印尼巴齐丹电厂项目码头工程泥沙运动特性探究

泥沙运动及其岸滩演变规律是海洋工程建筑物设计、施工及维护中所考虑的重要因素。结合印尼巴齐丹电厂码头工程泥沙整体物理模型试验,本文针对沙质海岸泥沙运动特性对工程区岸滩冲淤变形做了深入分析。     

中美合作开展淤泥质海岸研究取得成果

由我校与美国有关方面合作开展的淤泥质海岸研究,在名誉校长严恺教授、校长梁瑞驹教授关注下,历时五年,取得大量宝贵的第一手资料,初步了解了淤泥质岸滩在海岸动力因素作用下的岸线演变、淤泥运动规律、淤泥特性及海岸动力因素的运动规律等.在我国长达1800公里的海岸线上开展淤泥质海岸研究,是有史以来第一次;由美方提供价值30万美元的     

光滑壁面明渠水流的三维格子玻耳兹曼模拟

明渠水流与泥沙运动、河床演变等问题密切相关,明渠水流特征的研究对于揭示明渠水流作用下的泥沙运动机理具有十分重要的意义.为此.应用新型数值模拟方法三维格子玻耳兹曼方法对明渠均匀流进行了研究.首先介绍了格子玻耳兹曼方法的理论基础、边界条件处理以及流动的驱动方式,接着分别模拟了明渠层流和光滑壁面紊流的近底水流运动.结果表明,得到的明渠层流流速和切应力分布与解析解吻合较好,同时较好地反映了光滑壁面明渠紊流的流速分区结构、紊动特性和阻力规律,从而说明格子玻耳兹曼方法在明渠水流模拟中具有较好的适用性,为进一步采用该方法研究明渠流近底泥沙颗粒运动机理奠定了基础.     

海平面上升对渤海风暴潮增水的影响——以“0310”寒潮风暴潮为例

基于非结构有限体积近岸海洋动力学模型(Finite Volume Costal Ocean Model,FVCOM),利用潮汐和风场强迫,建立渤海风暴潮模型,研究海平面变化对渤海风暴潮增水的影响。基于联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panelon Climate Change,IPCC)第5次报告数据,在代表性浓度路径(representative concentration pathways,RCP)4.5情景下,模拟预测了在2030年、2050年和2100年海平面上升后,渤海寒潮风暴潮增水的空间分布。结果显示,海平面上升导致渤海近岸风暴潮极值增水有减少的趋势,渤海湾近岸典型站位风暴潮增水出现不同程度减少,其中2030年风暴潮增水将减少5%左右,到2050年风暴潮增水减少5%～8%,2100年风暴潮增水将减少10%～20%。主要原因是由于海平面上升改变了潮波的运动,使渤海潮汐高潮位上升,另外渤海风暴潮的浅水效应明显,海平面上升使水深相对增加,导致渤海近岸风暴潮增水的减少。但由于海平面上升后渤海风暴潮极值增水的减少量较小,因此海平面上升对渤海风暴潮过程的影响有限。     

海南陵水土福湾岸滩侵蚀和演变趋势分析

海南陵水土福湾位于海棠湾北部,属于典型的波浪作用为主的河口砂坝海岸,近年来由于河口东岸英州渔港防护突堤的修建,造成河口西岸出现较严重的岸滩侵蚀现象。本文主要从土福湾附近的水文气象条件、岸滩地貌形成过程、河口地貌及水下地形演变等多方面对土福湾岸滩侵蚀原因和演变趋势进行分析,并提出合理的岸滩防护措施。     

气候变化影响下2050年广东沿海地区风暴潮风险评估

 随着气候变化的影响,广东沿海地区台风风暴潮灾害时空分布逐渐发生变化。本文根据近30年来广东沿海地区18个验潮站的风暴潮资料以及近60年来西北太平洋热带气旋资料,结合前人对西北太平洋热带气旋与海表温度关系研究以及对珠江三角洲地区海平面上升趋势的预测研究,利用ArcGIS空间分析技术,对2050年广东省沿海地区风暴潮淹没范围进行了预测,并对不同区域风暴潮的危险性进行了分析评价。从社会经济、土地利用、生态环境、滨海构造物和承灾能力5个方面构建风暴潮承灾体脆弱性评估体系,完善了广东省沿海地区风暴潮脆弱性指标预测模型,通过该模型对2050年该地区风暴潮脆弱性进行了评估。在未来气候变化影响下风暴潮灾害危险性评价和脆弱性评估的基础上,对2050年广东沿海地区风暴潮灾害风险进行了综合评估,绘制了该地区风暴潮灾害风险评价图。     

渤海湾二维温带风暴潮与波浪耦合数学模型

基于二维温带风暴潮控制方程和动量谱平衡方程理论,建立了二维温带风暴潮与Swan波浪计算模式相结合的波流耦合数学模型,研究了波浪辐射应力对渤海湾二维温带风暴潮过程的影响,通过对发生在该区域的2次温带风暴潮过程的模拟计算,得到了波浪辐射应力作用前后的风暴潮潮流、潮位变化过程,并与塘沽验潮站实测的潮位变化过程进行对比.结果表明:波浪辐射应力对不同风暴潮过程的影响程度不同,与风应力的分布规律有关;考虑辐射应力作用的波浪与风暴潮耦合模型的模拟潮位变化过程和实测潮位变化过程较吻合,波浪辐射应力对岸线附近潮流形态的影响较明显.     

