规划填海前后莱州湾冲淤演变研究

论文摘要

为贯彻胡锦涛总书记关于“打造山东半岛蓝色经济区”的重要指示精神,把握世界海洋经济发展新趋势,拓展陆海发展新空间,2009年上半年,山东省委、省政府出台《关于打造山东半岛蓝色经济区的指导意见》,提出了全面打造山东半岛蓝色经济区的整体构想。该构想包含9个集约用海区,相当于在海上再造一个大县。如此大规模的变动必然给海洋环境带来重大影响,进而影响其经济发展和未来规划。作为蓝色经济区的重要核心,莱州湾坐拥9大区块中的4个。规划填海后,莱州湾海域潮流、波浪和泥沙冲淤状况将发生改变,进而影响海洋环境状况和区域经济可持续发展。因此,我们以其为研究对象,力求获取相应的经验值,为地区发展提供助力。本文根据已有资料分析了莱州湾海域沉积物分布规律、水深地形特征、潮流、波浪特征,运用MIKE 21二维模拟平台,建立规划填海前后的潮流场、波浪场,并对二者进行耦合,模拟规划填海前后的冲淤演变情况,并依照“建设用海规划填海造地适宜性评估”方法对莱州湾海域规划填海项目进行了适宜性评估。结果显示：(1)规划填海实施后,莱州湾潮流场仅在规划填海区域附近发生较大变化。在码头或新岸线向海凸出处附近,挑流作用使得流速增大,增量多在15cm/s以上；在码头内侧港湾及新岸线向陆凹进处附近,水动力条件减弱使得流速减小,减小量多超过20cm/s。约距离新岸线3000～4000m以外,规划填海对海域潮流场的影响不甚明显。(2)本文模拟了莱州湾规划填海前后大于等于6级风作用24h后的波浪场。结果显示,规划填海后,在平行于原岸线的新岸线附近或有新的狭长水道形成的区域,有效波高普遍减小,最大减小量2～88cm;在部分垂直于原岸线的新岸线附近,有效波高有所增大,最大增量0～40cm。各规划区对海域波况的影响范围为1500～2000m。(3)无论是静风理想状态下或是大风波浪作用下,规划填海后,规划区附近海域的年冲淤厚度均有较大改变。静风条件下,规划填海前后均处于淤积状态的区域,在规划填海后淤积量普遍减小,减小量一般在0～0.5cm/a之间；规划填海前后均处于冲蚀状态的区域,在规划填海后冲蚀加强,增大量多在0～0.5cm/a之间。大风条件下,各规划区在规划填海前后均普遍处于冲蚀状态,且规划填海后冲蚀加强,最大冲淤改变量在1～2cm/a之间。在新岸线向海凸出位置附近,由于挑流作用引起局部水动力条件加强往往形成最强冲蚀区,静风时最大冲蚀量1.5～2.5cm/a,大风时最大冲蚀量2.4～7.2cm/a;在新岸线向陆凹进处,因水动力条件减弱而成为主要淤积区,静风时最大淤积量为0.4～1.8cm/a,大风时最大淤积量为0～1.5cm/a。规划填海后,规划区附近个别海域由淤积转变为冲蚀或者相反,其冲淤改变量多在2cm/a以上。各规划区对海域冲淤状况的影响范围静风时1000～3500m,大风时为1200～3400m。(4)运用规划填海造地适宜性评估的方法对莱州湾规划填海项目进行了评估。重点对规划比较详细的龙口湾海洋装备制造业集聚区项目进行了建设用填海造地适宜性评估。该集聚区包含了龙口和招远两个规划填海区。评估结果显示,龙口规划区规划填海面积控制值为1945.143万元/公顷,大于面积(岸线)控制指标标准1907.325万元/公顷；岸线控制值为1716.59万元/公顷,大于岸线控制指标标准54.586万元/公顷。招远规划区规划填海面积控制值为2435.83万元/公顷,大于面积控制指标标准1961.82万元/公顷；岸线控制指标标准56.1456万元/米,招远规划区不占用岸线。因此,龙口湾海洋装备制造业集聚区规划填海项目的面积(岸线)控制值满足其面积(岸线)控制标准,该建设用规划填海造地具有适宜性。综合龙口湾海洋装备制造业集聚区、莱州海洋新能源产业集聚区、潍坊海上新城、东营石油产业集聚区等四个规划填海区面积(岸线)控制指标标准的计算结果,得知未来莱州湾建设用海填海造地项目单位面积投资大于1961.82万元/公顷、占用单位长度岸线投资大于56.1456万元/米时,该规划填海项目为适宜填海项目。在未来规划填海时,需改进填海项目设计或补充保护环境资源措施,将填海项目对环境的不良影响降至最低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 0 前言
• 0.1 研究意义
• 0.2 研究概况
• 0.2.1 莱州湾海洋科学研究概况
• 0.2.2 海岸冲淤演变研究概况
• 0.3 研究内容及研究方法
• 0.3.1 研究内容
• 0.3.2 研究方法
• 1 区域自然、社会概况
• 1.1 区域自然概况
• 1.1.1 研究区位置
• 1.1.2 水深地形
• 1.1.3 地质地貌概况
• 1.1.4 气象、海洋水文条件
• 1.1.5 主要自然灾害
• 1.2 区域社会环境概况
• 2 泥沙及沉积状况
• 2.1 沉积物底质类型及分布
• 2.2 水体悬沙
• 2.3 泥沙来源及运移
• 3 海流特征
• 3.1 实测海流分析
• 3.1.1 海流平面分布及实测海流流速
• 3.1.2 潮流准调和分析
• 3.1.3 潮流性质
• 3.1.4 潮流的运动形式
• 3.1.5 潮流流速
• 3.1.6 潮流水质点的运移距离
• 3.1.7 余流
• 3.1.8 海流观测结果分析
• 3.2 模拟潮流场分析
• 3.2.1 模型简介
• 3.2.2 计算域和网格设置
• 3.2.4 潮流场模拟结果及分析
• 4 波浪数值模拟
• 4.1 模型简介
• 4.2 基本方程
• 4.2.1 波浪作用守恒方程
• 4.2.2 能量源项
• 4.2.3 数值方法
• 4.2.4 输入参数
• 4.3 模拟结果
• 5 莱州湾海域冲淤影响分析
• 5.1 冲淤数值模型
• 5.1.1 泥沙运动控制方程
• 5.1.2 沉积物沉积、侵蚀计算
• 5.1.3 输入参数
• 5.3 莱州湾海域冲淤模拟结果分析
• 5.3.1 静风理想条件下年冲淤状况
• 5.3.2 大风波浪作用下年冲淤状况
• 6 建设用海填海造地适宜性评估
• 6.1 基本理论
• 6.1.1 海洋功能区划和分类理论
• 6.1.2 区位理论
• 6.1.3 Delphy法
• 6.1.4 统计理论与方法
• 6.2 评估方法
• 6.2.1 评估程序
• 6.2.2 评估模型
• 6.3 莱州湾建设用海规划填海造地适宜性评估
• 6.3.1 龙口湾海洋装备制造业集聚区规划填海造地适宜性评估
• 6.3.2 其他规划填海区填海面积与占用岸线控制指标标准值计算
• 7 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文