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黄河三角洲刁口叶瓣海岸的侵蚀研究

赵东波  
【摘要】:为了研究刁口流路废弃后,现代黄河三角洲北部的侵蚀,首先搜集了多年来水深测量资料,简单研究了黄河三角洲的冲淤变化规律。然后探讨侵蚀机理,结合十级大风过程的波浪观测资料,主要从水动力学角度进行了论述,包括波浪、潮流、风暴激流等。另外还从海平面绝对上升、构造下沉和固结压实下沉引起的相对海平面上升进行了探讨,并用布容法则预测未来的侵蚀速率。最后探讨了防护措施,简单叙述了常见的防护建筑,对现今黄河三角洲已有的海岸防护建筑进行了统计分析,对存在的问题进行了叙述,并提出了一些的建议。 通过对岸线和水下三角洲的冲淤变化研究看出,黄河刁口废弃后,清水沟附近海岸及水下三角洲淤积,而刁口流路附近侵蚀。从北部8个断面的水下地形演化详细研究可以看出,1-4断面变化较小,5-8断面在1976年以后1990年以前水下三角洲上部蚀退较快,1990年后进入冲淤缓慢阶段。而从刁口叶瓣附近的5-8断面的水下地形演化上看,各断面废弃后有一平衡点,平衡点以上侵蚀,以下淤积。而平衡点变化很小,研究看出该点为1976年刁口废弃时各断面坡度最大处。而且转折点在各个断面的水深不同,可能与各断面所处刁口叶瓣的位置不同有关,离刁口主流路越近转折点水深越深,刁口主流路附近的断面该点在11-13m,而支流附近断面该点在7-9m。从这5、8个断面的等深线水平方向、垂直方向和坡度的变化上也可看出,平衡点处等深线变化不大。1990年以前,平衡点以上等深线快速后退和下蚀,以下等深线前进和上淤,坡度逐渐变缓;1990年后,各等深线变化不大,坡度上除了8断面坡度较大外,其它断面坡度在1‰附近波动,8断面坡度大可能是该处波能较大造成的。经前面的分析得出,黄河三角洲北部存在相对稳定的断面。 通过处理波浪现场观测资料看出,观测点处的波浪主要属于艾里波波形和斯托克斯波波形。在大风期间,波浪主要属于斯托克斯波波形,波浪不对称变形,而风暴中心波浪增水,且存在一些超过极限波陡线的波动。利用爱因斯坦的横向输沙率公式计算了波浪变形以后破碎以前的输沙强度,可以看出,只考虑波浪不对称输沙时,输沙强度为正值,并且随着向岸的靠近,输沙强度变大,即泥沙在不对称波浪作用下,净向岸运移。继续向近岸传播,波浪将发生破碎,在近岸形 成破碎带,在破波带内由于紊流等的作用,泥沙大量悬浮被潮流和余流带走,所 以刁口废弃后,水下三角洲的上部侵蚀。而风暴期间,波浪增水,风暴中心的潮 位明显高于正常的潮位,将会淹没大片的陆地,且波高波长明显变大,计算得到 的向岸输沙强度也明显变大,所以风暴潮无论从波浪还是从潮位方面都会对海岸 和水下剖面造成很大的侵蚀。 讨论了海平面上升对侵蚀的影响,引起海平面上升的因素主要有构造均衡下 沉、固结压实下沉和海平面的绝对上升。利用布容法则计算了海平面的上升所引 起的海岸蚀退速率,海岸后退速率达156耐a。并探讨了建有海堤海岸的下蚀问 题。 简单地叙述了常用的防护措施,主要有海堤,丁坝和离岸堤等。现代黄河三 角洲主要建成了三段海堤,黄河口以北的埋岛海堤和孤东海堤,黄河口以南新建 成的海堤。通过研究看出,海堤采取了不同的结构,北部海堤比南部海堤防御力 要强。黄河三角洲地区主要在码头附近建了一些突堤,突堤的下方为航道和停泊 船只的港湾。虽然己建了这些工程措施,但这些建筑物本身载荷会造成局部快速 下沉,还有海平面的相对上升和堤基的冲刷掏空等问题,有待进一步的研究。可 采取的措施主要有加深堤基、加高堤顶和建离岸堤。


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