最近50a来莱州湾西—南部潮流动力演变的数值模拟研究

根据1959、1984、2002年测量的海图,基于二维浅水方程分别构建了3个年份的莱州湾潮流场模型,研究了最近50a来莱州湾西—南部潮流动力演变规律,揭示黄河河口沙嘴形成演变对莱州湾西—南部潮流动力的影响。结果表明,最近50a中在沙嘴外围一直存在弧形高流速带,在弧形高流速带外围又有潮流剪切锋,潮流剪切锋包括内涨外退式和内退外涨式两类。随着河口沙嘴的不断向海延伸,莱州湾西—南海域的等潮位线呈以沙嘴为中心的辐射式格局;弧形高流速带整体向外海移动,其范围和流速也随之不断增大;剪切锋历时变长、间隔时间变短、南北跨度变大;但弧形高流速带和潮流剪切锋始终位于青坨子以北海域。对照同期海岸地貌演变,在弧形高流速带、潮流剪切锋等共同作用下,大部分黄河入海泥沙的输运路径和沉降范围仅限于青坨子以北,导致海岸地貌以此为界呈现显著的差异性演化。

灌河口外航道整治模型试验研究

灌河口外为粉沙淤泥质海岸,口外沙嘴发育,形成主、副槽,拦门沙浅区水深仅2 m左右,波浪掀沙作用强烈,水沙运动复杂。利用波、流共同作用下物理模型试验研究灌河口外拦门沙深水航道整治后水动力变化及航槽回淤,特别是台风浪情况下航道骤淤问题。研究表明：灌河口外海域动力条件、泥沙环境以及工程涉及问题复杂,双导堤配合航槽疏浚整治工程能有效发挥减淤效果,通过双导堤间过流断面积补偿能有效降低工程对新沂河排洪的影响,正常条件下航道开挖年回淤约190-330万方,台风浪骤淤约为180万方,建议导堤根部加高以减少口门附近航道回淤。

创建相对稳定的黄河三角洲海岸

黄河三角洲是淤泥质海岸,其稳定性很差。在以往研究的基础上,分析了海岸的不稳定特征及其产生的不利影响,提出参照沙质岬角海岸的稳定平衡模式,合理安排稳定的黄河入海流路,控制河口海岸沙嘴长度,采用逐级平衡法,创建相对稳定的黄河三角洲海岸形态。

莱州湾泥沙资源利用与国土综合整治

对莱州湾的沉积环境演变趋势、泥沙资源及其沉积地貌形态进行了研究。结果表明 ,莱州湾泥沙资源主要包括黄河口沙嘴和莱州浅滩两部分 ,分别来源于黄河和山东半岛西北部河流输沙。北北西向的莱州浅滩相对高度达 8m～ 1 0m ,浅滩 -2m等深线以上部分同刁龙嘴共同构成长达 2 4km的堆积岬角 ,呈北西向伸入莱州湾中部 -1 0m～ -1 2m海域。随着黄河口沙嘴的不断向海延伸 ,预计 2 0 3 6年时黄河口沙嘴东南端 -2m等深线至莱州浅滩西北端 -2m等深线之间的距离将只有 1 4km ,2 0 5 6年时将进一步缩小为5km ,莱州湾内侧、外侧之间的连通性将大大减弱 ,内侧部分将变成一个大型泻湖 ,水动力条件将发生深刻变化。在此基础上 ,提出应当根据莱州湾内侧的泻湖化趋势 ,充分利用莱州湾泥沙资源 ,修建连接黄河口沙嘴和刁龙嘴的莱州湾跨海通道 ,其一期工程为修建莱州浅滩人工半岛。同时 ,对莱州湾跨海通道的效益、技术可行性、负面效应及黄河断流的影响等问题进行了研究。