长江口横沙浅滩挖入式港池方案的研究

横沙浅滩位于长江入海口,毗邻外海深水区,是江海联运理想的交通运输枢纽.挖入式港池方案可以充分利用横沙浅滩广阔的滩涂,形成大型深水港区所需的水域、陆域、深水岸线和泊位.避开外海恶劣天气的影响,泊稳条件好,航行和靠离泊安全;回淤少,对周围海域的影响小,有利于长江口深水航道的维护,有利于长江口的安全和稳定.因此,挖入式港池方案是较为科学合理,可予以推荐的方案.     

长江口横沙浅滩挖入式港区的规划思路和关键技术

为落实中央政府关于"到2020年上海建成国际航运中心"的要求,适应世界航运业的船舶大型化、泊位深水化的发展趋势,上海迫切需要规划开辟新的深水港区.通过反复研究、论证和比较,本文提出:横沙浅滩是目前上海开辟新港区的最佳场所;建设挖入式港区,不但可以规避长江河口拦门沙与最大浑浊带影响,还可形成包括水深20 m以上的大量深水码头岸线,满足上海港今后20～30年的持续发展需求;优化规划方案可以避免对长江口深水航道工程产生不利影响;北槽深水航道的疏浚土可用于横沙浅滩的前期促淤成陆,挖入式港池水域的开挖土可就近提供大规模陆域形成所需的优质土源,从而大大节省陆域回填成本.     

大丰港深水航道潮流泥沙数值模拟

深水航道开挖后回淤问题一直困扰航道建设和港口发展的突出问题.建立大丰港深水航道水沙数学模型,通过实测资料对模型进行验证,研究深水航道实施后的潮流泥沙运动规律,分析流场特征和航道淤积分布,探究航道在极端天气下骤淤情况.得到如下结论:航道内水流流态平顺;航道年回淤强度为0.31～1.93 m/a,年平均回淤强度为1.32 m/a,总淤积量为1199.2万m3;极端大风条件下,航道7 d平均回淤强度低于0.10 m,辐射沙洲的掩护作用以及航道内水动力较为强劲,且主流向与航道轴线基本一致,航道并未出现严重的碍航骤淤现象,但应注意大风带来的局部航段回淤问题,尤其是与航道交角较大的风向给航道淤积带来的影响.     

长江口横沙浅滩挖入式港池与入海航道区域海床稳定性分析

提议中的横沙浅滩挖入式港池和入海航道区域位于长江口北港和北槽之间的横沙浅滩以及长江口外的水下三角洲海域.长江河口长期以来承受数亿万吨计流域来沙在河口区的堆积,发育了巨大的陆上和水下三角洲,横沙浅滩则是与崇明东滩、九段沙同为长江河口拦门沙地区的三大浅滩之一,长期以来位置和海床均十分稳定,是建设挖入式港池的理想区域.长江水下三角洲形成历史悠久,地形平坦,以三角洲沉积为主.随着近年来长江来沙量的逐渐减少,使长年来地形变幅甚小,对深水航道建设提供了有利的稳定环境.本文主要从海床稳定性的角度,对海床演变环境及演变趋势作出分析研究,为在长江口建设深水港提供参考.     

长江口横沙浅滩及邻近海域含沙量与沉积物特征分析

长江口在河流动力和海洋动力相互作用和相互制约下,在河口口门形成了庞大的河口拦门沙系,在河口口外形成了巨大的水下三角洲.横沙浅滩是河口拦门沙系的重要组成部分.横沙浅滩含沙量不仅受到流域来水来沙条件的影响,更主要的是受到台风暴潮和寒潮大风的影响,除了大潮含沙量大于小潮含沙量的特征外,冬季含沙量大大大于夏季含沙量.横沙浅滩5 m水深含沙量的总体水平约为0.459 kg/m3.横沙浅滩邻近海域含沙量在向海方向上迅速降低.除潮汐大小含沙量呈现大小变化之外,冬季含沙量大于夏季含沙量是其主要特征.长江流域来沙近年来呈现减少趋势,邻近海域含沙量有所减少,局部海床出现冲刷现象.横沙浅滩沉积以细粉砂为主,水下三角洲沉积物以粘土质粉砂为主,横沙浅滩及邻近海域沉积物的平面分布和垂向分布均反映了横沙浅滩沉积物和水下三角洲沉积物的组合结构.拟建横沙浅滩挖入式港池和外航道沉积地层均为第四纪疏松沉积层,特别是水下三角洲地层,可挖性好,容易成槽,对工程建设有利.     

