黃河三角洲孤東海域現(xiàn)代動力沉積研究.pdf

1、本文以黃河三角洲孤東海域為研究對象,在充分借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上,采用水文學(xué)、泥沙運動力學(xué)和動力沉積學(xué)等研究方法,對孤東海域水動力特征、沉積物特征及輸移、剖面沖淤特征及機制等進行較深入系統(tǒng)的研究。 本文首先探討了黃河三角洲的潮汐特征和孤東海域的波浪特征。黃河三角洲潮汐由于受到無潮點的影響,潮汐類型多,潮差變化明顯,M2無潮點在不斷地向東偏南移動。五號樁、東營港附近海區(qū)是比較特殊的日潮區(qū),是我國第四個全日潮區(qū)。三角洲濱海區(qū)內(nèi)不正

2、規(guī)半日潮也存在著潮汐不等現(xiàn)象。孤東海域波浪以渤海傳來的風(fēng)浪為主,NE、SE和NW向浪出現(xiàn)頻率分別是26.28％、22.85％和15.49％,NE向浪為常浪向、強浪向。 基于多年實測剖面資料,研究了孤東海域的沖淤演變特征。結(jié)果表明,在無風(fēng)暴潮發(fā)生的年份,各剖面侵蝕后退速度逐漸增加,近岸由于建有護岸結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為下蝕,遠(yuǎn)岸表現(xiàn)為等深線后退；1985年后(除1993～1996年)CS19剖面基本全剖面侵蝕,1993年后CS20和CS21兩

3、剖面16m以深出現(xiàn)劇烈侵蝕后退,剖面從單純的上沖下淤轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷露螞_刷、中段淤積的演變形態(tài)；1998年后侵蝕態(tài)勢進一步加重,除口門附近的CS22其他三橫斷面總沖淤量轉(zhuǎn)為沖刷。風(fēng)暴潮引起剖面嚴(yán)重蝕退,1992年和1997年兩次風(fēng)暴潮次年回淤量都大于風(fēng)暴潮侵蝕量,深水有強回淤的特點；而風(fēng)暴潮侵蝕量和回淤類型不同。 在海域沉積物方面,分析了泥沙顆粒的中值粒徑、平均粒徑、分選系數(shù)、偏態(tài)系數(shù)和峰態(tài)系數(shù)等粒度參數(shù),研究海域沉積物多為粉砂類物質(zhì)

4、,分選很差、正偏、窄尖型,沉積物粒度特征表現(xiàn)為等值線大致與岸線平行,從岸向外逐漸變細(xì)、分選變差,丁壩的修建對周圍粒徑分布影響明顯。攔門沙沉積物較粗,為粉砂質(zhì)砂；入?？谝阅铣练e物較細(xì),多為粘土質(zhì)粉砂。對比2002年沉積物資料,口門淺灘的北側(cè)由砂質(zhì)粉砂轉(zhuǎn)變?yōu)榉凵百|(zhì)砂,粒徑粗化明顯。 利用Fleming三角圖式分析發(fā)現(xiàn)孤東海域沉積動力總體較強,分為堤前、河口邊灘和淺海三個沉積環(huán)境,其中前兩者粒徑相對較粗。根據(jù)Gao-Collins粒徑

5、輸移趨勢模型得出了孤東海域沉積物輸移趨勢：孤東北大堤近岸水域,沉積物主要向東北向輸移：孤東東大堤近岸水域,沉積物除二號排澇站丁壩與十八橋丁壩之間由南向北以外,其他區(qū)域都由北向南輸移：孤東南側(cè)的黃河口新灘水域,沉積物主要自西向東運移。 研究區(qū)域潮灘沉積物以粉砂為主,分選較差,偏度正偏,峰態(tài)很窄。北側(cè)潮灘I斷面沉積物都為砂質(zhì)粉砂；三號排澇站丁壩北側(cè)的N斷面由內(nèi)向外由砂質(zhì)粉砂向粉砂過渡；丁壩南側(cè)為粉砂。I和N剖面由于面對NE強浪沒有丁

6、壩的阻攔而粒度偏粗,砂含量較多,南側(cè)由于丁壩的阻擋,波浪作用很小,粒度相對較細(xì)。最后討論沉積物運移機制：孤東海域?qū)崪y潮流無法掀起表層沉積物,波浪有效波高P(H1/3<1.0m)>54％,為常浪,近岸5m之內(nèi)是主要波浪掀沙區(qū)域,潮流將波浪掀起的泥沙輸移。波流共同作用時波浪將表層沉積物掀起,底部懸沙濃度高,中上層較均勻。潮流和余流流速增加,挾沙能力增加,泥沙輸移通量增加,造成海岸侵蝕。風(fēng)暴潮的破壞力遠(yuǎn)強于其他水動力因素,風(fēng)暴潮出現(xiàn)時,風(fēng)暴潮