黄河清水沟废弃河口冲淤时空变化特征

黄河于1996年人工改汊至清8入海是导致清水沟废弃河口岸线蚀退和海底侵蚀冲刷的主要诱因。但目前有关清水沟废弃河口海底冲淤演化对黄河人工改道的响应的认识尚有不足。因此,利用现代黄河三角洲毗邻海域多年的水深资料和Landsat卫星遥感影像,综合分析了清水沟（废弃）河口在1996—2015年的岸线变化及冲淤时空变化。结果表明：黄河清水沟废弃河口沙嘴两侧蚀退速率的变化存在明显的时空差异性。黄河改道初期（1996—2002年）,研究区海底冲刷速率较快,年均冲刷速率约为0.03～0.05 km3/a;2002—2007年,研究区海底冲刷速率大幅降低至约0.02 km3/a;2007—2010年,随着黄河口位置再次向北迁移,研究区海底年均冲刷速率增大至约0.026 km3/a;2010—2015年,研究区海底年均冲刷速率减缓至约0.01 km3/a,远小于1996—2002年黄河改道初期时的水平。同时,基于Delft3D模式构建了黄河三角洲高分辨率三维水动力模型,定量研究了清水沟废弃河口潮流与冬季波浪变化对海底冲淤变化的影响,结果表明波浪和潮流在河口侵蚀过程中扮演着不同的角色。一方面,潮流与波浪在三角洲前缘斜坡处形成的高底剪切应力区是使得该区域形成侵蚀中心的主要原因。清水沟废弃河口岸线不断向陆方向蚀退以及侵蚀冲刷所造成的研究区整体水深增加使得潮流与波浪对海底的侵蚀冲刷作用逐渐减弱,最终使得近年来研究区海底冲刷速率不断减缓。另外,波浪在河口近岸区形成的高底剪切应力是造成河嘴两侧叶瓣差异侵蚀和近岸区形成侵蚀中心的主要动力机制。同时,潮流、波浪与海底冲淤变化间的相互作用对于该区域冲淤演化模式有着重要影响。     

黄河清水沟叶瓣水下三角洲演变过程

对黄河口30多年来的叶瓣演变过程进行了详细研究。利用遥感假彩色合成解译历年岸线和流路河道变化,利用1976—2005多年的水深数据,定量分析了清水沟叶瓣水下三角洲堆积体不同时段的冲淤变化过程。将水下三角洲堆积体的演变过程划分为4个阶段,即多淤积中心阶段→单一稳定淤积阶段→缓慢淤积阶段→淤积—侵蚀同时发生阶段,证明黄河口三角洲堆积体演变过程对流路演化的阶段性有很好的响应关系。同时对清水沟水下三角洲演化的影响因素进行了分析。     

现行黄河口冲淤特征和作用机制

根据１９７６年１０月至１９８８年９月连续１３年的黄河口滨海区的水深测量资料,运用水文学和数学方法进行规范化处理,采用计算机技术定量计算出冲淤量,给出冲淤的等厚度图。并分析黄河口淤积中心的变化与入海位置的关系及其冲淤特征和作用机制     

清水沟流路期间黄河三角洲区潮波运动的模拟和预测

为了探讨黄河三角洲附近潮波运动的变化特征，乐肯堂等(1995)用二维数值模式模拟了1855-1984年该海区的潮汐和潮流的分布变化，并着重考察了M2和S2分潮的无潮点，以及规则全日潮区的位置变化。乐肯堂等(1995)的研究表明，黄河尾闾的摆动以及由此而造成的黄河三角洲之进退，是该海区潮波特征发生变化的主要外因。自从1976年黄河尾闾改道清水沟以来，该流路已稳定运行了20多年，由此造成了河口附近沙嘴不断向莱州湾内延伸，因而对该区的潮波分布特征产生了显著影响。从黄河三角洲区的经济可持续发展和海洋生态环境的可持续发展的目的出发来规划今后黄河尾闾的走向，就必须对以下两个问题进行深入研究：(1)清水沟流路是否还能长期稳定下去；(2)如果清水沟流路长期稳定不变，并且按照清水沟流路期间黄河三角洲向莱州湾推进的方式来推演10a后黄河三角洲的形势，那么到2010年该区的潮波运动将会发生什么变化。为此，在本文中我们仍然采用乐肯堂等(1995)已经过验证的数值模式和数值预的方法对上述问题作初步探讨。     

黄河三角洲整体冲淤平衡及其地质意义

海岸侵蚀、三角洲面积减小已成为世界上关注的热点问题。三角洲造陆的趋势及速度制约着三角洲地区经济的持续发展和生态环境的演变。本文以1976、1986、、992、1996－1998年黄河三角洲卫星遥感照片及海区水深等实测资料为依据，通过其高潮线的对比分析，研究整个黄河三角洲面积变化的趋势。结果表明，黄河三角洲在整体淤进的同时伴随着蚀退，三角洲的造陆面积呈逐渐减小的趋势。通过对1950－1998年黄河利津站实测来水来沙资料的分析，发现近年来水沙呈递减趋势，这可能是三角洲造陆面积减小的重要原因。研究了黄河三角洲造陆面积与流域来水来沙的关系，从而得出当来沙量为2．45亿t/a时，三角洲面积整体趋于不冲不淤的平衡。若来水来沙量继续减少，黄河三角洲将走向全面蚀退，趋于消亡。     

