秋季的生态风险高于冬季,Hg和Cu是主要生态风险因子;地累积指数法评价结果显示研究海域基本不受Hg、As、Zn、Pb的污染;Cd、Cu以轻度污染为主,部分站位属于偏中度污染,6种重金属污染程度依次为:CdCuPbZnHgAs。因子综合得分评价表明,重金属污染相对严重的站位依次为5号、4号及3号站位。但总体看来,洋山深水港区附近海域沉积物中重金属污染状况属于轻度污染。     

上海洋山深水港区海域悬沙分布特征及运动规律分析

以1998年以来定点实测含沙量资料为基础,结合1996-2007年不同时刻卫星遥感影像资料对洋山港附近海域悬沙分布特征及运动规律进行分析,结果表明:洋山港海域含沙量存在着明显的季节变化;潮差越大,水体紊动越强,水体含沙量越高;洋山港水域含沙量明显高于其周围的水域,特别是在大小洋山岛链之间,呈现由北向南、由东向西逐渐增大的趋势;"峡岛效应"也是引起高含沙量一个重要原因;长江入海泥沙直接扩散对洋山港水体含沙量的影响较小,研究区域水体含沙量的大小主要取决于波况及潮流对当地浅滩的掀扬及输送.