不同围填海方案对南黄海辐射沙脊群海域的冲淤影响研究

本文采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态,模拟结果与实测潮流基本一致.在此基础上,比较了三套不同围填海方案对工程附近区域的冲淤影响.从整体上看,三套方案都会对工程周边海域的海底冲淤产生明显影响.条子泥围填海工程后在其北部产生淤积,在东南部产生冲刷.东沙和高泥两座人工岛的建成使原本以弶港为中心扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,潮流进出主要集中在西洋水道南端和黄沙洋水道西端这两条潮流通道,通道内流速增大,产生冲刷;而两人工岛东部和弶港东部海域产生淤积.基于目前的模拟结果,只建设高泥和东沙两座人工岛更有利于维持西洋水道和黄沙洋水道的畅通,对近岸港口资源具有保护作用.     

围垦工程群对杭州湾南岸累积水动力影响分析

以杭州湾南岸为研究对象,分别建立1997年、2007年和2015年杭州湾海域二维水动力数值模型,计算并对比各年份水动力场。从高潮位、漫滩流和流速大小三个角度来分析杭州湾大范围、累积的围垦工程对杭州湾南岸的影响。结果显示,特征点高潮位均有不同程度的抬升,自西往东呈降低趋势;围垦工程导致杭州湾南岸漫滩流特性有所减弱;大部分南岸近岸海域涨、落急流速均有不同程度的降低,并且南岸近岸海域涨急流速有较为明显的累积效应。     

自组网的小尺度海域水动力分析

为了快速精确地监测小尺度海域水动力信息,应用窄带物联网技术,在一定尺度海域内构建无线自组网络,设计基于LoRa无线通信机制,带北斗定位功能的微型浮标和基站系统。结合水动力学建模结果,在厦门湾海域内投放大量微型浮标,采集该海域水动力学参数数据。借助海域动态监测大数据公共服务平台,集中接收和处理数据。实验结果表明:该方法可以有效地实现数据共享及小尺度海域水动力学数据监测。     

条子泥围垦工程对近海生态环境的影响

以条子泥一期围垦为研究对象,通过对工程前后近海浮游植物、浮游动物、大型底栖动物及潮间带底栖生物进行取样调查,分析围垦前后的生态特性差异。结果表明:围垦后浮游植物群落种类及生物密度有所增加,且种类组成发生变化;垦区附近浮游动物种类增多,优势种发生变化;底栖生物种类数减少,仍以甲壳动物为主,相对于围垦前的均匀分布,围垦后仅在部分站位监测到;潮间带底栖生物种类减少,但仍以四角蛤蜊等经济贝类为主,生物密度和生物量变化较小。围垦改变生态环境中水动力、悬浮物、沉积物特性等多种环境因子,造成水生生物群落结构及多样性的变化。     

大丰港匡围工程对潮流泥沙影响的模拟研究

建立了大丰港临近海域平面二维潮流泥沙数值模型,模拟计算了研究区域大小潮特征时刻的水沙空间分布特征。模型利用实测数据进行验证,计算结果与实测潮位、流速、流向及含沙量数据吻合良好。在模型验证良好的基础上,模拟围垦工程建设前后周围流场和悬沙场的变化。研究发现:围垦工程使得工程向海一侧流速减小。对于悬沙浓度,涨急时刻工程北部含沙量减小,落急时刻工程向海测含沙量增大。     

辐射沙脊群条子泥动力地貌演变遥感分析

针对辐射沙脊群汇聚带条子泥冲淤多变的特性,采用遥感与地面测量相结合的方法,重点选用10期低潮位遥感影像和2006-2009年4期地形测量数据,研究了条子泥二分水动力均衡、沙洲稳定性、主要潮水沟演变和近期地形冲淤.研究结果表明:条子泥相对稳定区主要分布于弶港近岸边滩和二分水滩脊;二分水总体稳定、先北后南摆动;近40年来,...     

