我国河口海岸地区以约14%的陆域土地面积,承载着全国40%以上的人口和60%以上的国内生产总值,是我国经济社会发展和改革开放的前沿地带。河口海岸地区人多地少,土地资源不足是长期制约区域发展的重要“瓶颈”,通过滩涂开发拓展发展空间已成为推动经济社会发展的重要途径。21世纪,我国相继启动与实施了新一轮沿海开发战略,沿海地区城市化、工业化和人口快速集聚,各地滩涂开发活动已呈现速度快、面积大、范围广的高强度发展态势。例如,国家循环经济试验区——曹妃甸工业区已实施300余km2,天津滨海新区2020年规划造陆面积426km2,《江苏沿海地区发展规划纲要》提出到2020年将围垦1800km2。河口海岸滩涂开发已成为国家战略需求。

高强度滩涂开发对海域自然属性存在重要影响。科学合理的滩涂开发利用对于缓解河口海岸地区人地矛盾、推动社会经济发展具有十分重要的现实意义;无序大规模滩涂开发利用则会带来生态、资源环境、洪潮灾害及经济社会等多方面问题。滩涂动态演变与资源特征、水沙动力与地貌过程、滩涂开发与岸线利用、滩涂成片开发态势下河口治理与风暴潮灾害防治等,是河口海岸滩涂开发与治理中亟待解决的关键技术难题。

一、主要创新成果

丰富发展了波流共同作用下的泥沙输移理论及模拟技术:

1、揭示了波流共同作用下泥沙起动Shields曲线统一规律,建立了淤泥质河口海岸粘性细颗粒泥沙沉降速度与粉砂质海岸破波条件下水体含沙量分布公式。

2、提出了波流共同作用下波浪破碎和流速分布的系列表达式,揭示了近岸波生流平面分布与剖面变化的关键物理现象和动力学机制。

3、集成构建了河口海岸多因子复合动力地貌演变数值模拟系统,复演了复杂动力环境下的水沙输移与滩槽演变过程。

4、揭示了河口海岸模型变率对相似性的影响机理,实现了波流共同作用下的含沙量和海床地形变化相似,自主开发了波浪潮流共同作用下泥沙运动物理模型模拟成套技术。

提出成片滩涂与深水岸线综合开发治理关键技术:

5、把海河口防洪、滩涂综合利用开发、防淤减灾三者紧密相结合,提出了海河口滩涂成片开发态势下河口延伸即治导线布置方案 。

6、曹妃甸沙岛与深槽的稳定性评价,是论证开发可行性的关键。总结分析了曹妃甸动力地貌格局与泥沙输移模式,揭示了潮汐深槽的动力机制和滩槽稳定性变化趋势。通过复合动力地貌演变数模计算和泥沙物理模型试验,揭示了曹妃甸接岸大堤、港区围涂等主体工程实施后的滩槽稳定变化趋势。

7、南黄海辐射沙脊群因形态特殊、规模宏大、动态活跃备受关注,曾被认为是建港的“禁区”。提出废黄河三角洲海岸侵蚀后退引起南黄海旋转潮波相对增强,是辐射沙脊主轴南移的主因。提出控制侵蚀性海岸后退,利用深水逐步靠岸的优势建设海港,并在滨海港10万t级航道工程中得到成功应用。

8、揭示了风、浪、潮组合条件下护岸波浪爬高及越浪的规律,提出了控制海堤越浪、有效降低堤顶高程的技术措施,解决了大规模滩涂开发区域新建海堤防潮减灾关键难题。

完成全国河口海岸滩涂利用规划和海堤建设方案

9、首次摸清我国河口海岸滩涂资源量及滩涂开发利用存在的问题。全国五大规划区范围内的5m等深线以浅滩涂面积约2.48万km2 ,其中0m等深线以浅约9307km2。

10、完成全国河口海岸滩涂水利功能区划。将河口海岸滩涂利用管理分为保护区、保留区和控制利用区,在统筹考虑河口地区防洪(潮)、排涝、通航、生态环境保护要求的基础上,提出了加强我国河口海岸滩涂开发管理的目标和措施。

11、在统筹考虑沿海气象、水文、地质等自然条件、区域社会经济发展需要、重要国民经济设施的安全运行要求基础上,完成全国海堤建设方案的编制,规范海堤建设标准,明确2015-2020年海堤建设布局与时序,指导海堤管理。

二、学术产出

发表论文50篇,其中SCI论文10篇,EI论文15篇,软件著作权2项。

三、应用推广和综合效益

主要成果已广泛应用于天津滨海新区、曹妃甸国家循环经济区、江苏沿海开发、港珠澳大桥人工岛等国家重大工程的规划设计与开发建设中,得到了滩涂利用与海堤建设工程的成功实践。

 

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日期:2017年04月18日 15:06:16点击数:字号:【
 
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