黄河刁口流路泥沙冲淤及其演变特征

本文分析了刁口流路期亚三角洲在河道演变时和改道后,不同时段泥沙冲淤塑造特点及其演变。研究了亚三角洲扇形体逐渐向长椭圆形演化的过程。冲淤量和速率,指出被冲蚀的泥沙主要向20m水深以外的海域运移。     

珠江三角洲河道近期冲淤特征初步分析

近20多年,在人为因素影响下,珠江三角洲网河区和口门区的水沙分配发生了 重大变化．水沙东输,加速了伶仃洋的淤积,其年均淤积量、水域缩减面积、滩涂的年 均增长率,分别为磨刀门的2．4倍、1．7倍、6.4倍．网河区河道由淤转冲,过水断面面 积扩大13．9％～31．9％;冲刷速率12～21cm／a．     

温州南鳌江口海域海床近期冲淤演变分析

温州南部鳌江口海域近年来先后完成了筑坝促淤、围垦吹填、维护航道等一系列影响水流泥沙和地形地貌变化的大型工程。根据2010年实测水文泥沙资料和4幅不同时期(1963,2003,2005,2011年)地形图对比分析了鳌江口海域的地形变化趋势,结果显示鳌江口海域海床冲淤过程大体上经过了3个不同时期,即1963-2003年江南围涂等海区缓慢淤积期;2003-2005年该海域既冲刷又淤积的稳定期;2005-2011年整个水域以轻微冲刷为主的冲刷期。经过分析得知鳌江口海域海床近年来的变化主要是由航道疏浚、围垦吹填及工程促淤引起的,而围填海工程引起动力变化和泥沙减少也对海床冲淤有一定程度的影响。     

黄河清水沟流路河口三角洲增长面积预测

根据历年卫片解译和海区实测水深资料,结合利津站水沙系列,建立了河口三角洲面积增长与水沙关系的模拟模型,经过效果检验,选择出理想的预测模型,然后,根据未来河口地区水沙变化特点,预测了河口三角洲面积的增长。     

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。     

黄河口清水沟流路地貌特征研究

黄河入海流路自1976年5月改道至清水沟流路以来,其地貌形态一直处于剧烈的变化当中,以往的研究虽然关注了典型断面主槽的形态特征及过流能力的变化,但对于清水沟流路范围界限内河道断面整体形态及其沿程变化等地貌特征还缺乏系统研究.本文以2019年10月黄河口现行清水沟流路范围渔洼以下河段加测横断面为研究对象,辨识现状地貌分布...     

黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化

根据历年卫星遥感资料和水深资料,对黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化和海底冲淤演化进行研究。结果表明,清水沟流路形成初期河口三角洲快速堆积,淤积中心厚度14m,1984年后河口三角洲淤积速度变缓,河口沙咀在波浪、潮流及科氏力作用下变得细长,并逐渐南偏,莱州湾内出现大面积的淤积,1996年黄河口人工改道后,在新河口处形成淤积中心,厚度4.5m。废弃三角洲遭受冲刷,原淤积中心成为冲刷中心。     

黄河三角洲滨海湿地演化及其对碳与营养成分的扣留

2007年在黄河三角洲布设了一口24.6m的浅钻ZK1,对获取的岩芯样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK1孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS 14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关(R20.7,Ρ0.05);碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R20.95,Ρ0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到648.1g/(m2·a),远高于世界其它高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

长江口南汇边滩冲淤变化规律与机制

根据1842—2004年海图资料分析发现,南汇边滩存在近百年尺度的强烈冲刷—淤积旋回。长江主泓走南港或北港是造成冲刷期"北滩、东滩淤积,南滩、过渡带冲刷"或淤积期冲淤态势反相的主要原因;冲刷期内风暴强度和频数明显多于淤积期,造成冲刷期滩面叠置记忆的是暴风浪成因的"高滩冲刷、低滩淤积"的冲淤态势,而淤积期保存的是弱风浪成因的"高滩淤积、低滩冲刷"叠置增强的剖面特征。尽管三角洲整体冲淤态势的转变主要受流域来沙量的控制,但不同岸段受河口河势分水分沙作用、潮流和波浪等共同作用,明显存在此冲彼淤、冲淤动态调整等特征。已有的入海泥沙含量阈值研究以点代面或以局部代整体,这是造成阈值估算偏高的主要原因。2003年三峡水库开始蓄水后平均年输沙量154 Mt/a已低于低阈值184 Mt/a,但三角洲尚未如预测那样发生由净淤积向净侵蚀的转变。已有的河口水文观察资料显示,水体含沙量也未发生明显下降,这可能是潮控型三角洲潮流对泥沙在河口的再分配起主导作用,并可能由此延长三角洲冲淤转变对入海泥沙量减少的滞后。今后需进一步加强潮控型河口复杂过程的综合研究,提高对泥沙含量阈值估算和应对可能面临的海岸侵蚀及其相关的环境地质灾害的能力。     

