1997—2019年长江口北槽地形演化特征及驱动机制

河口拦门沙位于河流和海洋的交界,具有弱动力、易沉积、水深浅的环境特征。打通拦门沙,建设深水航道一直是海洋学和工程学的一个难题,目前深水航道工程已经深刻地改变了拦门沙河槽的演化格局。本文根据北槽三期航道工程建设时间节点,收集了1997年、2002年、2007年和2019年北槽航道水下地形数据分析工程前后的地形演变特征,并结合航道工程建设、人为疏浚和外部环境变化等因素对北槽地形演变的驱动效应进行分析。结果表明:深水航道建设后长江口北槽主要出现了“槽冲滩淤”的河槽地形演化特征;空间上,北槽上段主要发生了北侧滩涂淤积,南侧航道侵蚀,而下段主要发生了南侧滩涂淤积,北侧航道侵蚀的演变格局。导堤和丁坝的建设是引起河槽“槽冲滩淤”的主要因素,而科氏力引起的涨、落潮流路变化也增加了河槽上下段的差异演化;深水航道工程建设是引起1997—2007年北槽淤积的主要驱动因素,而人为疏浚则是2007—2019年北槽侵蚀的主要影响因素;尽管人类活动已经成为北槽河槽演化的主要原因,但周围环境变化如流域来沙减少和海平面上升也加剧了近期的北槽侵蚀。

铜陵江北港区铁路专用线建设方案比选

铜陵江北港区铁路专用线项目是国家推动长江经济带发展背景下实施的重点工程,其建设有助于提高沿江港口集疏运能力、完善铁水联运体系,推动区域经济高质量发展。根据铜陵港区总体规划,预测港区货物运量,分别研究了庐铜线庐江南站接轨、张旗杆站接轨及龙桥站接轨三个方案。通过工程经济技术比选,并从运输组织、接轨站改建条件、吸引沿线货源能力、工程投资等方面分析比较,合理确定专用线接轨方案和港区车站平面布置方案。

长江口白茆沙河段南强北弱格局变化特征研究

近年来白茆沙汊道“南强北弱”态势持续增强,南水道主槽和近岸河床冲刷明显,日益威胁水下岸坡稳定与附近码头安全。通过对白茆沙汊道演变态势与分流比变化特征展开分析,进而对白茆沙汊道“南强北弱”分流格局变化及原因进行了系统研究。研究认为:白茆沙汊道“南强北弱”格局增强的态势是白茆沙汊道历年来周期性演变中某一阶段的表现形式;鉴于不同方法计算的汊道分流比存在差异,故用分流比表征汊道强弱时,应选用同一类型的值进行比较;深水航道一期整治工程实施遏制了白茆沙冲刷后退的态势,改变了该河段周期性演变的模式,有利于河势稳定;在现有水情、工情及河势条件下,白茆沙汊道“南强北弱”的格局变化将趋缓。

基于机载高光谱的长江口北港悬沙浓度反演

机载高光谱遥感是悬沙浓度反演的重要方法。针对高光谱悬沙浓度反演中敏感波段和反演方法的确定,以机载高光谱影像为数据源,采用相关性分析法确定单波段模型和双波段组合模型的敏感波段,并基于敏感波段构建单变量回归模型,确定最佳反演模型并获取长江口北港区域的悬沙浓度空间分布特征。结果发现,基于归一化差值指数(NDWI)构建的二次多项式模型为最佳反演模型,精度上优于其他5种常用的反演模型;且长江口北港区域的悬沙浓度与水下地形基本上呈倒数关系。相较于基于多光谱卫星影像进行遥感反演,本文的结果表明高光谱影像的精细化光谱能够更为准确地表达含沙水体的光谱信息变化,在复杂的水环境反演研究中具有重要的应用价值。

近代长江口地区渔港及其市镇的发育机制

历史上,长江口地区港口的发展面临地理环境方面的共性问题,如沙洲坍淤频繁、岸线摆动不定等,而江岸线保持稳定的程度及时间长度直接影响着港口及聚落的形成和发育。本文依据地方志、民国期刊报纸和旧地图资料,对近代长江口地区最具产业特色的渔业类港口及其市镇的发育机制进行人地关系分析。研究发现:长江口渔业类港口的发育过程明显体现了港口与聚落之间一体性的互动增长。尽管沿江两岸随机分布着大密度的小型渔港,但只有水深湾阔、径流量大的河流入口,才有利于大型综合性港口的形成;而港口经济的发展,能够同步带动聚落向大型商业性市镇演化。一座大型渔港及其背后大型市镇的形成,需要大流量的入海河流、良好的河口水沙环境、一定时期内保持稳定的岸线,以及人工对港口的疏浚维护等诸多条件的共同加持。

