河口淤积对黄河口水沙输运的影响研究

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黄河以水少沙多、洪枯悬殊著称于世。洪水进入下游后强烈的淤积使黄河流路趋向不定和经常决口泛滥,波及海河、淮河和长江流域,每次的改道或决口即意味着黄河入海口部位的变更。只有当社会政治安定、经济发展、国家有能力大规模系统治理黄河时,黄河入海口才能相对稳定。但随着堤防自上而下的巩固和完善。强烈的淤积又逐步向下转移至河口,使河口尾闾在三角洲范围内始终处于淤积、延伸、摆动、改道的循环演变之中,河道及河口的水动力环境和泥沙运动也随之不断变化。本文对黄河口现清8流路以及规划的北汊流路入海口的水沙运动特征进行了研究,利用MIKE21软件建立黄河下游河道及渤海湾的水动力数学模型,与实测资料对比验证后,分析现清8流路黄河口的水沙运动特征,在此基础上,进一步预测河口改走北汊后对河口环境和周围设施的影响。结论如下:(1)黄河河口区存在切变锋,且分为两种形态,即内涨外落型和内落外涨型,在一个潮流周期内分别出现两次,持续时长约为1~2小时,在近岸处发育成型,并向外海移动,待海域完全转流后消失。(2)拦门沙的存在对黄河下游河口河道的泄洪排沙有一定影响,并且长时期的泥沙淤积会改变河口出流方向,使得河口淤积延伸,对黄河下游安全造成很大隐患。(3)黄河携带巨量泥沙入海,在拦门沙河段内,其流速、流向以及含沙量等水文要素均发生改变,其中泥沙主要沉积在拦门沙朝海向急坡的中部以上河段。(4)改走北汊后,黄河口切变锋依然存在,并呈现出不同的特性,内涨外落型切变锋持续时间长且距离河口更远,内落外涨型切变锋持续时间短且距离河口更近。(5)改走北汊流路对于孤东油田意义重大,近岸海域将会以每年0.1~0.4m的速度淤积抬升,减小堤前水深,长远来看,淤积造陆,结合油田的开发,使油田开采由海上开采变为陆上开采,此举可以节省30亿元。(6)改道后黄河海港仍将处于泥沙影响范围以外,即使河口淤积摆动延伸,其方向也将会以中部主流路为主,不会对黄河海港产生明显影响。
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