黄河三角洲刁口河海岸侵蚀过程时空演变与防护对策研究

发布时间：2017-05-12 08:05

  本文关键词：黄河三角洲刁口河海岸侵蚀过程时空演变与防护对策研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄河自1964年1月从三角洲北部刁口河流路入海,于1976年5月改走清水沟流路入海,行水历时12年5个月。刁口河海岸因入海河流输沙量减少、海洋动力综合作用、海面上升、风暴潮等自然因素及工程建设、生产生活等人为因素的影响,发生了普遍而严重的海岸侵蚀。2014年与1976年相比较,刁口河口门陆地面积共侵蚀了307.56km2,年均侵蚀8.09km2。刁口河入海口门前岸线,在1976-2014年期间蚀退约9.88km,年均蚀退260m。本研究针对黄河三角洲刁口河海岸侵蚀问题,通过对历史监测资料的系统分析,运用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)集成技术、河口泥沙动力学及不等时距灰色模型GM(1,1),以泥沙输移监测数据、遥感影像(Landsat MSS, Landsat TM等,1976-2014年)及不同断面泥沙淤积监测数据为基础信息源,对刁口河流路演变成因及驱动因素、刁口河造陆及海域冲淤动态演变、刁口河岸线动态演变及海洋动力综合作用对刁口河河口泥沙输移的影响,分析刁口河附近海岸蚀退与岸线防护措施相互影响,探求岸滩侵蚀规律及淤蚀平衡剖面的形成和演化过程,为黄河三角洲刁口河入海流路的管理、岸线防护、黄河口的开发以及三角洲地区国民经济的可持续发展提供理论支撑和科学依据。本研究通过对黄河刁口河流路整个过程的入海水沙、岸线、海域地形、海洋动力特征等综合分析,探寻黄河河口刁口河海岸侵蚀及其对备用入海流路影响研究,并得出以下结论和建议：1、1964年至1976年刁口河行河河道阶段性特征：改道后一片漫流、支汉无数→归股并汊→单股无汉→重新出汉并发展→改道。2、刁口河流路时期河口及海域冲淤变化特征为：净造陆面积约340km2,年平均造陆约28km2/a。3、刁口河流路停水后口门及海域冲淤变化：刁口河流路附近海岸线由于失去黄河入海泥沙的补给,一直处于不断蚀退过程中,陆地面积不断变小,2014年与1976年相比较,刁口河口门陆地面积共侵蚀了307.56km2,年均侵蚀8.09km2。4、不等时距GM(1,1)模型对2015年～2024年10年岸线趋势预测：利用1976年～2014年对CS1～CS8测量的0m等深线起点距量算结果进行套绘,分析淤蚀变化,并根据不等时距GM(1,1)模型,对0m等深线起点距进行建模,预测的结果是：在不考虑海岸修建海堤的情况下,0m线年均蚀退94.4m,在考虑修建海堤的情况下,海岸不会发生蚀退,会由水平面上的蚀退变为垂直面上的侵蚀,浅海海域水深变深。5、海岸带防护与生态修复技术研究：针对黄河三角洲滩涂现状、海岸防护情况、工农业开发程度以及生态系统和生态平衡相对脆弱的实际情况,提出采用人工方法恢复和重建湿地是海岸带生态恢复的重要措施。并以黄河三角洲为湿地生态恢复研究对象,提出了包括物理(焚烧、换土)、化学(萃取、化学氧化)及生物修复等湿地修复技术,对广泛应用于黄河三角洲的芦苇人工湿地系统进行了分析研究。6、黄河三角洲海岸防护研究：黄河三角洲的大部分岸段由于缺乏泥沙供给,总体处于不断蚀退的状态,相应的海岸防护工程措施应该通过增加水底摩擦,或者通过在岸外建设防护工程来损耗波浪的动能,减小波浪对海岸的冲击,从而削弱波浪对岸滩的侵蚀。提出可采用的适合于黄河三角洲海岸防护措施有：海堤、丁坝、离岸堤等工程措施以及人工海滩补沙(即填沙护滩)、生物护岸等措施。7、刁口河附近海岸蚀退及岸线防护措施的选择及其对备用入海流路影响分析：由于海岸蚀退缩短了刁口河河长,增加了比降,对未来刁口河行水产生溯源冲刷起到很好的效果,同时海岸侵蚀加大了海域容沙区域,增加了未来刁口河行河年限。
【关键词】：刁口河流路 流路演变 海岸侵蚀 不等时距模型 海洋动力 海岸防护
