连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究.pdf

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1、第３期水利水运工程学报Ｎｏ．３２０１７年６月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪｕｎ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１７．０３．００５刘红，顾勇，马兴华，等．连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１７（３）：３３－４０．（ＬＩＵＨｏｎｇ，ＧＵＹｏｎｇ，ＭＡＸｉｎｇｈｕａ，ｅｔａｌ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄａｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｄｉｍｅｎｔｓｉｎＬｉａｎｙｕｎｇａｎｇｈａｒｂｏｒａｎｄａｄｊａｃｅｎｔｓｅａｗａｔｅｒｓ［Ｊ］．

2、Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７（３）：３３－４０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究１２１３刘红，顾勇，马兴华，金鏐（１．中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海２００１２０；２．中交上海航道局有限公司，上海２００００２；３．交通运输部长江口航道管理局，上海２００００３）摘要：采用粒度谱计算方法分析连云港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换特征，为徐圩防波堤口门布置和连云港港航道回淤研究提供理论支撑。连云港港主航道和徐圩航道５ｍ等深线以外的区域悬沙和表层沉积物交换率为０．１～０．２，表明航道回淤

3、强度将处于较低水平，对今后航道维护有利；５ｍ等深线以内区域的交换率为０．３～０．４，悬沙落淤对航道回淤有一定贡献，表明该航道段回淤量相对较大，计算结果与实测航道回淤强度分布特征基本一致。灌河口沙嘴正常天气条件下交换率小于０．２，说明悬沙落淤对沙嘴的影响较小；５ｍ等深线以内破波带水域交换率大于０．５，表明悬沙和表层沉积物交换频繁。连云港港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换主要为粒径小于６２μｍ的细颗粒组分。分析结果表明，为减少泥沙回淤对徐圩港区港池正常运行的影响，兴建防浪挡沙堤并将堤头布置在破波带之外十分必要。关键词：连云港港；悬浮泥沙；表层沉积物；粒

4、度谱计算；泥沙交换中图分类号：ＴＶ１４８文献标志码：Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１７）０３－００３３－０８悬沙和表层沉积物的交换过程是泥沙运动力学的关键研究问题之一。泥沙交换不仅关系到悬移质泥沙的输沙特性和表层沉积物分布特征，而且对海床演变起着重要作用。在泥沙交换过程中，悬浮泥沙和表层沉［１］积物的粒度组成相互发生改变。２０１０年研究团队创造性地提出了粒度谱计算方法，计算了长江口悬沙和［２－３］表层沉积物的交换率，发现长江口外泥质区充当了长江口系统泥沙输运和入海泥沙向南输送的“泥库”。随后对粒度谱计算方法进行了改进，分析了吕四进港航道悬沙

5、沉降对航道回淤的贡献率，为研究辐射沙洲海［４］域航道回淤提供了重要的技术支撑。因此，研究悬沙和表层沉积物的交换不仅是海岸泥沙输移研究的重要内容，也是研究航道回淤的重要手段之一。连云港港地处江苏省北部，是我国东部沿海对外贸易的重要港口。连云港港３０万ｔ级航道建设规模大，技术难度高，尤其是徐圩航道为新辟航道，需在浅滩上开展大规模的基建性开挖。徐圩防波堤口门位置、连云港主航道和徐圩航道的回淤问题一直是港口航道建设的关键技术问题。本文采用粒度谱计算方法研究连云港港及其邻近海域悬沙和表层沉积物交换特征，为徐圩防波堤建设和航道回淤研究提供科学依据，指导港口航

6、道工程的规划和建设，也为粒度谱计算方法在工程上的应用提供了研究实例。１区域概况及研究方法１.１区域概况连云港海域的淤泥质潮滩是历史上黄河夺淮入海期间巨量泥沙堆积而成，１８５５年黄河北归渤海后，岸收稿日期：２０１６－０３－２３基金项目：国家高新技术研究发展计划（８６３计划）课题（２０１２ＡＡ１１２５０９）作者简介：刘红（１９７８—），男，湖北宜昌人，高级工程师，博士，主要从事河口海岸水动力和工程泥沙研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｏｎｇｓｈｉｗ＠１６３．ｃｏｍ３４水利水运工程学报２０１７年６月滩处于侵蚀后退状态，岸滩侵蚀物质是近岸带泥沙的主要物质来源。

7、一百多年来，废黄河三角洲侵蚀逐渐趋于平衡，连云港海域总体呈现“冲淤基本平衡、局部略有冲刷”的态势。连云港港及其邻近海域属非正规半日潮，由岸向海方向潮流由往复流向旋转流过渡，涨潮流速大于落潮流速（图１）。连云港海域５ｍ等深线以内（经常性破波带内）大潮涨潮平均流速为０．２９～０．８４ｍ／ｓ，落潮平均流速为０．３０～０．６７ｍ／ｓ；５ｍ等深线以外（经常性破波带外）大潮涨潮平均流速为０．３６～０．８７ｍ／ｓ，落潮平［５］均流速为０．３３～０．６０ｍ／ｓ。根据连云港大西山海洋站波高统计，年平均波高０．６ｍ，大于２ｍ波高出现频率仅为１．５％，波高小于０．５ｍ

8、的出现频率占５６．５％。常浪向为偏ＮＥ向，强浪向为偏Ｎ向。图１连云港及邻近海域流速矢量图和表层沉积物采样站位Ｆｉｇ．１Ｃｕｒｒｅｎｔｖｅ