围垦工程对温州近海及河口水动力的影响

基于温州近海及河口二维水流数值计算模式,以2002年为基准水平年(现状),针对温州市近期、中期和远期围垦工程,从水(潮)位、流速和潮量3个方面探讨了围垦工程对近海及河口水动力的影响.计算结果表明:近、中期围垦工程实施后,洪季和枯季时瓯江口内最高潮位均略有减小,北口的涨、落潮量均增大3%～4%左右,而落潮总量和平均流速基本没有变化.远期工程尤其是瓯江南口围垦工程实施后,瓯江口内最高潮位洪季时增大而枯季时减小,涨、落潮最大流速均有所增大,北口潮量变化较为明显,枯季时潮量减少10%左右,鳌江口、飞云江口附近的落潮流速略有增大,而涨潮流速略有减小.南口围垦工程对瓯江口内潮位和涨落潮流速变化的影响最为明显,对维护北口的深水航道有一定的益处,但也要进一步加强对瓯江北口两岸岸滩稳定性的监测.     

EFDC模型在水动力环境影响评价中的应用

运用EFDC模型在拟建的福建东山华浮码头进行模型构建,通过东山大澳渔港的3个站位实测潮位潮流数据验证模型模拟结果,表明模拟结果可信;进一步模拟福建东山华浮码头建设前后,码头所在海域及周边海域的潮流流向和流速的变化情况,模拟结果显示,福建东山华浮码头的建设对所在海域水动力环境的影响较小,也体现了该模型对东山湾海域的适用性。     

基于地貌情势的辐射沙脊群潜在土地资源分析

针对江苏沿海开发尤其是辐射沙脊群海域潜在土地资源开发、利用和保护问题,本文以维护辐射沙脊群宏观地貌情势为前提基础,以滩涂地形为数据源,采用起围高程为指标,分析了不同开发强度下辐射沙脊群潜在土地资源的数量与分布;以低潮特征的多时相遥感影像为数据源,采用滩涂遥感低潮出露重现率这一稳定性间接特征为指标,重点分析了条子泥、高泥、东沙这三个匡围核心区不同稳定性分级的潜在土地资源质量特征与分布;结合围垦规划需求探讨了条子泥等匡围核心区适宜围垦规模特征.结果表明:(1)根据不同起围高程,辐射沙脊群潜在土地资源数量巨大,可达1552~6827km2,其中沙洲潜在土地资源面积约为480~4141km2;(2)根据1973—2011年近40年和2005—2014年近10年低潮特征遥感影像的稳定性特征分析,以理论深度基面0m为界,条子泥、高泥和东沙稳定区优质土地资源面积总量分别为605.65km2和762.77km2,稳定等级呈圈层状分布,内部为稳定区,主要分布在沙脊中心滩脊线两侧,其次为基本稳定区,受潮沟活动影响反复冲刷,最外围则为不稳定区,出露较少;(3)条子泥、高泥和东沙三者,最适宜的匡围高程为废黄河口基面0m,局部区域东沙可降低至理论深度基面0m以上,适宜匡围规模为612~712km2.     

柱式抗风浪环境监测浮标水动力特性研究

针对一种新型的柱式抗风浪环境监测浮标在波浪条件下的水动力特性进行了研究.柱式浮标由舱体、浮架、配重、锚绳组成,通过浮架采集水样,实现垂向不同深度的水质分层监测,可用于海水养殖等海域的环境监测.通过物理模型试验,研究多种波浪条件下柱式浮标的运动和锚绳拉力,分析波高、波浪周期对浮标的横摇、纵摇、摇摆角度、锚绳拉力等水动力特性的影响,得到不同波浪要素下浮标的水动力特征参数.结果表明,三向锚绳系缚作用下,浮标运动轨迹受波高的影响较小,垂向运动幅值随波浪周期增大而增大;在研究条件下,迎波面锚绳的最大拉力受波高的影响较小,但随着波浪周期增大而减小.总体而言,所提柱式浮标具有较好的抗风浪能力.     

江苏条子泥垦区景观格局变化与驱动机理研究

围海造地是解决土地矛盾的重要途径.大型围填海工程不仅对海洋生境造成深远影响,围垦区内景观生态格局变化更是直接影响着区域的生态变化.本文选取江苏条子泥垦区为研究对象,采用2010、2015、2018和2020年4期遥感影像和环境生态调查等数据,研究垦区内景观格局演变,结合景观指数变化,采用面积转移矩阵模型分析驱动因素,进...     

