黄河口演变对河口侧湾人工岛稳定性的影响

发布时间：2020-11-22 05:54

　　现在的黄河口区域是我国重要的浅海油气区，即胜利垦东油区。为了变海油为陆采，1996年人工改道使黄河北流，开始实施填海造陆工程，同时在浅海油区修建大量人工岛等采油工程。因此，本文在实测资料和实验数据的基础上，研究分析了黄河口近岸冲淤演化及浅地层结构特征，进而对黄河口侧弯大型人工岛工程的稳定性进行初步探讨与研究。在Landsat卫星遥感MSS754、TM432假彩色合成影像上主要提取了多个不同时期清水沟流路清8断面以下的主河道和新老黄河口区岸线（低潮线），结合水文数据等资料，研究了1996年以来黄河口区河道的演变过程、岸线变化及近岸淤蚀特征。结果表明：黄河大范围的改道迁移已经完全进入人控时代，河道直接进入单一、顺直阶段，行水年限也有所增长，但人工河道下游呈自然状态下的河道段依然在小范围内频繁摆动，15年来改道2次（分3个阶段）；新黄河口区岸线1996-2005年快速向外海延伸扩张，2005-2007年均向陆蚀退，2008-2011年沙嘴两侧扩张速率加快而向前延伸变缓及后期逐渐演变为向内陆退缩，而老黄河口区岸线整体呈持续侵蚀后退状态，至2011年沙嘴顶端处岸线最大蚀退距离约7.19km；以大型人工岛工程为界线，整个区域表现出南冲北淤的冲淤格局。结合历史资料，主要研究了老黄河口、新黄河口及河口侧湾三个不同区域1855年以来的沉积环境演化历程和浅地层结构特征。结果表明：（1）老黄河口区从底往上依次主要为浅海沉积、前三角洲沉积、三角洲前缘远端坝沉积、河口沙坝沉积；（2）新黄河口区域从底往上依次主要为浅海沉积、前三角洲沉积、三角洲前缘远端坝沉积、三角洲侧缘沉积、河口沙坝沉积及河流沉积；（3）河口侧湾区域从底往上依次主要为浅海沉积、前三角洲沉积、三角洲前缘远端坝沉积、三角洲侧缘沉积。因此，新老黄河口区呈上粗且重、下细且轻的逆粒序结构，而河口侧湾区域整体以细颗粒沉积为主，均易发育软弱层。通过对钻孔、浅剖资料的处理及重点分析含水率、液性指数及压缩系数等几个重要工程参数在0-40m地层段内的垂向变化特征。结果表明：人工岛区域浅地层主要的物质组分为粉质粘土，尤其在1855年以来所形成的地层中颗粒较细，含水率、液性指数及压缩系数均高于下部地层，另外在上部地层中发现了含水率、液性指数及压缩系数相对上下土层均异常高的软弱层。根据土体工程力学强度性质把该区0-40m地层段分为6层，工程适宜性均一般或差，大部分为差。通过对黄河口冲淤演化及浅地层结构的分析研究，结合河口侧湾人工岛工程，分析了海湾区工程环境的变化和黄河口区地层沉降状况，进而探讨了河口侧湾人工岛工程的稳定性。结果表明：新黄河口沙嘴岸线向两侧扩张，沙嘴顶部被NE向浪侵蚀削平并表现出侵蚀后退现象，而老黄河口沙嘴继续被侵蚀缩小，致使人工岛不断被暴露于外海，受到较强海洋动力的作用，人工岛稳定性受到威胁；另外，人工岛北侧区域地层沉降相对较快，而南侧区域沉降较慢，将导致海湾工程区产生差异沉降等灾害现象，对大型人工岛工程的地基稳定性造成一定威胁。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P75
【文章目录】：
摘要
Abstract
0 前言
    0.1 研究目的与意义
    0.2 国内外研究现状
        0.2.1 国外研究现状
        0.2.2 国内研究现状
    0.3 前人研究不足
    0.4 本文研究内容
        0.4.1 区域位置
        0.4.2 主要内容
    0.5 资料与方法
1 研究区概况
    1.1 黄河三角洲地质概况
        1.1.1 地形地貌结构
        1.1.2 沉积特征及地层结构
        1.1.3 沉积物类型及工程地质性质特征
        1.1.4 区域构造、地震
    1.2 气象特征
        1.2.1 气温及降水
        1.2.2 风
    1.3 海洋水动力
        1.3.1 潮汐
        1.3.2 潮流
        1.3.3 余流
        1.3.4 波浪
        1.3.5 风暴潮
    1.4 黄河来水来沙
    1.5 海域悬浮泥沙分布及运移特征
    1.6 河口侧湾人工岛
2 黄河口近海岸冲淤演化
    2.1 河道演变过程
        2.1.1 1996 年清 8 出汊河道变化
        2.1.2 1996-2011 年河道演变特征
        2.1.4 小结
    2.2 海岸线变化
        2.2.1 1996 年清 8 出汊岸线变化
        2.2.2 1996-2011 年岸线变化过程
        2.2.3 小结
    2.3 近岸冲淤状况分析
        2.3.1 1996-2005 年冲淤特征
        2.3.2 2005-2011 年岸线淤蚀特征
        2.3.3 小结
3 黄河口浅地层结构特征
    3.1 河口区沉积环境演化
        3.1.1 主要沉积环境及沉积相
        3.1.2 沉积环境演化过程
        3.1.3 小结
    3.2 人工岛区浅地层结构
        3.2.1 钻孔资料分析
        3.2.2 浅地层剖面对比
        3.2.3 工程参数垂向变化特征
        3.2.4 小结
    3.3 河口区浅地层结构模式
        3.3.1 工程软弱层
        3.3.2 老黄河口区域
        3.3.3 新黄河口区域
        3.3.4 河口侧湾区域
        3.3.5 小结
4 黄河口侧湾人工岛稳定性分析
    4.1 滩海工程环境与人工岛的相互作用
    4.2 黄河口近岸冲淤变化对人工岛的影响
        4.2.1 区域水动力特征
        4.2.2 冲淤变化的影响
        4.2.3 小结
    4.3 黄河口浅地层结构对人工岛的影响
        4.3.1 软土及沉降特征
        4.3.2 地层结构的影响
        4.3.3 小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
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