风暴对黄河水下三角洲侵蚀控制与海床液化

本项目研究风暴过程中黄河水下三角洲发生大规模侵蚀的原因机理，揭示风暴引起的海床液化，及液化导致的黄河水下三角洲侵蚀加剧，并建立侵蚀预测模型。在黄河水下三角洲布设长期原位综合观测站，自动观测记录海床界面的侵蚀过程，海床沉积物孔隙水压力累计与液化过程，及对应的海洋动力过程。利用获得现场实际观测数据，分析风暴作用、沉积物液化、海床侵蚀间的关系。在室内利用土样动三轴仪，对取自研究区的沉积物样品，施加模拟的风暴期间周期性波浪循环荷载作用；利用冲刷水槽，测试沉积物样品的侵蚀性。分析得出不同的风暴作用过程中沉积物液化状况对侵蚀性的影响。在上述现场观测和室内模拟实验结果基础上，分析建立风暴过程中黄河水下三角洲侵蚀预测模型。研究成果对认识黄河三角洲岸滩侵蚀发生过程及有效保护措施制定具有指导意义。

现代黄河三角洲海床侵蚀严重，防潮堤、海底管线与石油平台由于海床侵蚀也遭受不同程度的破坏影响。前人研究工作基于现场调查与遥感解译得到现代黄河三角洲不同海域沉积物蚀积状况，但是对于不同海况下海底沉积物的蚀积过程及其控制要素与动力机制未进行揭示。本项目围绕海洋动力作用对现代黄河三角洲侵蚀发生过程的贡献作用、风暴浪作用下海底沉积物的液化过程、现代黄河三角洲沉积物液化对侵蚀的影响、风暴过程中现代黄河三角洲沉积物侵蚀预测模型的建立四方面的研究内容，基于现场观测、现场调查、室内外模型试验与数值计算，得出了不同海况下海底沉积物物理力学性质、层理结构与孔隙水压力、海床界面、再悬浮泥沙量及粒度成分的动态变化过程，分析了不同海况条件下海底蚀积发生过程与流致剪切力、波致剪切力、波致孔隙水压力累积与消散导致的沉积物液化与固结过程的相关性，揭示了不同海况下海底侵蚀发生过程的控制要素与动力触发机制，并量化了波致孔隙水压力作用下海床内部沉积物向上输运量以及其对沉积物侵蚀再悬浮的贡献。研究成果促进了现代黄河三角洲沉积物侵蚀控制机理研究的深入，丰富了世界典型河口沉积动力过程的研究，对现代黄河三角洲岸滩安全防护与胜利海上油田的安全运营具有重要的指导意义。