黃河口泥沙沖淤演化探討

1、黃河口泥沙沖淤演化探討 【摘要】近年來(lái)，隨著黃河河道的頻繁波動(dòng)以及來(lái)水來(lái)沙變化，黃河三角洲地區(qū)海底地形地貌也發(fā)生了很大的變化，部分岸段出現(xiàn)了不同程度的侵蝕后退，給海岸防護(hù)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。本論文基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與室內(nèi)分析、海床與海岸的歷史數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)模型與工程泥沙輸移計(jì)算等幾個(gè)方面的工作。從動(dòng)力地貌、沉積學(xué)的角度出發(fā)，系統(tǒng)的分析研究墾東海域的泥沙特性，濱海沉積類(lèi)型、底沙運(yùn)移和海床沖刷規(guī)律或特性，分析岸線的歷史演變情況（包括海岸線變遷遙感解析圖），并對(duì)各岸線段的侵蝕或淤積類(lèi)型、強(qiáng)弱和各岸線段的穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，分析其變化趨勢(shì)。 【關(guān)鍵詞】海床演變；沖淤；黃河；泥沙輸運(yùn) 研究結(jié)果表明，黃河口向南擴(kuò)散的

2、泥沙基本不影響萊州灣南部的底質(zhì)沉積。1976年以來(lái)，萊州灣中部沉積速率為3.35.3cm/a，且逐年減少，與向南擴(kuò)散的大量泥沙極不相稱，黃河泥沙不在此區(qū)大量沉積，萊州灣只是一個(gè)向外輸沙的通道。萊州灣漲潮時(shí)，南岸潮流流向西，西岸潮流順時(shí)針轉(zhuǎn)向北，與河口南側(cè)的南西向潮流互相頂托；落潮時(shí)，潮流的流向均為東北方向。萊州灣區(qū)泥沙正是在這種有利的流場(chǎng)作用下的向東北方向運(yùn)移出去。大量泥沙經(jīng)過(guò)萊州灣向東北運(yùn)移，這樣就減輕了河口泥沙的淤積。南去的泥沙由于受萊州灣特定流場(chǎng)的影響，相當(dāng)數(shù)量的泥沙最終也向東北方向輸移，說(shuō)明目前河口的流路對(duì)萊州灣影響不大，黃河入海泥沙擴(kuò)散最終向東北方向進(jìn)入渤海中部地區(qū)。 改道后的黃河口

3、沙嘴的不斷延伸，使河口兩側(cè)呈三角狀，離岸遠(yuǎn)的水動(dòng)力明顯減弱，必然造成大量的泥沙淤積。多年來(lái)，黃河河口兩側(cè)的淤積逐漸擴(kuò)大。清8改汊口門(mén)是該海域最強(qiáng)烈的淤泥聚集區(qū)，造成大量淤積，而老黃河口釣東大嘴口門(mén)外則是該研究海區(qū)最強(qiáng)烈的沖刷區(qū)。該海域80%以上的泥沙淤積在攔門(mén)沙區(qū)內(nèi)，從而導(dǎo)致攔門(mén)沙區(qū)以平均每年淤高約1m的速度向前發(fā)展。由于潮流和河口徑流的影響，部分泥沙向河口南側(cè)輸運(yùn)。而由于余流的影響，則另有部分泥沙沿15m等深線向該海域西北方向輸移。黃河南北兩側(cè)岸坡的沖刷皆呈減弱趨勢(shì)。黃河口北側(cè)岸坡所受沖刷強(qiáng)烈，又缺少外來(lái)泥沙的補(bǔ)給，因而岸線蝕退；而黃河口南岸坡所受沖刷較弱，再加上水動(dòng)力條件的減弱和潮流輸沙的

