文档介绍：黄河口海岸演变规律(II)
王万战
黄科院,郑州, 中国,450003
电话 0086-371-660 24448, Email:wangfromyellowriver@
摘要本文旨在利用黄河河口海岸资料,总结在黄河水沙、海洋动力等作用下黄河河口海岸演变规律。研究发现,黄河三角洲海岸和黄河口流路的演变,不仅受黄河水沙、潮汐潮流、科氏力的影响,而且还明显受波浪、海岸工程等因素的影响。三角洲海岸演变的趋势是使海岸线垂直于东北来向的波浪;钓口河停止行河后河口海岸蚀退的原因是河流泥沙减少、海堤在波浪作用下引起的侵蚀。这些初步的研究成果表明,黄河口治理和研究要把河口、海岸统一起来,要研究黄河水沙、潮、浪、科氏力等因素;河口流路安排要考虑黄河河口海岸的演变规律。
Keywords: 波浪、沿岸输沙、科氏力、黄河口、地貌演变
前言
现代黄河三角洲面积约为6000 km2 (图1)。几十年来,研究较多的是,在黄河来水来沙的作用下的黄河三角洲海岸的演变, 并且大家认识到,黄河来水来沙对黄河三角洲海岸演变产生较大的影响,但对海洋动力中的波浪、潮流、科氏力对海岸演变影响存在较大的认识分歧。例如,传统的观点认为,波浪对河口、海岸的作用很弱,因而可忽略不计,科氏力作用使清水沟右偏等,但本文的研究却发现了相反的证据。
图1 1855年至今黄河河口流路
波浪、潮汐特性
波浪
图2为波浪玫瑰图,反映了实测深水波浪波高、波向、发生频率。可见,渤海波浪来自四面八方,但是强浪(代表性波高Hs> m)来自东北方向,但发生频率较低。
图2 渤海深水波浪玫瑰图
潮汐潮流特性
渤海任意点的潮汐潮流都不同。黄河口附近实测表面最大表面流速为 m/s。潮流椭圆长轴平行海岸线, m/s。
波浪形成的沿岸输沙
波浪向海岸传播过程中,在浅化(shoaling)作用、摩擦等作用下,最终破碎。波浪破碎形成沿岸流(longshore sediment transport (LST), 沿岸流挟带泥沙,形成沿岸输沙。美国海岸工程研究中心(CERC)提出了计算沿岸输沙量(率)公式,
式中, H 碎波波高, Cg 波组波速,α波浪破碎角, ρ海水密度, g 重力加速度,k为系数。.
黄河三角洲北岸年均沿岸输沙量见表1。年均静沿岸输沙量为 200 214 m3/a ,方向向西,主要由东北方向的波浪所致,最大破波水深为5 m。.
旁证:静沿岸输沙向西的证据见图3。由图3可见,在三角洲北岸水沙5 m 以浅的水域,存在向西运动的水下沙嘴,而水深
5 m 至10 m 的水域,存在双向水下沙嘴。这中地貌并非黄河三角洲所独有。华师大陈吉余院士等在研究废黄河三角洲时也发现灌河河口右侧形成向左侧运动的沙嘴,他们研究发现,沙嘴为波浪所成的沿岸输沙所致(陈吉余等, 1989).
表1 黄河三角洲北岸沿岸输沙: 单位:m3/a
波浪方向
最大破波水深(m)
沿岸输沙量(m3/s)
W
NWW
NW
NNW
N
-
NNE
-
NE