长江口南北支分流口江心洲动力地貌变化过程研究

地处径潮流汇合处的河口分流口江心洲在河口河势变迁中有着重要作用。本文利用1959-2022年长江北支入口段实测地形数据、长江入海水沙以及南北支分水分沙比等数据,对北支入口段新生江心洲动力地貌变化过程进行分析。研究结果表明:1959-2022年期间新生江心洲地貌演变经历了4个阶段:第一阶段(1959-1997年)北支主流位于崇头一侧,新生江心洲向海门港侧迁移;第二阶段(1997-2008年)崇头侧泥沙淤积,新生江心洲重新迁移至崇头侧;第三阶段(2008-2017年)新生江心洲形状与位置基本达到稳定状态,变化较小,但体积趋于增长态势;第四阶段(2017-2022年)新生江心洲经历冲刷且高程大幅降低,但形状位置没有明显改变。其中新生江心洲位置与形态的变化受白茆沙分流比以及北支主流变化影响较大,但沙洲的高程因洪水事件而出现强冲刷。

长江北支航道防台锚地选址方案研究

长江口北支航道北岸规划了启海作业区寅阳码头区,港口建设促进当地海工船舶产业发展,但也面临锚地布局规划欠缺、码头防台能力不足等问题。从沿线企业防台需求、锚地分布、防台措施安全隐患等角度,论证北支防台锚地布局的必要性;从潮流泥沙、河势、水深、规划、工程协调性等方面分析北支下段锚地建设条件,提出防台锚地选址方案。研究表明:北支航道BZ3#至BZ2#红浮南侧水域的水深条件相对较好,距北岸寅阳码头区较近,呈微淤趋势但处于淤积萎缩状态,是布置防台锚地较理想的位置,可为后续港口规划调整提供参考。

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。

基于BP神经网络的长江口北支河槽容积分析

根据实测水文及泥沙等资料,采用现在较成熟的且应用广泛的BP人工神经网络建立了北支0 m以下河槽容积与大通流量、大通输沙量及北支分流比3个因子间的神经网络模型,网络结构为3-1-7-1,通过选择合适的参数,模型训练较好,预测结果与线性回归模型预测结果相近,说明BP神经网络模型能够广泛应用于河口水文等方面的预报。

温州七都大桥(北汊桥)对瓯江河口水动力的影响

通过定床模型试验,比较温州七都大桥建桥前后瓯江口水位、流速、流向、汊道分流比等水动力因素的变化,对大桥建成后附近水域流态的变化及防洪、通航条件等的影响进行分析和预测。试验结果表明,大桥建成后对瓯江口的防洪排涝不会产生明显影响,不会改变七都南北汊道的性质,对港区航道影响较小。

长江口北支缩窄工程对水动力环境影响数值分析

为分析长江口北支缩窄工程对长江口南北支水动力环境的影响,建立了长江口-杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,对长江口北支缩窄工程前后的潮流场进行了数值模拟研究。研究表明:工程实施后新岸线的走向顺应了涨落潮流主流流向,南北支潮流特性基本不变;缩窄工程减小了北支入海口门的河宽,导致北支涨潮量明显减小,达到了减轻北支咸潮倒灌南支的目的;工程后整个河道的高潮位均有不同程度的降低,对北支两岸的防潮将产生积极影响;低潮位有增有减,但是变化幅度相对不明显,仅对北支中上段的排涝有略微影响;从全河段来看,工程后涨潮流速除了三条港河段增大外,其余河段均有不同的减小;而落潮流速总体增大。

黄河河口清水沟流路演变及其治理措施分析

本文利用实测资料，分析了清水沟流路自1976年改道以来的水沙特点、演变规律以及河口淤积延伸的特点。1996年清8人工出汊工程实施后，在减轻河口地区防洪压力和淤海造陆变海上石油开采为陆上开采方面取得了很好的效益。同时对入海流路规划改走北汉的海域条件和改走北汊的行水年限进行了分析和详细计算。通过分析认为：只要辅以必要的治理措施，清水沟流路还有一定的行河潜力，预计改走北汉后，可行水15年左右。