长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅱ:对周边流场影响

横沙浅滩挖入式港池规划方案工程空间尺度巨大,必然对邻近的北港,特别是北槽深水航道产生一定程度的影响.本文基于经过检验的无结构三角高分辨率长江口FVCOM模型,对规划方案的不同平面布置进行模拟分析对比.结果表明,从流场整体态势、典型站位的大小潮动力特征可以看出,横沙浅滩挖入式港池南线、北线方案对北港和北槽的水动力特征并没有造成非常显著的变化,总体上呈现较为微弱的影响,而南线方案对北槽外航道影响较北线方案更为明显.两方案都造成北港往复流特征更趋明显.且南线方案横流更为显著.综合分析,北线方案叫南线方案对周边流场影响较小.     

长江口横沙浅滩挖入式港池对流场的影响分析Ⅰ:数值模型和验证

基于无结构三角形网格FVCOM模式,建立长江口高分辨率三维水动力数值模型,采用大量水文观测资料进行验证,使之能合理反映长江口,特别是横沙浅滩区域的水动力结构及其变化,为横沙浅滩挖入式港池方案的影响分析提供合理可靠的数值工具.     

龙穴南航道整治工程对潮流泥沙影响的模拟

建立了覆盖珠江河口河网区与口外海滨区的大范围整体平面二维水沙数学模型,模拟计算了珠江河口的水沙空间分布特征。利用近期伶仃洋水域实测水文资料进行了验证,验证结果表明模型能够较好地模拟珠江口的潮流泥沙运动。在此基础上,通过局部加密,模拟了龙穴南航道整治工程实施前后潮流泥沙运动过程变化,计算并分析了工程实施对周边水域水动力条件的影响和航道沿程的水流条件变化以及航槽泥沙回淤状况等。研究结果表明:龙穴南水道内,潮流为西北-东南方向往复流;整治工程后,上段流速略有增大,下段流速略有减小,但总体流速变化较小。泥沙回淤预测结果显示,出海口以上航道有冲有淤,以淤积为主,平均淤积强度为0.12 m/a;出海口航道整体处于淤积状态,平均淤积强度为0.64 m/a。     

关于连云港深水外航道建设中有关问题的分析

本文着重阐述了与连云港深水外航道建设有关的三个问题。(1) 分析了外航道沿线的自然条件,勘测和工程实践表明,外航道所在土层对于航道开挖和边坡维护来说是比较好的土层;航道回淤受制于由岸向海含沙量和输沙强度的变化,其中对航道回淤影响最大的是位于海峡东口门附近南北向往复流带内的含沙量相对高值区。(2) 从潮汐水流中粘性细颗粒泥沙的冲淤特征出发,考虑影响回淤的主要因素包括水力条件、供沙条件、泥沙特性、挖槽深度及地形条件,初步建立了冲淤计算方法并用实测资料作了验证。(3) 通过对历史上抛泥情况及对回淤影响的分析,对今后外航道的开挖和维护挖泥土方的处理提出了合理的抛泥方案的建议。     

江苏辐射沙洲小庙洪水道深水航道冲淤观测分析

吕四10万吨级进港航道为江苏辐射沙洲首条人工开挖深水航道,关于其建设环境、冲淤特点的研究分析对整个辐射沙洲建港都有重要意义。根据对吕四进港航道实测水文、泥沙及地形资料的分析表明:正常天气下航道竣工后月平均淤强约为0.05 m,淤积原因主要为航道疏浚后过水断面增加造成航槽内流速有所减小,使进入水体的浅滩细颗粒泥沙在航道内落淤。但由于深槽区域航道段潮流动力条件较强,泥沙难以大量落淤,从而使得航道整体淤强不大。     

长江口北支的涌潮及其对河口的影响

根据限产踏勘，实测并结合历史资料，阐述了长江口北支涌潮的发育，种类，形态和特点，并利用流体水跃现象的Froude 数判别，解释了涌潮成因。进一步研究表明，河槽束狭加大涨潮流速，河床淤浅则减缓潮波传速。北支在自然和人为的影响下，河槽不断束狭，河床逐渐淤浅是近年来涌潮发生次数增多，潮头增大的原因。随着涌潮潮头的推进，大量水沙上溯，这对北支和南支上段的滩，漕变化和河口环境有着深刻的影响。     