南黄海辐射沙脊群苦水洋海域沉积地层特征及其环境演变

通过分析南黄海辐射沙脊群苦水洋海域铁板沙11DT06钻孔的沉积相序列、14 C测年数据、粒度特征及其沉积环境意义,并与该海域北翼潮流通道11DT01孔、里磕脚11DT02孔对比,重建了MIS 3阶段以来苦水洋海域的环境演变过程.铁板沙11DT06孔自上而下揭示了4个沉积序列:S1(潮流沙脊层)、S2(潮滩层)、S3(陆相硬黏土层)和S4(高潮滩层).MIS 3阶段以来苦水洋海域经历了潮滩(ca.44~25ka BP)、洪泛平原(陆相硬黏土层,ca.25~12ka BP)、滨岸沼泽与潮滩(ca.12~7ka BP)和水下沙脊-潮流通道(ca.7ka BP至今)等一系列环境演变过程.铁板沙潮流沙脊主要由细砂和粉砂质细砂组成,而MIS 3阶段与早全新世的潮滩沉积主要由黏土质粉砂和粉砂质黏土组成,分选性总体都较差,基本都为正偏态,表明沉积物粒度分布都存在细尾部分,这正是潮流沉积物的一大特点,与洪泛平原相的硬黏土层存在明显差异,指示了主控沉积动力环境的不同.苦水洋海域三个钻孔测试获得的11个AMS 14 C和2个OSL测年数据显示了海陆交互作用强烈地区测年结果的复杂性与不确定性.     

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

秦皇岛筏式养殖对水动力和污染物输运的影响

随着秦皇岛近海筏式养殖产量增加和养殖规模的扩大,大量养殖网笼的布置改变了近岸海洋动力环境特性.结合筏式养殖物理模型试验和实测资料对水动力和水质数学模型进行率定和验证,运用验证好的数学模型,模拟秦皇岛有无养殖区条件下近岸海域水动力和污染物输运过程,探究筏式养殖区对海域水动力和污染物输运的影响机制.结果表明:养殖区对海域水流有明显的阻碍作用,区内流速明显减小;高密度养殖区较低密度养殖区流速减小幅度大;养殖区阻碍了污染物的输运,对污染输运的影响集中在养殖区内部,且影响程度向外海递减.     

北部湾夏冬季海表温度、叶绿素和浊度的分布特征及调控因素

基于2006年6～8月和2006年12月～2007年2月的MODIS数据,分析北部湾夏季和冬季的海表温度、叶绿素及浊度的时空分布特征,并引入叶绿素与浊度的比值探讨浊度的控制因素,揭示径流、环流、风场和地形对北部湾上层水体环境要素的调控机制.夏季北部湾海表温度分布较为均匀,叶绿素浓度和浊度值沿岸带较高,外海较低.沿岸流海域浊度的主要影响因子是陆源输出物质和再悬浮沉积物,上升流海域则是浮游植物影响为主.冬季湾北沿岸流海域SST明显较低,海南岛西侧及中央海域存在一暖水舌,强化的混合作用导致叶绿素和浊度均明显高于夏季,再悬浮沉积物的影响也高于夏季.夏季发育跨中央海域的东向物质输送通道,冬季则发育西向物质输送通道.     

铁山港湾港口总体规划用海对海水动力环境的影响预测

【目的】研究铁山港湾港口总体规划工程的建设对周边海域潮位、纳潮量和流场3个方面的影响。【方法】采用二维潮流数学模型对铁山港湾海域的潮流场进行数值模拟,分析工程前后水动力变化情况。【结果】铁山港港口总体规划实施后,石头埠站、沙田站和安铺站最高潮位均有所增加,增加幅度分别为0.03m,0.11m,0.10m;石头埠断面潮流涨急流速略有减小,平均减小幅度为0.06m/s,落急流速略有增加,平均增加幅度为0.06m/s;沙田断面涨落潮流速均略有增大,增加幅度为0.11~0.17m/s;安铺断面主槽区流速基本上无变化;工程后石头埠、沙田和安铺3个断面的纳潮量均有不同程度的增加,分别为1.8%,3.1%和4.3%,沙田断面单宽纳潮量变化不大。【结论】港口总体规划工程实施后,铁山湾内涨潮时流速较小、落潮时流速较大的分布规律没有改变,对铁山港水动力环境影响较小。     

