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第1章 绪论1

1.1 曹妃甸海区开发利用概况1

1.2 国内外相关研究现状6

1.2.1 国内外滩涂开发利用现状6

1.2.2 滩涂开发动力地貌演变效应8

1.2.3 滩涂开发水环境与生态系统效应10

1.2.4 滩涂开发对海堤防浪防潮的影响12

1.2.5 曹妃甸海区相关研究概况13

参考文献15

第2章 曹妃甸海区动力地貌体系20

2.1 海岸体系的形成发育21

2.2 潮汐深槽地貌体系24

2.2.1 曹妃甸岬角-深槽体系25

2.2.2 老龙沟潟湖-潮汐通道体系27

2.2.3 南堡深槽-潮流沙脊体系29

2.3 水流泥沙输移特征30

2.3.1 潮汐与潮流30

2.3.2 风况与波浪37

2.3.3 悬移质泥沙40

2.3.4 表层沉积物47

2.3.5 动力输沙模式与特征53

参考文献54

第3章 波流共同作用下的泥沙输移机制56

3.1 风浪掀沙现场观测及其动力机制分析56

3.1.1 水流结构56

3.1.2 剪切应力59

3.1.3 涡黏系数62

3.1.4 不同水文气象条件下的含沙量63

3.2 波流共同作用下的泥沙起动规律64

3.2.1 水槽试验设计64

3.2.2 单向流泥沙起动Shields曲线68

3.2.3 波浪泥沙起动Shields曲线79

3.2.4 波流泥沙起动Shields曲线85

3.3 波流共同作用下的挟沙能力90

3.3.1 水槽试验设计90

3.3.2 泥沙输移现象91

3.3.3 含沙量94

参考文献105

第4章 曹妃甸海区深槽形成机制与滩槽稳定性分析109

4.1 基于遥感影像和数字地形高程模型的滩槽现代冲淤演变特征109

4.1.1 遥感影像处理与数字地形高程模型构建109

4.1.2 滩槽冲淤变化总趋势113

4.1.3 曹妃甸深槽冲淤变化114

4.1.4 南堡海区冲淤变化117

4.1.5 老龙沟海区冲淤变化119

4.2 滩槽冲淤演变主因分析122

4.2.1 泥沙供给不足是影响滩槽演变的基本因素122

4.2.2 老龙沟西支深槽西摆的主因探讨124

4.2.3 人类开发活动对滩槽冲淤演变的影响日益增强126

4.3 潮汐深槽形成动力机制127

4.3.1 曹妃甸深槽127

4.3.2 南堡深槽129

4.3.3 老龙沟深槽133

4.4 滩槽稳定性分析133

4.4.1 滩槽稳定性长期变化趋势133

4.4.2 岸滩平衡剖面计算与分析134

4.4.3 活动性时间和活动层厚度138

4.4.4 曹妃甸滩涂开发稳定性分析140

参考文献143

第5章 曹妃甸围涂工程效应数值模拟技术145

5.1 多因子复合动力地貌模拟系统145

5.1.1 多因子动力地貌演变模拟系统的构建146

5.1.2 模型验证154

5.2 曹妃甸接岸大堤建成前后周边水动力环境影响计算163

5.2.1 接岸大堤工程前的潮流过程及其模拟163

5.2.2 大堤建设对水动力环境的影响165

5.3 曹妃甸围涂工程开发动力地貌演变效应168

5.3.1 曹妃甸港区规划方案对水动力及泥沙冲淤的影响168

5.3.2 老龙沟拦门沙航道泥沙回淤175

参考文献178

第6章 曹妃甸围涂工程效应物理模型模拟技术180

6.1 围涂工程物理模型模拟关键技术181

6.1.1 超大变率潮流泥沙物理模型模拟技术181

6.1.2 波流共同作用下的动床物理模型模拟技术185

6.2 曹妃甸滩涂开发物理模型试验196

6.2.1 曹妃甸接岸大堤动力地貌演变效应研究196

6.2.2 曹妃甸港区开发总体规划方案优化论证研究198

6.3 物理模型在各类滩涂开发工程影响论证中的应用202

6.3.1 港口航道开发对水动力和泥沙冲淤的影响202

6.3.2 首钢取沙对岸滩稳定性影响研究216

6.3.3 冀东油田人工岛工程岸滩稳定性影响研究226

6.3.4 东坑坨旅游岛工程水动力环境影响研究229

6.3.5 电厂温排放对周边海区环境影响的研究232

6.4 曹妃甸滩涂开发工程实践效果初步分析237

参考文献238

第7章 曹妃甸滩涂开发海堤防浪技术240

7.1 曹妃甸海区波浪特性分析240

7.1.1 波型分析240

7.1.2 波高和波周期的关系243

7.1.3 曹妃甸外海深水波要素244

7.2 曹妃甸滩涂开发工程波浪数学模型研究245

7.2.1 高阶抛物型方程数学模型245

7.2.2 高阶抛物型方程数学模型改进246

7.2.3 港内波浪数学模型249

7.2.4 不规则波的模拟250

7.3 曹妃甸海堤设计波浪要素251

7.3.1 曹妃甸接岸大堤设计波要素251

7.3.2 曹妃甸东南海堤设计波要素252

7.3.3 曹妃甸西南海堤设计波要素256

7.3.4 曹妃甸港区规划方案波浪研究256

7.3.5 LNG码头及护岸设计波要素265

7.3.6 曹妃甸南堡油田工程设计波浪266

7.3.7 曹妃甸三港池设计波浪269

7.4 曹妃甸海堤断面波浪模型试验研究273

7.4.1 首钢围海造地工程围堤断面波浪模型试验273

7.4.2 东南海堤工程围堤断面波浪模型试验279

7.4.3 西南海堤工程围堤断面波浪物模试验287

7.4.4 五港池航道与防波堤工程波浪整体物理模型试验294

7.4.5 二港池航道与防波堤工程波浪整体物理模型试验298

参考文献300

第8章 曹妃甸海区滩涂开发生态环境效应303

8.1 曹妃甸滩涂开发环境效应研究范围和关键要素303

8.1.1 研究范围303

8.1.2 关键生态要素和因子303

8.2 曹妃甸区域生态环境现状分析307

8.2.1 曹妃甸区域污染源调查与评价307

8.2.2 曹妃甸区域生态系统调查与评价309

8.2.3 曹妃甸区域环境质量现状评价332

8.3 曹妃甸区域开发生态环境效应341

8.3.1 大气环境影响预测与分析341

8.3.2 港口噪声影响分析345

8.3.3 海洋环境效应分析346

8.3.4 环境风险评价360

8.4 港区生态文明发展363

参考文献365