黄河口泥沙冲淤演化探讨

黄河口泥沙冲淤演化探讨

【摘要】近年来，随着黄河河道的频繁波动以及来水来沙变化，黄河三角洲地区海底地形地貌也发生了很大的变化，部分岸段出现了不同程度的侵蚀后退，给海岸防护带来很大挑战。本论文基于现场调查与室内分析、海床与海岸的历史数据分析、数学模型与工程泥沙输移计算等几个方面的工作。从动力地貌、沉积学的角度出发，系统的分析研究垦东海域的泥沙特性，滨海沉积类型、底沙运移和海床冲刷规律或特性，分析岸线的历史演变情况（包括海岸线变迁遥感解析图），并对各岸线段的侵蚀或淤积类型、强弱和各岸线段的稳定性进行分析评价，分析其变化趋势。

【关键词】海床演变；冲淤；黄河；泥沙输运

研究结果表明，黄河口向南扩散的泥沙基本不影响莱州湾南部的底质沉积。1976年以来，莱州湾中部沉积速率为3.3～5.3cm/a，且逐年减少，与向南扩散的大量泥沙极不相称，黄河泥沙不在此区大量沉积，莱州湾只是一个向外输沙的通道。莱州湾涨潮时，南岸潮流流向西，西岸潮流顺时针转向北，与河口南侧的南西向潮流互相顶托；落潮时，潮流的流向均为东北方向。莱州湾区泥沙正是在这种有利的流场作用下的向东北方向运移出去。大量泥沙经过莱州湾向东北运移，这样就减轻了河口泥沙的淤积。南去的泥沙由于受莱州湾特定流场的影响，相当数量的泥沙最终也向东北方向输移，说明目前河口的流路对莱州湾影响不大，黄河入海泥沙扩散最终向东北方向进入渤海中部地区。

改道后的黄河口沙嘴的不断延伸，使河口两侧呈三角状，离岸远的水动力明显减弱，必然造成大量的泥沙淤积。多年来，黄河河口两侧的淤积逐渐扩大。清8改汊口门是该海域最强烈的淤泥聚集区，造成大量淤积，而老黄河口钓东大嘴口门外则是该研究海区最强烈的冲刷区。该海域80%以上的泥沙淤积在拦门沙区内，从而导致拦门沙区以平均每年淤高约1m的速度向前发展。由于潮流和河口径流的影响，部分泥沙向河口南侧输运。而由于余流的影响，则另有部分泥沙沿15m等深线向该海域西北方向输移。黄河南北两侧岸坡的冲刷皆呈减弱趋势。黄河口北侧岸坡所受冲刷强烈，又缺少外来泥沙的补给，因而岸线蚀退；而黄河口南岸坡所受冲刷较弱，再加上水动力条件的减弱和潮流输沙的淤积作用，以致河口南侧岸线趋于相对稳定。

通过阅读大量黄河口海域动力及泥沙输运等文献，本文对黄河口海域泥沙输运和沉积及冲淤趋势进行了初步研究。基于现场调查与室内分析、海床与海岸的历史数据分析、数学模型与工程泥沙输移计算等几个方面的工作。从动力地貌、沉积学的角度出发，系统的分析研究垦利海域的泥沙特性，滨海沉积类型、底沙运移和海床冲刷规律或特性，分析岸线的历史演变情况（包括海岸线变迁遥感解析图），并对各岸线段的侵蚀或淤积类型、强弱和各岸线段的稳定性进行分析评价，分析其变化趋势。

主要研究方法如下：

1、历史海图和水深地形资料的对比分析

收集不同时期的水下地形图、海图，对收集到的海图进行数字化整理、成图、同化处理和对比。研究海床的地质地貌和岸滩稳定性。主要包括以下内容：

收集厂址海域不同时期的水下地形资料（实测水下地形图或海图），对研究海域的水下地形资料用海床演变学的方法对海床的演变规律进行研究。

海底冲淤速率的调查与分析。

地形图配准和矢量化。

2、现场调查

1）了解工程海域有关海床、岸滩演变和泥沙运动等现场情况。调访内容侧重于岸滩变化、泥沙来源、人为活动（海岸构筑物、养殖建筑物、人工挖沙）等。通过泥沙来源的资料分析，确定径流含沙量和海域来沙量。

2）底质调查。在研究海区进行过大面积的底质取样。所取样品进行粒度分析，以研究厂址附近海域的底质分布，为泥沙冲淤预测提供参数。

3）悬沙含量和粒径调查及泥沙来源分析

在调查海域大范围采样进行悬沙浓度测试分析

研究海域的潮流系统复杂，波浪作用明显，泥沙运动复杂。鉴于泥沙运动的复杂性、现场资料获取的困难性以及目前分析计算方法的多样性，拟针对厂址地区的海岸特性和泥沙运动的特点，采用多种方法综合研究本海区的泥沙运动及滩槽演变。

运用水动力地貌和数模计算等手段分析冲淤冲淤变化的特性和规律。

按潮流作用、波流共同作用等不同情况分别进行计算底移质和悬移质搬运率，以确定泥沙运动的强度。

得到的结论主要有以下几点：

1996年黄河清8改汊后，新口门前和老口门南侧发生淤积，新口门北侧和老口门前发生冲刷。淤积大于冲刷，淤积面积是冲刷面积是的1.9倍，淤积量是冲刷量的1.7倍。年平均淤积和冲刷量分别为4.27亿m3和2.56亿m3，年平均最大淤积和冲刷厚度分别为1m和0.83m。2m等深线最大淤进距离4300m，总淤积面积为27km2，总蚀退面积为11km2，净淤积面积为16km2，平均淤积速率为2.5km2/a。5m等深线总的趋势是向海中推进，最大淤进距离4300m，总淤积

面积为43.6km2，总蚀退面积为7.4km2，净淤积面积为36.3km2，平均淤积速率为5.8km2/a。10m等深线范围内总淤积面积为56km2，总蚀退面积为6.4km2，净淤积面积为49.6km2，平均淤积速率为7.96km2/a。总体来看，黄河口以北海域泥沙整体输运方向为自南向北，黄河口南部输运方向则为自北向南。

黄河口的海洋动力以及泥沙输移机制都相当复杂多变，每年的黄河上游调水调沙受气象、区域等众多因素影响，又受当地潮汐、地形、风浪、潮流等各种因素的影响，要非常准备的判断出这些过程不是很容易，需要许多的人和时间去研究探讨。