4、淤積作用，以致河口南側(cè)岸線趨于相對(duì)穩(wěn)定。 通過(guò)閱讀大量黃河口海域動(dòng)力及泥沙輸運(yùn)等文獻(xiàn)，本文對(duì)黃河口海域泥沙輸運(yùn)和沉積及沖淤趨勢(shì)進(jìn)行了初步研究?；诂F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與室內(nèi)分析、海床與海岸的歷史數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)模型與工程泥沙輸移計(jì)算等幾個(gè)方面的工作。從動(dòng)力地貌、沉積學(xué)的角度出發(fā)，系統(tǒng)的分析研究墾利海域的泥沙特性，濱海沉積類(lèi)型、底沙運(yùn)移和海床沖刷規(guī)律或特性，分析岸線的歷史演變情況（包括海岸線變遷遙感解析圖），并對(duì)各岸線段的侵蝕或淤積類(lèi)型、強(qiáng)弱和各岸線段的穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，分析其變化趨勢(shì)。 主要研究方法如下： 1、歷史海圖和水深地形資料的對(duì)比分析 收集不同時(shí)期的水下地形圖、海圖，對(duì)收集到的海圖進(jìn)行數(shù)字化整理、

5、成圖、同化處理和對(duì)比。研究海床的地質(zhì)地貌和岸灘穩(wěn)定性。主要包括以下內(nèi)容： 收集廠址海域不同時(shí)期的水下地形資料（實(shí)測(cè)水下地形圖或海圖），對(duì)研究海域的水下地形資料用海床演變學(xué)的方法對(duì)海床的演變規(guī)律進(jìn)行研究。 海底沖淤速率的調(diào)查與分析。 地形圖配準(zhǔn)和矢量化。 2、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 1）了解工程海域有關(guān)海床、岸灘演變和泥沙運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)場(chǎng)情況。調(diào)訪內(nèi)容側(cè)重于岸灘變化、泥沙來(lái)源、人為活動(dòng)（海岸構(gòu)筑物、養(yǎng)殖建筑物、人工挖沙）等。通過(guò)泥沙來(lái)源的資料分析，確定徑流含沙量和海域來(lái)沙量。 2）底質(zhì)調(diào)查。在研究海區(qū)進(jìn)行過(guò)大面積的底質(zhì)取樣。所取樣品進(jìn)行粒度分析，以研究廠址附近海域的底質(zhì)分布，為泥沙沖淤預(yù)測(cè)提供參數(shù)。 3）懸沙含量和

6、粒徑調(diào)查及泥沙來(lái)源分析 在調(diào)查海域大范圍采樣進(jìn)行懸沙濃度測(cè)試分析 研究海域的潮流系統(tǒng)復(fù)雜，波浪作用明顯，泥沙運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。鑒于泥沙運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、現(xiàn)場(chǎng)資料獲取的困難性以及目前分析計(jì)算方法的多樣性，擬針對(duì)廠址地區(qū)的海岸特性和泥沙運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，采用多種方法綜合研究本海區(qū)的泥沙運(yùn)動(dòng)及灘槽演變。 運(yùn)用水動(dòng)力地貌和數(shù)模計(jì)算等手段分析沖淤?zèng)_淤變化的特性和規(guī)律。 按潮流作用、波流共同作用等不同情況分別進(jìn)行計(jì)算底移質(zhì)和懸移質(zhì)搬運(yùn)率，以確定泥沙運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。 得到的結(jié)論主要有以下幾點(diǎn)： 1996年黃河清8改汊后，新口門(mén)前和老口門(mén)南側(cè)發(fā)生淤積，新口門(mén)北側(cè)和老口門(mén)前發(fā)生沖刷。淤積大于沖刷，淤積面積是沖刷面積是的1.9倍，淤積

7、量是沖刷量的1.7倍。年平均淤積和沖刷量分別為4.27億m3和2.56億m3，年平均最大淤積和沖刷厚度分別為1m和0.83m。2m等深線最大淤進(jìn)距離4300m，總淤積面積為27km2，總蝕退面積為11km2，凈淤積面積為16km2，平均淤積速率為2.5km2/a。5m等深線總的趨勢(shì)是向海中推進(jìn)，最大淤進(jìn)距離4300m，總淤積面積為43.6km2，總蝕退面積為7.4km2，凈淤積面積為36.3km2，平均淤積速率為5.8km2/a。10m等深線范圍內(nèi)總淤積面積為56km2，總蝕退面積為6.4km2，凈淤積面積為49.6km2，平均淤積速率為7.96km2/a?？傮w來(lái)看，黃河口以北海域泥沙整體輸運(yùn)方向?yàn)樽阅舷虮保S河口南部輸運(yùn)方向則為自北向南。 黃河口的海洋