长江口北支近期水流泥沙输移及含盐度的变化特性

为了保障长江口北支的航运功能,满足沿江两岸引排水需求,对20世纪70年代以来长江口水文观测资料进行分析。结果表明:近期北支分流比持续减少,涨潮分流比大于落潮;洪、枯季涨落潮分沙比呈减小之势,且均大于相应的分流比。近年来,泥沙倒灌南支现象有所减弱;北支河段受径流影响逐渐减小,主要受潮流作用影响,但随着下段喇叭口逐渐收缩,涨潮量有减小之势;北支涨潮含沙量大于落潮,在涨落潮流流路分离段含沙量明显大于其他位置。北支含盐度枯季显著大于洪季,且含盐度沿程的差异洪季明显大于枯季,近年来河段含盐度有所减小。人工缩窄工程对北支近期水流泥沙输移及其含盐度有明显的影响。

长江口北支近期河床演变分析

根据20世纪80年代以来北支实测水下地形资料,全面分析了长江口北支河段近期河床演变特征。分析表明:近期北支河床呈累积性淤积。在目前河势条件下,堡镇港以下崇明北沿边滩淤积速度将会加快;随着河宽大幅度缩窄,北支深泓线趋于稳定;为维持北支一定的水深,保障河道一定的航运功能,满足沿江两岸有关县市的引、排水需要,可对进口段进行一定的疏浚,适当增加分流比。

长江口长兴沙岛群的形成演变及其对南港、北港分流的影响

采用地图软件MapInfo7．0对1842-2004年10多幅海图资料数字化，并结合相关海岛调查资料，分析了长兴岛、横沙岛的形成演变过程及其对南港、北港分流的影响。研究结果表明：长兴岛由鸭窝沙经过160多年演变，与上、下游小沙岛合并或人工堵汉而形成，岛屿东南低而宽，西北高而窄；其东是横沙岛，由横沙通道相隔；沙洲群大致呈NW-SE走向，与长江口南支主流方向基本一致。长兴沙岛南坍北涨，横沙岛是东南蚀退、西北淤涨，两岛面积不断增大，并逐渐向西北方向移动，横沙岛更为显著。长兴沙岛群把长江口南支分为南港、北港，西北端的小沙洲成为南港、北港的分流点，沙岛的迁移演变对南港、北港分流及分流点的稳定产生很大影响，两者相互制约。

长江口南北港分汊口附近水域河势变化及航道格局调整

近些年,因新浏河沙头部的淤浅,长江口南北港分汊口河段宝山北航道的通航环境转差。为找到有效解决方案,利用地理信息系统(GIS)分析近10年该河段的河势变化,研究航道格局调整方案。结果表明,该水域河槽容积、深泓线平面及等深线变化比较明显,新浏河沙包收缩变小,新浏河沙头部逐渐淤浅并向航道方向移动的趋势仍在发展,现阶段可通过微调航道格局改善通航环境。

1984年以来长江口北支演变分析

根据1984～2005年实测长江口水下地形图,采用数字地形模型技术,从河势变化、河床纵横向调整、河槽容积变化等方面,分析了1984年以来长江口北支河床演变.围垦缩窄工程（尤其是口门处的围垦）对北支河床演变影响很大,削弱了径流量,改变了入流路线.北支主流线虽反复多变、滩槽变化频繁,但随着人工控导工程的实施,部分水域的主流线将在较长时间内保持稳定.北支已逐渐演变为涨潮流占优势的河道,河床总体演变以淤积萎缩为主,但其衰亡过程将经历较长时期.

长江口北支河段碍航特性及治理思路

近年来随着一系列圈围和护岸工程的实施,长江口北支河道边界逐渐固定,河床整体处于缓慢淤积状态,但局部滩槽变化仍较大,航道条件相对复杂。基于实测地形资料,分析1997年以来北支河段的河床演变特征及碍航特性,结合近期北支河段水深条件,提出北支航道采取上中下河段“联动治理,分级通航”的治理思路。崇启大桥上游河段水深多为3~5 m,3 m深槽仅在崇头附近中断,建议该段利用自然水深布置航道,局部浅区开展疏浚。崇启大桥下游河道展宽明显,河宽达5~10 km,加之江心滩冲刷萎缩,漫滩流增加,不利于航槽水深的维持,建议在主槽南侧采取必要的整治工程,同时开展江心滩守护工程,稳定航道边界,维持航槽水深。