废黄河三角洲海岸侵蚀过程中的变异特征及整体防护研究

论文摘要

历史时期江苏北部海岸淤进蚀退趋势性过程的逆转一直是海岸动力地貌研究的热点，就长周期的区域性海岸演变而言，公元1855年以来废黄河三角洲海岸侵蚀进程中局部变异现象同样值得关注。近150年来，由于黄河北归后陆源泥沙断绝，废黄河三角洲海岸一直处于强侵蚀状态，现有防护工程虽基本控制了岸线蚀退，但堤外岸滩和水下岸坡的侵蚀仍在继续。在此过程中海岸组成物质粗化、岸滩坡度陡化等现象反映海岸性质存在由淤泥质海岸向砂质海岸变异的趋势。然而以往关于海岸侵蚀的研究中尚无针对海岸变异的专门探讨，成熟的海岸防护措施多针对砂质海岸。本文以海岸变异为主线对废黄河三角洲海岸演变进行全面分析，旨在探索淤泥质海岸侵蚀进程中局部岸段发生变异的机理，为更加有效的海岸防护提供基础。具体开展了如下几方面的研究： ①就苏北海岸演变的历史资料和已有研究成果，论证了黄河尾闾变迁影响下的海岸演变过程中所伴随的海岸性质变异，即砂质海岸和淤泥质海岸之间的相互转换过程；②通过综合地貌调查、沉积物采样与分析、海岸动力泥沙环境分析、不同时期水下地形和断面资料对比、多时相遥感影像的岸线对比分析和不同潮时悬沙含量遥感反演等手段，从海岸侵蚀动态、侵蚀时空差异及泥沙运移等方面揭示海岸侵蚀过程中存在的变异现象及其进程；③通过废黄河口凹入岸段波浪泥沙物理模型试验，研究海岸性质变异中稳定岬湾的形成、粗颗粒泥沙来源、岬湾岸线形态等特征；并对比分析了变异形成的砂质海岸岸弧形态与典型砂质海岸稳定岸弧形态的异同；同时通过不同波浪条件下稳定岸弧形成的系列试验，探讨了变异型砂质海岸岸弧形态对波浪动力的响应；④根据废黄河三角洲海岸侵蚀变异特征、物质组成和动力泥沙环境的特殊性以及稳定岸弧形成过程的研究结果，论证了岬角控制在废黄河三角洲海岸整体防护中的适用性及构建整体防护体系的途径。 研究认为：①目前废黄河三角洲淤泥质海岸侵蚀进程中存在向砂质海岸变异的现象，其过程属历史时期海岸淤进进程中性质变异的逆向调整；②侵蚀动力的时空差异及泥沙运移特征是废黄河三角洲海岸侵蚀现状存在差异的主要原因。随侵蚀过程中波浪优势的增强和粗化泥沙的富集，海岸侵蚀中的变异在地貌上表现为向波控砂质海岸特征发展；③废黄河三角洲海岸侵蚀过程中存在的变异特征，使得通过岬角控制也能形成稳定岸弧，为海岸整体防护体系的构建提供了新的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题依据和研究意义
• 1.2 相关研究工作基础
• 1.2.1 苏北海岸实地调研
• 1.2.2 参与相关研究项目
• 1.2.3 研究区主要的相关资料积累
• 1.3 研究思路
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 研究进展综述
• 2.1 海岸侵蚀
• 2.1.1 海岸侵蚀的认识
• 2.1.2 海岸侵蚀的影响因素及其相互作用
• 2.1.3 海岸侵蚀的时空尺度
• 2.1.4 海平面上升的海岸形态响应
• 2.1.5 人类活动与海岸侵蚀
• 2.1.6 泥沙运动与海岸侵蚀
• 2.1.7 海岸侵蚀过程中的变异
• 2.2 海岸防护
• 2.2.1 海堤（Sea Wall）
• 2.2.2 丁坝（Groin）
• 2.2.3 离岸堤（offshore breakwater）
• 2.2.4 人工岬湾（Headland Control）
• 2.2.5 人工补沙（Beach Nourishment）
• 2.2.6 盐生植被（sait marsh vegetation）
• 2.2.7 海岸防护措施的评价和总结
• 第三章 历史时期海岸演变趋势逆转与海岸性质变异
• 3.1 黄河夺淮前稳定的砂质堡岛海岸
• 3.2 黄河夺淮期间快速淤长（由砂质海岸过渡为淤泥质海岸）
• 3.3 黄河北归后海岸的冲淤调整
• 3.3.1 河口迅速后退
• 3.3.2 废黄河水下三角洲的夷平
• 3.3.3 海岸形态和物质组成的变异
• 3.4 小结
• 第四章 废黄河三角洲海岸的侵蚀进程
• 4.1 海岸动力地貌特征
• 4.1.1 旋转潮波影响下的潮汐特征与沿岸地貌格局
• 4.1.2 开敞淤泥质海岸的波浪特征
• 4.2 海岸侵蚀动态的进一步认识
• 4.2.1 灌河口以西（大板艞至灌河口）
• 4.2.2 灌河口至新淮河口
• 4.2.3 废黄河口拐角岸段（新淮河口至扁担港口）
• 4.2.4 射阳河口附近（扁担港口至斗龙港口）
• 4.3 泥沙运动趋势分析
• 4.3.1 遥感反演水体表层含沙量
• 4.3.2 海岸淤蚀动态反映的泥沙总体运移趋势
• 4.3.2 破波带沿岸输沙趋势
• 4.4 海岸侵蚀原因与机制
• 4.4.1 泥沙来源断绝
• 4.4.2 动力环境要素（泥沙、波浪和潮流）主导地位易势
• 4.4.3 局部地形和动力泥沙环境差异的影响
• 第五章 海岸侵蚀过程中的岸滩变异特征
• 5.1 海岸侵蚀过程中的变异进程
• 5.1.1 三角洲成长期间的海岸特征
• 5.1.2 黄河北归后的侵蚀与变异进程
• 5.1.3 小结
• 5.2 海岸防护工程的分析评价
• 5.2.1 废黄河口附近的防护工程
• 5.2.2 小丁港附近岸段的防护
• 5.2.3 小结
• 5.3 稳定岸弧形成的物理模型试验
• 5.3.1 物理模型设计
• 5.3.2 物理模型建立
• 5.3.3 模型验证
• 5.3.4 模型试验与结果分析
• 第六章 废黄河三角洲海岸整体防护体系的构建
• 6.1 海岸整体防护体系的基本框架
• 6.1.1 防护工程及其对海岸冲淤动态平衡的影响
• 6.1.2 独特的侵蚀变异过程和防护要求
• 6.1.3 多级节点布局
• 6.2 一级节点——海港工程
• 6.3 二级节点——人工岬角
• 第七章 主要结论及新的认识
• 7.1 海岸侵蚀和防护研究的现状和发展趋势
• 7.2 历史时期的大时空尺度海岸变异过程
• 7.3 废黄河三角洲海岸的侵蚀动态
• 7.4 海岸侵蚀动力机制
• 7.5 侵蚀泥沙的去向
• 7.6 海岸变异的特征与进程
• 7.7 已实施防护工程评价
• 7.8 变异中侵蚀性淤泥质海岸的稳定岸弧
• 7.9 节点控制为基本思路的海岸整体防护
• 7.10 人工呷角的应用
• 7.11 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 主要论文成果