长江河口水位极值分析

本文根据长江河口的吴淞及其支流黄浦公园两个验潮站1912/1915～1985年年最高高潮位序列资料,应用 Weibull 分布方法计算了极值水位的重现期。长江口年最高高潮位近70多年来显示有明显的上升趋势,特别是近30多年来有加速上升的趋势,并且与平均海平面的变化趋势具有相同的量级。通过对 Weibull 分布进行简单地调整,从而来处理有线性趋势分量的年最高高潮位。这样使得在计算极值水位重现期时能够考虑到线性趋势分量。同时,再将这种方法外推,考虑到未来100年海平面上升0.5、1.0和2.0米三种方案,对长江口今后水位极值重现期重新进行了分析计算。结果表明,用上述方法计算得到的不同重现期的极值明显大于在不考虑线性趋势情况下所得到的极值,而且极值重现期明显缩短,千年一遇将成为百年一遇.     

北仑河口河道冲蚀的动力背景

通过对河口水域动力要素的分析得出,河川径流、季节性风浪流、周期性潮流是北仑河口河道冲蚀的主要动力因素,三者的叠加不但使河道的大小、位置、形态等发生变化,而且还造成河岸的严重侵蚀。     

长江口附近海域台风浪特征分析

为了解长江口附近海域台风浪特征,于1999年台风季节利用SBE－26型浪潮仪在长江口外皮礁测点对9904、9906和9912号三次台风过程进行波浪观测,并对H1／3＞1．2m波高春对应周期进行统计分析,对测到的全部90组波面记录进行功率分析,得到了一系列有用的结论。     

长江河口水位极值分析

本文根据长江河口的吴淞及其支流黄浦公园两个验潮站1912/1915～1985年年最高高潮位序列资料,应用Weibull分布方法计算了极值水位的重现期.长江口年最高高潮位近70多年来显示有明显的上升趋势,特别是近30多年来有加速上升的趋势,并且与平均海平面的变化趋势具有相同的量级.通过对Weibull分布进行简单地调整,从而来处理有线性趋势分量的年最高高潮位.这样使得在计算极值水位重现期时能够考虑到线性趋势分量.同时,再将这种方法外推,考虑到未来100年海平面上升0.5、1.0和2.0米三种方案,对长江口今后水位极值重现期重新进行了分析计算.结果表明,用上述方法计算得到的不同重现期的极值明显大于在不考虑线性趋势情况下所得到的极值,而且极值重现期明显缩短,千年一遇将成为百年一遇.     

河口地区沉积物的溯河搬运

在长江、南流江、钱塘江河口地区的现场观测表明,涨潮流是使沉积物溯河搬运的主要动力,而有孔虫和铁皂石则分别代表溯河搬运的“轻”、重矿物。这种海相微体化石和海相自生矿物不仅见于河口地区,而且出现在全新世沉积层中。沉积物溯河搬运的研究进一步说明了长江三角洲地区海进河床充填层序的形成和解释了全新世太湖地区的某些海侵沉积问题。     

长江口深水航道北槽口外悬沙浓度垂向分布

在长江口深长航道北槽，利用“声学悬潲观测系统”观测得到了大潮不同潮时近瞬时高时空分辩率细颗粒悬沙浓度垂直向分布，此外，还观测了流速和和盐度地垂线分布，在涨潮初期，悬沙浓度的垂向分布均均匀，在接近涨憩时，悬沙浓度的梯度小，在落潮时，悬沙浓度随水深水面到水底按指数递增，可视为恒定均匀流中悬潲处于平衡条件的分布，泥沙垂向扩散系数εｓ可用泥沙颗粒沉降速度ωｓ的两倍来近似，在接近落憩时，悬沙浓度的垂向梯度适     

长江口北槽口外细颗粒悬沙沉降速度

提供了一种计算长江口外细颗粒悬沙沉降速度的方法,利用流速仪和声学悬浮泥沙观测系统,获得了长江口北槽口外大潮水流、悬沙浓度垂线分布资料,采用落憩时刻的悬沙浓度７条垂线分布资料,通过Ｒｏｕｓｅ公式拟合,计算了与悬沙浓度垂线分布曲线相对应的细颗粒悬沙沉降速度,计算结果相对集中于３．０－４．０ｍｍ／ｓ。