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 目录9-11
• 1. 引言11-20
• 1.1 研究目的11-12
• 1.2 研究意义12-13
• 1.3 国内外研究进展与评述13-20
• 1.3.1 海岸侵蚀国内外研究13-16
• 1.3.2 海岸侵蚀防护16-20
• 2. 研究内容与思路20-22
• 2.1 研究内容20-21
• 2.2 研究思路21-22
• 3. 刁口河流路历史演变成因及驱动因素22-35
• 3.1 1964年刁口河改道原因22
• 3.2 刁口河流路时期来水来沙情况22-23
• 3.3 改道后罗家屋子以下河道的演变及驱动因素23-33
• 3.3.1 1964年至1966年23-27
• 3.3.2 1967年至1968年27-29
• 3.3.3 1968年汛后至1975年29-33
• 3.4 小结33-35
• 4. 刁口河造陆及海域冲淤动态演变35-87
• 4.1 刁口河流路时期造陆动态变化35-39
• 4.1.1 河道主流线动态演化35-36
• 4.1.2 刁口河沙嘴动态演化36-37
• 4.1.3 刁口河流路时期造陆情况37-38
• 4.1.4 进入口门泥沙淤积动态分布38-39
• 4.2 刁口河海域水下地形冲淤分布变化39-49
• 4.3 基于RS和GIS技术的河口海岸线动态演变49-54
• 4.3.1 遥感数据处理49-51
• 4.3.2 岸线蚀淤变化遥感监测51-54
• 4.3.3 刁口河河口海岸线演变特点54
• 4.4 刁口河流路不同水深变化情况54-81
• 4.4.1 刁口河流路滨海区CS1～CS8断面变化情况55-65
• 4.4.2 刁口河流路滨海区等深线变化65-81
• 4.5 刁口河流路海岸保持动态平衡所需沙量81-84
• 4.6 小结84-87
• 5. 基于不等时距GM(1,1)模型的刁口河岸线演变预测87-108
• 5.1 不等时距GM(1,1)模型87-90
• 5.1.1 等时距GM(1,1)模型的一般形式87
• 5.1.2 不等时距GM(1,1)模型87-90
• 5.2 刁口河0M等深线预测分析90-107
• 5.2.1 刁口河附近测量断面0M等深线起点距量算结果90-91
• 5.2.2 利用不等时距的GM(1,1)模型预测2M等深线起点距变化91-107
• 5.3 小结107-108
• 6. 海洋动力综合作用对刁口河河口泥沙输移的影响108-122
• 6.1 泥沙的扩散、沉积、输移的机理108-111
• 6.1.1 泥沙扩散机理108-109
• 6.1.2 泥沙的输移机理109-110
• 6.1.3 泥沙的沉积机理110-111
• 6.2 黄河口泥沙沉积、扩散、输移模式111-112
• 6.3 波浪掀沙112-114
• 6.4 潮流、余流输沙114-116
• 6.5 海洋动力综合作用对刁口河河口泥沙输移的影响116-121
• 6.5.1 中值粒径(MDφ)的分布117-118
• 6.5.2 大于0.032MM粒径的粗颗粒含量及其分布118
• 6.5.3 小于0.004MM粒径的细颗粒含量及其分布118-119
• 6.5.4 CACO3含量及其分布119-120
• 6.5.5 云母的含量及分布120-121
• 6.6 小结121-122
• 7. 刁口河河口海岸带防护工程与修复措施122-130
• 7.1 刁口河海岸带防护现状122-126
• 7.1.1 刁口河海岸防护现状122-126
• 7.2 刁口河河口海岸防护可采取的措施126-128
• 7.3 刁口河河口海岸蚀退研究的方向和措施128-130
• 8. 结论与讨论130-133
• 参考文献133-139
• 导师简介139-140
• 个人简介140-141
• 获得成果目录清单141-142
• 致谢14

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