連云港海域懸沙和表層沉積物交換研究.pdf

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1、第３期水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)Ｎｏ．３２０１７年６月ＨＹＤＲＯ?ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪｕｎ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１７．０３．００５劉紅，顧勇，馬興華，等．連云港海域懸沙和表層沉積物交換研究［Ｊ］．水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)，２０１７（３）：３３－４０．（ＬＩＵＨｏｎｇ，ＧＵＹｏｎｇ，ＭＡＸｉｎｇｈｕａ，ｅｔａｌ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄａｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔｓｉｎＬｉａｎｙｕｎｇａｎｇｈａｒｂｏｒａｎｄａｄｊａｃｅｎｔｓｅａｗａｔｅｒｓ［Ｊ］．

2、Ｈｙｄｒｏ?ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７（３）：３３－４０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））連云港海域懸沙和表層沉積物交換研究１２１３劉紅，顧勇，馬興華，金鏐（１．中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海２００１２０；２．中交上海航道局有限公司，上海２００００２；３．交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江口航道管理局，上海２００００３）摘要：采用粒度譜計(jì)算方法分析連云港及鄰近海域懸沙和表層沉積物交換特征，為徐圩防波堤口門布置和連云港港航道回淤研究提供理論支撐。連云港港主航道和徐圩航道５ｍ等深線以外的區(qū)域懸沙和表層沉積物交換率為０．１～０．２，表明航道回淤

3、強(qiáng)度將處于較低水平，對(duì)今后航道維護(hù)有利；５ｍ等深線以內(nèi)區(qū)域的交換率為０．３～０．４，懸沙落淤對(duì)航道回淤有一定貢獻(xiàn)，表明該航道段回淤量相對(duì)較大，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)航道回淤?gòu)?qiáng)度分布特征基本一致。灌河口沙嘴正常天氣條件下交換率小于０．２，說(shuō)明懸沙落淤對(duì)沙嘴的影響較小；５ｍ等深線以內(nèi)破波帶水域交換率大于０．５，表明懸沙和表層沉積物交換頻繁。連云港港及鄰近海域懸沙和表層沉積物交換主要為粒徑小于６２μｍ的細(xì)顆粒組分。分析結(jié)果表明，為減少泥沙回淤對(duì)徐圩港區(qū)港池正常運(yùn)行的影響，興建防浪擋沙堤并將堤頭布置在破波帶之外十分必要。關(guān)鍵詞：連云港港；懸浮泥沙；表層沉積物；粒

4、度譜計(jì)算；泥沙交換中圖分類號(hào)：ＴＶ１４８文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ文章編號(hào)：１００９－６４０Ｘ（２０１７）０３－００３３－０８懸沙和表層沉積物的交換過(guò)程是泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵研究問(wèn)題之一。泥沙交換不僅關(guān)系到懸移質(zhì)泥沙的輸沙特性和表層沉積物分布特征，而且對(duì)海床演變起著重要作用。在泥沙交換過(guò)程中，懸浮泥沙和表層沉［１］積物的粒度組成相互發(fā)生改變。２０１０年研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了粒度譜計(jì)算方法，計(jì)算了長(zhǎng)江口懸沙和［２－３］表層沉積物的交換率，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江口外泥質(zhì)區(qū)充當(dāng)了長(zhǎng)江口系統(tǒng)泥沙輸運(yùn)和入海泥沙向南輸送的“泥庫(kù)”。隨后對(duì)粒度譜計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，分析了呂四進(jìn)港航道懸沙

5、沉降對(duì)航道回淤的貢獻(xiàn)率，為研究輻射沙洲海［４］域航道回淤提供了重要的技術(shù)支撐。因此，研究懸沙和表層沉積物的交換不僅是海岸泥沙輸移研究的重要內(nèi)容，也是研究航道回淤的重要手段之一。連云港港地處江蘇省北部，是我國(guó)東部沿海對(duì)外貿(mào)易的重要港口。連云港港３０萬(wàn)ｔ級(jí)航道建設(shè)規(guī)模大，技術(shù)難度高，尤其是徐圩航道為新辟航道，需在淺灘上開(kāi)展大規(guī)模的基建性開(kāi)挖。徐圩防波堤口門位置、連云港主航道和徐圩航道的回淤問(wèn)題一直是港口航道建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文采用粒度譜計(jì)算方法研究連云港港及其鄰近海域懸沙和表層沉積物交換特征，為徐圩防波堤建設(shè)和航道回淤研究提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)港口航

6、道工程的規(guī)劃和建設(shè)，也為粒度譜計(jì)算方法在工程上的應(yīng)用提供了研究實(shí)例。１區(qū)域概況及研究方法１.１區(qū)域概況連云港海域的淤泥質(zhì)潮灘是歷史上黃河奪淮入海期間巨量泥沙堆積而成，１８５５年黃河北歸渤海后，岸收稿日期：２０１６－０３－２３基金項(xiàng)目：國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（８６３計(jì)劃）課題（２０１２ＡＡ１１２５０９）作者簡(jiǎn)介：劉紅（１９７８—），男，湖北宜昌人，高級(jí)工程師，博士，主要從事河口海岸水動(dòng)力和工程泥沙研究。Ｅ?ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｏｎｇｓｈｉｗ＠１６３．ｃｏｍ３４水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)２０１７年６月灘處于侵蝕后退狀態(tài)，岸灘侵蝕物質(zhì)是近岸帶泥沙的主要物質(zhì)來(lái)源。

7、一百多年來(lái)，廢黃河三角洲侵蝕逐漸趨于平衡，連云港海域總體呈現(xiàn)“沖淤基本平衡、局部略有沖刷”的態(tài)勢(shì)。連云港港及其鄰近海域?qū)俜钦?guī)半日潮，由岸向海方向潮流由往復(fù)流向旋轉(zhuǎn)流過(guò)渡，漲潮流速大于落潮流速（圖１）。連云港海域５ｍ等深線以內(nèi)（經(jīng)常性破波帶內(nèi)）大潮漲潮平均流速為０．２９～０．８４ｍ／ｓ，落潮平均流速為０．３０～０．６７ｍ／ｓ；５ｍ等深線以外（經(jīng)常性破波帶外）大潮漲潮平均流速為０．３６～０．８７ｍ／ｓ，落潮平［５］均流速為０．３３～０．６０ｍ／ｓ。根據(jù)連云港大西山海洋站波高統(tǒng)計(jì)，年平均波高０．６ｍ，大于２ｍ波高出現(xiàn)頻率僅為１．５％，波高小于０．５ｍ

8、的出現(xiàn)頻率占５６．５％。常浪向?yàn)槠危畔?，?qiáng)浪向?yàn)槠蜗颉D１連云港及鄰近海域流速矢量圖和表層沉積物采樣站位Ｆｉｇ．１Ｃｕｒｒｅｎｔｖｅ