淤泥質海岸泥灘潮溝演變動力機制

《淤泥質海岸泥灘潮溝演變動力機制》是依託河海大學，由龔政擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：淤泥質海岸泥灘潮溝演變動力機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：龔政
• 依託單位：河海大學

項目摘要

潮面和潮溝是潮灘系統的兩大重要地貌單元。泥灘潮溝普遍存在於淤泥質海岸潮灘的中下部，在潮灘上發揮著重要的輸水、輸沙作用，其發育及演變對於潮灘形態有重要的影響。泥灘潮溝演變動力機制研究，對於豐富海岸動力學、地貌動力學等學科內容具有重要的學科意義，同時，對於入海河道泄洪、外海航運通道建設，特別是灘涂圍墾工程建設，具有重要的實用價值。本項目綜合運用遙感分析、現場觀測、水槽試驗和數值模擬等手段，研究潮溝水沙動力時空變化特性，探明潮溝下切的關鍵動力因素及其對於潮溝下切的貢獻，建立灘面反滲水量、孔隙水壓力與漲落潮歷時、高潮位時灘面水深、土壤特性間的定量關係，探究潮溝壁沖刷穩定機理，建立潮溝壁沖刷穩定、潮溝“水-沙-地貌演變”耦合模型，復演潮溝壁沖刷、失穩等演變過程，揭示泥灘潮溝演變動力機制。

結題摘要

潮灘灘面和潮溝是潮灘系統的兩大重要地貌單元，其演變機制是海岸工程領域的重要內容。本項目通過逐月的灘面高程現場觀測，揭示了潮灘橫剖面的演變規律，全剖面自岸向海呈現出“穩定-淤積-穩定-淤積-沖刷”的雙峰特徵，各分帶地貌演變過程具有明顯的季節性差異；開發了潮灘一維剖面模型，探究了地下過程、植被對潮灘剖面形態演變的影響；建立了平面二維水動力、泥沙輸運及潮灘地貌演變概化模型，探究了潮流、波浪、泥沙供給等因素及其季節性變化對潮灘演變過程的貢獻機制。開展同步水沙過程觀測，發現了潮灘上的極淺水過程包括漲潮初期和落潮後期兩個階段；在這兩個階段，灘面水深在10 cm量級，但此時流速梯度很大，含沙量很高，漲潮初期和落潮後期的流速、含沙量均存在顯著的“脈衝”現象，前者是漲潮前鋒帶來的強烈懸沙效應，後者則是極淺水環境下薄層水流輸沙的證據，這兩個極淺水階段的水動力特徵對潮灘的微地貌形態的形成和塑造起到關鍵作用。開展潮溝下切水槽試驗，研究潮溝下切的關鍵動力因素及潮差、漲落潮歷時不對稱、海平面上升其對於潮溝形成、發展的影響；建立潮溝壁沖刷穩定、潮溝“水-坍塌-地貌演變”耦合模型，復演了潮溝壁沖刷、失穩、塌落過程，闡明了潮溝邊壁坍塌的機理，評估了潮溝邊壁坍塌在潮溝邊壁後退中的貢獻率。本研究對於預測潮灘的演變趨勢、提高海岸防護能力、促進海岸帶資源開發與安全等具有重要理論意義和現實價值。