长江口南汇边滩冲淤变化规律与机制

根据1842—2004年海图资料分析发现,南汇边滩存在近百年尺度的强烈冲刷—淤积旋回。长江主泓走南港或北港是造成冲刷期"北滩、东滩淤积,南滩、过渡带冲刷"或淤积期冲淤态势反相的主要原因;冲刷期内风暴强度和频数明显多于淤积期,造成冲刷期滩面叠置记忆的是暴风浪成因的"高滩冲刷、低滩淤积"的冲淤态势,而淤积期保存的是弱风浪成因的"高滩淤积、低滩冲刷"叠置增强的剖面特征。尽管三角洲整体冲淤态势的转变主要受流域来沙量的控制,但不同岸段受河口河势分水分沙作用、潮流和波浪等共同作用,明显存在此冲彼淤、冲淤动态调整等特征。已有的入海泥沙含量阈值研究以点代面或以局部代整体,这是造成阈值估算偏高的主要原因。2003年三峡水库开始蓄水后平均年输沙量154 Mt/a已低于低阈值184 Mt/a,但三角洲尚未如预测那样发生由净淤积向净侵蚀的转变。已有的河口水文观察资料显示,水体含沙量也未发生明显下降,这可能是潮控型三角洲潮流对泥沙在河口的再分配起主导作用,并可能由此延长三角洲冲淤转变对入海泥沙量减少的滞后。今后需进一步加强潮控型河口复杂过程的综合研究,提高对泥沙含量阈值估算和应对可能面临的海岸侵蚀及其相关的环境地质灾害的能力。     

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.     

洋浦湾南浅滩-深槽-拦门沙近40年冲淤变化分析

本文根据1965、1984、1999和2005的海图对比分析, 探讨了洋浦湾深槽、南浅滩以及口外拦门沙的冲淤变化, 得出: 1)1965—1984年之间, 南浅滩呈淤涨之势, 其西南部最大淤涨距离可达640m; 1984—1999年南浅滩出现了侵蚀, 这主要是由于洋浦湾波浪以及沿岸流的作用引起的; 1999—2005年, 靠近口门附近的南浅滩出现淤涨现象, 主要是由于洋浦湾口门附近水动力的影响作用; 但是目前整体基本上处于稳定的阶段。2)洋浦深槽段呈现出不同程度的西边坡淤涨, 东边坡侵蚀后退, 深泓断面缩窄、淤浅及东偏的趋势, 特别是剖面5的变化比较复杂,值得关注。3)口外拦门沙近几十年来呈现出不同的时空冲淤变化, 但是以淤积为主, 1965—2005年拦门沙总的淤积厚度达到1m左右, 但随着泥沙补给的减少, 这种淤积趋势也随着减少。     

Study on Wave-influenced resistance to erosion of silty soil in Huanghe (Yellow) River Delta

Along with the reduction of sediment yield of the Huanghe (Yellow) River, the erosion of the Huanghe River Delta aggravates, which has becomes an important factor that threatens the coastal protection structures. Starting from the study of the erosion resistibility of the sediment, this paper explores the internal mechanism of erosion phenomenon. This paper takes Diaokou as the study area and takes soils as samples which are mixed with clay into reconstructed samples whose ratio of clay content are 5%, 10%, 15%, 20% respectively, then dynamic tri-axial apparatus is applied to simulate wave loads of different intensity; then the resistibility of soil to erosion is determined via concentrated flow test and the structural property is determined via the disintegration test. Finally, the resistibility to erosion and the structural property of the non-compressed soil samples are compared with the compressed data. The results indicates that liquefaction failure exerts significant influence on the resistibility to erosion and the structural property of the silty soil in the Huanghe River Delta. Therefore, in the future erosion studies, the liquefaction phenomenon shall be fully considered.     

黄河三角洲北部岸滩的侵蚀演变

为研究黄河三角洲海底冲刷演变规律,2004年6月和9月,在黄河三角洲北部、飞雁滩以东岸段进行了2次共21条水深剖面测线的调查工作。通过1985年、1999年两期历史水深资料与本次实测水深资料的对比研究发现:自1985年以来,研究区一直处于冲蚀状态,1999年以后局部区域出现微弱淤积,侵蚀中心逐渐向东南、向岸迁移。测区总体演变趋势以侵蚀为主,强度逐渐减弱,并向冲淤平衡缓慢过渡。