杭州湾北沿上海段水下地形冲淤变化特征

基于2005—2020年上海市滩涂实测地形、气象数据及开发建设资料,以杭州湾北沿上海段为研究区,定性与定量、整体与局部相结合,分析其水下地形冲淤变化特征,探寻演变原因及影响。结果表明:杭州湾北沿上海段近16年整体呈强度渐弱的冲刷态势,共冲刷1.482亿m^(3),年均冲刷深度为2.886 cm,金山深槽虽受强潮及圈围工程的影响兼具强冲刷及强淤积,但整体表现为冲淤均衡略显冲刷,冲刷强度仅为研究区域冲刷的12.1%;上游来水来沙的减少使得杭州湾北沿维持冲刷态势,潮流挟沙补充作用随涨潮潮差增大而增强,冲刷强度减弱,圈围区域岸线稳定,贴岸冲刷较强,地形变化较为剧烈。

杭州湾金山深槽冲淤演变及其趋势预测

潮流冲刷槽是河口海岸地区重要的地貌单元,其演变动态直接影响周边涉海工程的安全。基于1972-2011年间共16期水深地形图,建立统一的数字高程模型(DEM),采用经验正交函数方法 (EOF),分析了金山深槽总体的演变特征。EOF分析得到的前3个特征函数反映的冲淤变化区主要位于水深15 m(吴淞基面)以下的深槽区域,演变特征以深槽的南北拓宽及向西延伸为主;典型断面代表的中部深槽、局部深潭以及深槽延伸前缘呈现不同的时空演变特征。采用EOF结合三次样条平滑方法,对金山深槽区域的演变趋势进行预测,认为预测的2020年地形特征与2011年相比,将会延续之前的演变趋势:中部深槽区域拓宽、西部深潭冲淤交替以及深槽前缘继续向西延伸。

1972—2013年杭州湾北岸金山深槽演变特征与稳定性分析

运用GIS技术对1972-2013年金山深槽的冲淤特征、演变机制及稳定性进行分析,结果表明：（1）长期来看,15m深槽区以冲刷为主,冲刷区占总面积的88.05%,冲刷量（120.35×106 m3）远大于淤积量（3.76×106 m3）,年均净冲刷速率为7.46cm/a;深槽整体向纵深发展,纵长增加了7.34km,展宽增加近1km,且有明显向南展宽趋势;抗冲刷沉积层使得深槽在强潮冲刷下具有一定的稳定性,平均和最大深度波动幅度较小,平均深度维持在21.01~23.59m,最大深度在46.90~51.00m间且分布集中。（2）短期来看,特定地形条件下的冲淤变化明显受人类活动所致水沙变化的影响。2002-2012年,年均净冲刷速率高达22.14cm/a,2012-2013年,冲淤基本平衡。（3）基于15m、20m、25m深槽区中轴线摆动幅度的稳定分析可知,深槽大部分区域处于稳定状态,稳定区范围均占65%以上,但在第6次围堤西侧和城市沙滩前处于不稳定状态,摆动幅度较大,建议加强附近水文监测以及海堤安全评估。

杭州湾北岸水下岸坡微地貌特征及其海床侵蚀指示意义

旁侧声纳图像和多波束水下地形测量清晰地揭示了杭州湾北岸水下岸坡4种微地貌形态,分别为冲沟、凹坑、沙波、光滑海底。金山深槽内海底扰动、切割十分强烈,微地貌以冲沟、凹坑为主,局部成沙波片发育。深槽外缘的水下平地微地貌特征主要表现为光滑海底和冲沟交替出现,局部也有沙波分布。旁侧声纳图像和底质综合分析表明杭州湾北岸水下地貌面貌是水动力和泥沙来源共同作用的结果:一方面,冲沟、凹坑和沙波代表的水流方向与涨潮流方向一致,指示了强劲的潮流对海床的侵蚀和改造;另一方面,由于底流水动力较强、底质沉积物粒径较细,冲沟得以普遍发育,而沙波仅在局部的砂质海床中出现。水下岸坡微地貌分布显示了海床侵蚀与地貌格局和水深条件密切相关,表现为主槽内冲刷和改造后再沉积作用较强,主槽外缘的水下平地冲刷作用明显变弱,出现弱能条件下的光滑海底;水下平地中,浅水区冲沟较为发育,深水区则以光滑海底为主。总体而言,杭州湾北岸水下岸坡侵蚀性微地貌广泛分布,海床处于侵蚀状态。

杭州湾金山深槽的地貌特征及其控制因素

在金山深槽海区,涨潮的底层最大流速比落潮的大得多,地貌的塑造动力主要是流经大、小金山之间的中股涨潮流。槽底的深潭可能是由于下伏的晚更新世陆相地层岩性的不均匀性,在涨潮流的冲刷下形成的;北坡向岸伸展的叉槽是小金山北的北股落潮流冲刷成的。深槽东部的地貌特征可能受浅地层中错断的控制。

近期杭州湾北岸金山岸段滩势演变机制及趋势分析

基于杭州湾北岸岸线变迁和2013—2016年金山深槽等深线数据,以金山深槽为典型地貌单元分析了杭州湾北岸的滩势演变,认为其近期主要呈现稳定的态势。同时,通过对金山岸段2005—2014年平面冲淤变化数据、等深线变化数据及2006—2017年典型断面变化数据的比对分析,研究了其近期演变特征,认为:杭州湾北岸东侧部分岸段冲刷而进入水体的泥沙实现了水体含沙量的补给,缓解了长江入海泥沙减小对金山岸段的影响。同时,圈围工程对部分岸段边滩有一定的掩护作用,金山岸段边滩在近期及未来一段时间内应能保持淤积或冲淤平衡态势。