外钓光汇石油基地工程水动力及海床冲淤数值模拟分析

外钓光汇石油基地工程位于舟山外钓山岛南侧,建设内容包括基地填海工程、工作船码头和3 000 t级油品码头。工程建设会对附近海域的水动力及海床冲淤造成一定程度的影响。本文利用Delft3D建立了工程区附近海域二维水动力数值模型,结合实测潮位、潮流资料,对该模型进行了验证,进而定量计算了基地工程实施后附近海域的潮流和海床冲淤变化。结果表明,在工程区东侧围堤和码头后方,涨、落潮流速明显减小,幅度为20%～40%,相应地海床趋于淤积,最终淤积厚度为0.8～1.2 m;码头对岸老塘山港区前沿的涨、落潮流速有所增加,幅度为5%～20%,相应地海床趋于冲刷,最终冲刷厚度为0.4～0.5 m。     

大规模围垦对香港维多利亚港水动力环流的影响

运用一个已校正的珠江口三维水动力数学模型,研究现存的大规模围垦和进一步最大可能的中环围垦对香港维多利亚港(维港)水动力环流的影响.数值计算显示,与1975年(大规模围垦前)海岸线相比,现存的大规模围垦使维港的水动力有几点关键性变化:①流量峰值降低了8%～17%,平均降低约11.5%;②维港东部流速峰值由于流量的减少而减少,维港西部,尽管流量减少,但由于横断面剧减,流速峰值反而增加;③雨季由于珠江径流的作用,盐度垂向分布呈明显的二层结构,而在枯季则比较均匀;④枯、雨季的潮流冲洗时间分别增加约30%和50%.在现存的海岸线下,维港枯、雨季的潮流冲洗时间分别为5～7 d和1.5～2.5 d.进一步的中环围垦不会对维港潮流冲洗率和流量产生明显影响.     

长江口启海港枯季悬沙浓度的特征分析

分析2012年枯季启海港海域的实测水文泥沙数据,得到如下结论：该港区海域的悬沙浓度与流速成正相关关系;悬沙浓度的峰值一般出现涨、落急后。港区海域悬沙浓度在垂向上分布为：斜线型、准直线型和混合型,近岸水域的泥沙在中上层运动紊乱,离岸水域的泥沙紊乱则集中在下层。盐度对泥沙的再悬浮作用起一定作用,在流速较大时,底部悬沙浓度变化幅度很小,最大含沙量出现在中层。     

人工岛与多工程影响下的潮流动力响应特征

人工岛常与连岛桥、海岸防护等工程构成复杂的人工岛工程系统,科学评估人工岛与多工程对周围海域潮流动力的影响,对海洋空间资源的开发与利用具有重要的指导意义。以海南三亚新机场工程为对象,建立了工程海域潮流数学模型,采用实测的潮位、流速、流向数据对模型进行了验证,模拟研究了人工岛、离岸潜堤和连岛桥等多工程作用下的潮流场响应特性。结果表明：工程海域的主体潮流特征为往复流,人工岛建设后其周围产生绕流,人工岛东北偏北和西南偏南两侧流速增大,西北偏西和东南偏东两侧形成缓流区,流速显著减小;弧形离岸潜堤修建后,其南北两侧由于绕流作用流速增大,弧内与东西两侧因阻水影响流速减小;连岛桥建设对潮流场的影响相对较小,主要表现为连岛桥背流侧的流速总体减小,而在人工岛与离岸潜堤的部分掩护区域,连岛桥则会导致流速有所增加。总体而言,在人工岛、离岸潜堤和连岛桥的共同作用下,工程海域潮流动力的时空变化将更为复杂,工程对不同位置处水流运动的影响规律存在明显的差异。