2022年长江口北支咸水倒灌传播特征分析

基于长江口历年枯季、2022年9~11月初的实测盐度、潮汐资料以及同期大通站和徐六泾站径流量成果,分析了2022年北支咸水倒灌的特点及与其他年份的差异,结合流域来水及极端天气情况,探讨了北支咸水倒灌的影响因素、影响范围及传播路径。分析显示:2022年北支咸水倒灌开始时间较前几年显著提前,强度明显提高;咸水倒灌强度与上游来水呈负相关;北支咸水倒灌对影响长江口的台风及寒潮偏北大风较为敏感;出现了咸水倒灌与外海咸水通过南支上溯正面袭击相叠加的现象;咸水倒灌存在与潮汐类似的周期性变化趋势,其强度与潮汐动力呈正相关;咸水倒灌可影响到南支右岸白茆至陈行水库一带水域。

新水沙环境下青草沙水库外侧滩地形态调整特征及保护措施

采用青草沙水库周边2014-2019年实测水下地形数据,定量分析了各堤段滩地形态调整特征,基于MIKE21数值模型对护滩措施的效果进行了模拟。结果表明:2014年后青草沙水库外侧滩地基本未出现明显的淤积外延发展,且局部沙体逐渐萎缩,其中北堤中段外侧滩地头部大幅度冲退,最大距离近900 m(-5 m及-10 m等深线),沙体形态呈扁平化调整,须适时进行保护;新桥通道进、出口落潮主流略有偏转,向水库大堤侧靠近,影响滩地的冲淤过程;在青草沙外侧滩地头部沙体实施潜堤护滩措施后,北堤中段外沙体滩面流速整体明显减小,且对周边区域的水动力过程影响较小。

长江口规划生态航道建设方向研究

针对长江口北港、南槽生态航道的建设问题,通过分析区域环境特点和航道发展需求,梳理已建的长江口深水航道生态化建设情况,提出长江口生态航道建设的核心和模式。结果显示:1)南槽和北港生态航道的建设需以确保河势格局稳定为基础;2)需与滩涂保护、生态功能区域保护形成联动布局;3)需积极研发和应用生态结构,构筑“人工生态礁体”群,优化河口综合环境;4)需结合滩涂泥沙资源需求和航道建设自身筑堤用沙需求,实现航道疏浚土的资源化、生态化利用;5)需强化建设运营中科学的管控体系、生态补偿体系等。

浅析提高港口航道施工技术的意义及疏浚工程施工

提高港口航道施工技术的意义及疏浚工程施工的重要性在于提高港口的运输能力和效率。随着港口贸易的快速发展,航道的畅通与安全变得尤为重要。通过引进先进的航道施工技术,可以提高航道的通航能力、安全性和可持续发展水平。疏浚工程施工是港口航道施工的重要环节,对于航道的畅通和航运效率起着至关重要的作用。因此,提高疏浚工程施工技术的能力和水平也是十分重要的。在疏浚工程施工中,需要注重技术创新、现代化设备的引进和培养技术人才等方面。同时,也需要加强与相关部门的合作,制定相应的政策和规范,保障施工的质量和安全。提高港口航道施工技术的意义在于促进港口经济的发展、提升港口的竞争力,同时也为国家海洋经济的健康发展做出了积极贡献。因此,文中针对长江口的港口航道,对其施工技术的意义以及疏浚工程施工进行深入分析。

2021年洪季长江口北槽盐度变化分析

盐水入侵是河口地区普遍存在的自然现象,对水生生物、工业生产和居民生活用水带来不利影响。有效应对盐水入侵,对保护长江河口地区重要的生态环境价值和社会经济价值具有重要意义。整理分析了2021年洪季长江口北槽定点盐度和潮流量等实测资料,分析盐度的沿程、潮周期以及分层系数的变化特性。结果表明:①盐度的时空分布呈自上游至河口盐度沿程显著增加规律,大潮期涨潮和落潮期平均增加幅度为16.14‰和14.42‰;小潮期涨潮和落潮期平均增加幅度为15.14‰和14.40‰。②盐度在时间上具有明显的涨落潮变化特征,在涨潮时增大,落潮时减小。③北槽中上游盐度分层系数在一个潮周期内随着涨落潮流的变化而不断发生变化,呈现出由小变大再由大变小的周期性规律变化;中下游盐度分层系数变化周期性不明显。

