曹妃甸老龙沟潮汐通道拦门沙演变机制

渤海湾曹妃甸老龙沟海区属于泻湖型潮汐通道体系,口门附近发育有大规模拦门沙浅滩。由于沿岸泥沙供给不足,近几十年来东坑坨等沙坝外侧海区整体呈侵蚀冲刷态势,等深线向陆蚀退。老龙沟西支深槽也以侵蚀作用为主,而拦门沙地区滩槽冲淤变化则与东坑坨演变密切相关。其中东槽冲刷发展主要是东坑坨西南尾端淤长压迫老龙沟口门,引起岬角效应增大、潮流动力增强所致,而西槽的摆动现象则主要与东槽发展所产生的挤压作用有关。由于泥沙供给不足,近年来东槽发展和西槽摆动的速度都有明显减缓。

离岸沙坝-潟湖海岸拦门沙航道回淤——以渤海湾曹妃甸海域老龙沟拦门沙为例

渤海湾曹妃甸老龙沟海区属于典型的离岸沙坝-潟湖海岸体系,口门处发育有拦门沙。采用实测资料分析和二维波流泥沙数学模型计算研究了拦门沙成因及其开挖后的回淤情况。研究表明,涨落潮流路不一致、落潮流扩散是老龙沟拦门沙形成的主要原因。针对该海区波浪、潮流、泥沙及海床演变特点,进行了2006年、2007年大小潮潮流泥沙的验证及2008年8～12月试挖槽回淤的验证,在此基础上,预测了拦门沙航道正常情况下的泥沙回淤和大风天骤淤。试挖槽监测资料分析及数学模型计算表明,风浪掀沙是影响老龙沟拦门沙回淤的重要因素。

渤海曹妃甸深水港老龙沟潮流通道稳定性研究——数字海洋技术的应用

主要应用数字海洋技术,对曹妃甸港区25万吨级矿石码头建成后的东侧老龙沟潮流通道的冲淤变化进行了研究。集曹妃甸地区1953-2006年多期海图资料,在地理信息系统软件ArcGIS支持下,对老龙沟潮流通道不同时期0m、5m和10m等深线进行叠加对比分析;以DEM模型为载体,综合1979-2005年曹妃甸地区多时相、多分辨率遥感影像与水下地形信息解译的结果,并与1997年老龙沟实测断面水深测量数据对比分析,获得老龙沟潮流通道的冲淤演变趋势:近50年来老龙沟口门宽度未发生明显变化;深槽位置基本未变,稳定性较好。局部地区有冲淤变化,老龙沟西北侧潮滩有明显的淤进,尾端向西偏移,潮流通道尾端(向陆侧)10m等深线有2～2.5m的浅滩变浅趋势,但基本处于微冲或微淤的动态平衡之中。1953-1986年以淤积为主,淤积量为30.2×107m3,冲刷量为3.1×107m3,年均淤积速率为3.7cm/a。1983-2006年以冲刷为主,冲刷量为11.4×107m3,淤积量为9.4×107m3,年均冲刷速率为0.35cm/a。该研究结果能为曹妃甸港区规划和唐山港的进一步发展提供保证,对沿海潮汐通道的保护利用以及港口工业的发展具有重要的借鉴意义。

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道初期老龙沟深槽的地形变化

通过研究1992、1997、2006年的测深资料,对比分析了横切老龙沟深槽口门处的地形横剖面和大致沿老龙沟深槽轴线的地形纵剖面,可知在此期间深槽内的水深有变浅和淤积的趋势。总体看来,老龙沟深槽的淤积厚度在0.61-4.8 m之间,并且老龙沟深槽轴线也有自东向西迁移的趋势。自2004年曹妃甸填海工程的通岛公路阻断浅滩潮道后,使老龙沟深槽内的潮流流量和流速减小,是引起老龙沟深槽内的水深变浅和淤积的主要原因。淤积可能主要发生在通岛公路阻断浅滩潮道后的初期即2004—2006年期间。该研究结果也证实了我们阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后期老龙沟深槽的地形演化趋势

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后的初期,老龙沟深槽以淤积为主;中期则由于从海底大规模的取土填海造地及局部的沿沟挖沙引起了老龙沟深槽的加深;通过对2008年10月和2011年10月3个横切老龙沟深槽剖面的测深资料的对比分析,发现曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道的后期(2009年以来)老龙沟深槽还是以淤积为主。这可能是随着曹妃甸工程主要填海阶段的逐渐结束,从海底取土数量的逐渐减少甚至停止,在浅滩潮道仍然没有开通的情况下,老龙沟深槽必然又恢复了淤积。研究成果进一步证实了笔者提出的阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断。因此,有必要再开通浅滩潮道,使原来的潮流系统尽量得到一定程度的恢复,以减轻老龙沟深槽的淤积和保护海洋环境。

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道中期老龙沟深槽的地形变化特征

据2006年及以前的测深资料,已得知在曹妃甸填海工程修建的通道公路阻断浅滩潮道后的初期(2004年—2006年6月),老龙沟深槽有变浅和淤积的趋势。现研究了在通道公路阻断浅滩潮道后的中期(2006年7月—2008年)老龙沟深槽的变化趋势。根据2006年7月—2008年10月3个横切老龙沟深槽的测深剖面的对比分析,发现在该时间段内老龙沟深槽有一定加深和侵蚀的趋势。原因与人类活动密切相关,局部沟底有过抽沙活动,而且该时期也是曹妃甸填海工程最主要的施工期,大规模剧烈地从海中抽沙取土填海,取土规模达3～4亿t,也会引起老龙沟深槽的局部加深。

河北唐山曹妃甸浅滩潮道(纳潮河)开通过程及开通意义

曹妃甸填海工程初期规划有明显缺陷,填海面积过大,尤其是阻断了浅滩潮道(纳潮河),对海洋环境、老龙沟港口潜力区有明显损害。作者的积极建议和相关论文的发表促成了2007年曹妃甸新填海规划的出台,其中保留浅滩潮道(即开通纳潮河)和在老龙沟上游修建大港池是新规划的主要改进内容。阻断浅滩潮道后曹妃甸区域的地形地貌及水动力变化证实了作者观点的正确性。纳潮河于2016年8月开通。纳潮河的开通,可大大提升曹妃甸景观,增加约40km不淤积的优良海岸线,部分恢复原海洋潮流系统和保护海洋环境,促进海水的循环,并使曹妃甸的几个港池不再淤积或淤积变轻。