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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