长江口南北支浮游甲壳动物的比较及南水北调工程影响预测

南水北调东线、中线工程实施后将给长江口水生生物的生态环境带来影响。2005年秋季和2006年春季,对长江口南、北支浮游甲壳动物进行了2航次的调查。调查区域从长江口徐六径至河口50号灯标,全长181.8km,自西向东江面宽由约5.7km扩展为约90km,平面形态呈扇形分布,设立3个断面14个调查采集点。采集到浮游甲壳动物共23科37属54种,其中枝角类6科8属15种,桡足类17科29属39种;秋季种类数多于春季,北支桡足类种类数多于南支;平均总密度为9.10ind.L-1,平均总生物量为0.1179mg.L-1,以桡足类为主;北支III断面的现存量远远高于南、北支其他断面;长额象鼻溞、简弧象鼻溞为优势枝角类;中华华哲水蚤、汤匙华哲水蚤、球状许水蚤、广布中剑水蚤为优势桡足类。文中还对长江口南、北支浮游甲壳动物的总体水平及时空分布、南水北调对浮游甲壳动物的影响进行了分析。

长江口深水航道治理一期工程实施后北槽冲淤分析

对长江口深水航道治理一期工程实施后北槽的地形资料进行分析计算 ,论述了北槽河床冲淤变化。结果表明 :一期工程实施后 ,整治工程段北槽河床普遍冲刷 ,平均水深增幅达 1 2m ,断面平均水深最大增幅超过2m ,坝田明显淤积 ,河床断面比较对称 ,航槽回淤减少。北槽进口段和北槽中段的深槽发生较为明显的淤积 ,北槽纵向河床断面面积和平均水深趋于均匀 ,形成了一条上、下段平顺衔接的微弯深泓线。工程实施后北槽的河床总容积基本保持不变。整治建筑物完成一年后河床基本达到冲淤平衡 ,工程引起河床大幅度冲淤调整完成后 ,北槽仍具有明显的洪淤枯冲规律 ,主槽季节性冲淤幅度平均在 30cm～ 5 0cm之间。

长江口南北支浮游动物群落生态学研究

长江口特殊的生态环境使得浮游动物的种类组成、密度和时空分布等生态特征有别于其它水体。2005年秋季(丰水期)和2006年春季(枯水期)对长江口南北支浮游动物进行了2个航次的调查,沿南北支由西向东设立3个采样断面共20个采样点。共采集到浮游动物227种,其中轮虫65种,原生动物107种,枝角类15种,桡足类40种。优势种包括龟甲轮虫(Keratella)、刺簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、砂壳虫(Difflugia)、表壳虫(Arcella)、砂壳纤毛虫(Tintinnid)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、象鼻溞(Bosmina)等。文章对南北两支浮游动物的种类组成和结构进行了比较,南支浮游动物的种类、数量及生物多样都高于北支,南北两支的浮游动物群落相似度很低。南北两支水域环境的不同造成其浮游动物群落结构的较大差异,文章分析了环境因子与浮游动物群落结构的相关性,其中水温是重要的影响因素,水温的季节性决定了浮游动物在时间分布上的变化。盐度对浮游动物群落结构的影响主要决定了其物种生态类型及空间分布。从整体上看,南北支主要受长江径流控制,浮游动物的种类组成以淡水种为主,咸水种在断面3出现较多。

长江口北槽深水航道工程对九段沙冲淤影响研究

根据1989～2003年长江口九段沙附近地形图,在地理信息系统软件MapInfo的支持下,分析了北槽深水航道工程对九段沙冲淤演变的影响.在长江来沙减少总的情势下,九段沙总的淤积速率在明显下降,但北槽深水航道工程使局部冲淤形势发生逆转:九段沙顶端到江亚南沙大片区域淤积速率显著增强,沿北槽深水航道南导堤外缘形成一个10 km长的淤积带;九段沙东侧水下三角洲受工程的影响不大,淤积速率持续降低并底端发生冲刷.

长江口深水航道治理与河床演变关系初探

简要分析了北槽具有优良河势的各种因素 ,并根据长江口深水航道治理工程一、二、三期及远景规划实施后北槽分流比的数模计算结果 ,初步研究了深水航道治理与河床演变之间的关系 .物理模型试验结果显示 ,在分流河口由于边界层脱离而产生一个立轴旋涡———兰金涡 (RankineVortex) ,因而引发横向流 ,藉此可以解释底沙偏向南槽的输移问题 .

长江口北支涌潮的形成条件及其初生地探讨

根据 2 0 0 1年 4月青龙港出现涌潮时的实测流速和水深 ,采用水跃原理 ,简明地揭示了涨潮流速大于潮波传速是北支涌潮的成因。通过影响流速和波速的因素分析 ,并经实例计算认为 :北支的喇叭形河势和水下沙坎是涌潮形成的必要条件 ;青龙港一潮的进潮量达到 1 5亿m3,或北支口门一潮进潮量达到 18亿m3是涌潮形成的充分条件。进而据沿程水深和潮汐等有关资料 ,经对比、试算 ,建立了沿程变化的进潮量、潮差等计算公式 ,并计算得到 :在口门最大进潮量 2 0 7亿m3的条件下 ,也只有当潮波上溯到距离口门约 5 0km的灵甸港时 ,才出现流速大于波速 ,初生涌潮。由此表明 。

长江河口中央沙位移变化与南北港分流口稳定性研究

中央沙位于长江口南北港分流口河段,这一河段集中了宝钢等一批重要码头,下游有长兴岛造船基地和长江口深水航道等重点工程,因此分流口保持稳定至关重要。以1870年中央沙出现雏形以来的海图为基础资料,利用ArcGIS等GIS软件,研究了中央沙发育演变的位移变化及其典型剖面特征,发现中央沙的变化特点是在长期径流作用下后退和承接上游底沙下泄发生上提的“下移-上提-再下移……”的周期性演变规律。再进一步对南北港分流口各个沙洲近10年来面积和体积进行计算,结合实测水文资料对通道演变进行了分析,认为现阶段长江口南北港分流口处于不稳定时期,应尽早实施分流口整治工程,稳定河势、滩势和减小底沙下泄对下游的威胁。

近30年长江北支口门附近的冲淤演变及其对人类活动的响应

根据1981—2012年长江北支口门附近的海图以及遥感数据,利用Arc GIS技术进行计算分析,以了解近30年该区域的冲淤演变特点和规律,从而丰富海岸带陆海相互作用的研究案例.结果表明:1981—1997年潮间带围垦面积为13 km2,水域平均淤积速率为1.4 cm/a;1997—2012年,潮间带围垦面积为163 km2,水域平均冲刷速率为-7.1 cm/a.31年间,口门内、外水域的淤积速率分别为0.77 cm/a和-1.97 cm/a.结论包括:近30年研究区的冲淤演变受到北支衰亡趋势、口内滩涂促淤围垦和长江流域建坝等引起的入海泥沙通量下降的影响,其中人类活动是近15年研究区冲淤演变的控制性因子.

长江口北槽黏性细颗粒泥沙特性的试验研究

选用长江口北槽黏性细颗粒泥沙，在不同盐度的人工海水中通过静水沉降、动水沉降等各种试验手段了解其基本特性。在静水沉降管中观测了胶粒的电化学絮凝过程和重力碰并过程，于不同盐度条件下找出最佳絮凝盐度；并通过黏性细颗粒泥沙在流动海水中絮凝的试验研究，揭示其在动水中絮凝的机理和规律，及不同条件下的起动流速、不淤流速、沉降速度等特征值，从而分析其落淤情况。研究结果表明，长江口北槽细颗粒黏性泥沙的最佳絮凝盐度约为15，起动流速为15～20cm／s，这与泥沙的淤积固结时间有关，而不淤流速约为60cm／s。并由试验得到了挟沙力与流速之间的经验关系，以及用于估算不同流速条件下泥沙沉降速度及淤积量的经验公式。这些结果可用于长江口航道的疏浚、整治工作中，具有一定的理论指导意义。

长江口深水航道治理工程实施后南北槽分汊段河床演变

利用1998-2006年的水深测图和南北槽分流、分沙比测量资料,研究了长江口深水航道治理工程实施后南、北槽分流比的变化过程、原因及其与分汊口河床冲淤演变的关系。结果表明,随着长江口深水航道治理工程的实施,北槽落潮分流比总体呈减小的趋势,南槽落潮分流比呈增加的趋势。伴随着南、北槽落潮分流比的南增、北减,南槽进口段(长约18 km)的主槽发生了冲刷,北槽进口段(长约12 km)的主槽发生了淤积,南、北槽进口段河槽总过水断面面积呈下降趋势。北槽落潮分流比与北槽河槽总容积、南北槽落潮分流比与各自进口段的河槽断面平均水深之间均具有较好的相关性,据此,预测了未来南、北槽的落潮分流比和进口段河槽冲淤的平衡量值。