基于B超成像的浑水地形可视化测量与模型重建

河工模型试验中,浑水地形的实时观测与模型重建对研究泥沙运动与河床演变规律具有重要的意义.本文针对B超成像仪获取的水下实时地形图像,提出了一种浑水地形的可视化实时测量与三维模型重建方法.该方法根据相近连续多帧图像中地形地貌的相似性和渐变性,自动跟踪识别水下床面地形边界线,实时监测水下地形的变化情况并进行三维重建.试验结果表明浑水地形的可视化测量误差和重建后的三维地形偏差均不大于1,mm,有效消除了床面附近运动泥沙颗粒的成像干扰,再现了浑浊水流下的沙波地形原貌.该方法直观快捷、实时性好,可作为水流泥沙运动规律研究和沙波地形观测及其冲淤情况分析的一种有效手段.     

上海市奉贤县海岸岸滩演变分析与开发前景

本文详细分析了奉贤县海岸岸滩近十年来的冲淤特征，着重讨论了潮流，波浪和沿岸泥沙运移对岸滩演变的影响。本区岸滩纵向上由东向西存在着明显的波状变化特征，在横向冲淤变幅上以低潮滩至水下斜坡上部最为明显；相对稳定的沿岸潮流和波浪作用强度是岸滩稳定的动力保证，沿岸泥沙供应量的变化则是局部岸滩冲淤变化的关键所在。     

遥感技术在长江江苏段防洪减灾中的应用

应用遥感多时相分析方法对长江岸滩变迁进行动态调查,研究河床的时空演变规律,结合河床边界条件分析及江岸崩坍灾害调查,进行江岸稳定性评价,为长江江苏段治理及防洪减灾提供基础资料和科学依据．结合长江流域生态环境变化的研究,提出长江长治久安的意见和进一步开展遥感工作的建议．     

风暴潮叠加天文大潮下的沙滩循环与海岸侵蚀

通过比较9914号特大台风前后厦门岛东南部沙滩及地物的变化,探讨了海滩循环在风暴潮叠加天文大潮条件下的运动过程.研究表明,在9914号台风期间,厦门湾海岸水位增高达黄海平均海平面以上4.04 m的条件下,风浪携海滩砂向上冲越可达黄海平均海面以上8.5 m.造成沙滩滩肩消失,沙棱体的砂一部分向上冲越脱离海滩,一部分被回流带到低潮区.原滩肩下伏的基底因沙棱体的消失受波浪的冲刷.台风过后,低潮区的砂又重新回到滨面,但台风期间向上冲越的砂却不能全部返回,沙棱体长时间未能恢复原状,最终导致海滩侵蚀与岸线后退.     

山东半岛和黄河三角洲的海岸侵蚀与防治对策

 海岸侵蚀是一种渐进式或突发式的特殊海洋地质灾害。山东半岛和黄河三角洲分布有粉砂淤泥质海岸、砂质海岸、基岩海岸、黄土台地海岸等类型的海岸。近几十年来,山东半岛和黄河三角洲海岸受河流改道与入海河流输沙量减少、海面上升、风暴潮等自然因素及在河流上游建设水库拦蓄泥沙、沿岸挖沙及海滩采沙、不合理的海岸工程建设、海岸湿地植被和防护林破坏、不合理的滨海旅游项目建设等人为因素的影响,发生了普遍而严重的海岸侵蚀。对此,本文提出了加强海岸带开发管理,严禁海岸带非法采沙,人工海滩补沙,建海堤、丁坝和离岸堤,实施岬控工程和恢复、重建退化海岸盐沼湿地等防治海岸侵蚀的措施。     

杭州湾湾内天文潮与风暴潮耦合模式建立与应用

区域水资源复合系统的可持续利用演变呈不同S形增长模式.基于线性假设的Logistic模型不能够反映演变模式的多样性,所以引入更有弹性的Richards模型来描述区域水资源复合系统的演变过程,将其演变模式分为前后相近型、迅速崛起型和缓慢崛起型;并通过分析不同演变模式的特征得出,迅速崛起型的顶峰期前期、缓慢崛起型的起步期后期也是可持续利用的理想区间.在此基础上,进一步分析了区域水资源复合系统可持续利用长期演变轨迹,表明演变是连续性渐变和间断性"涨落"的结合.最后,以大连市为例,做了定量的应用研究.结果表明,大连市水资源复合系统1980～1988年、1990～1998年的演变轨迹呈规则的S形,其演变模式均属于迅速崛起型;1980～2007年的演变轨迹渐变中存在着"涨落",基本符合S形,属于缓慢崛起型.     

风暴潮漫堤风险分析——以茅洲河为例

重现期风暴潮灾害评估及最大可能风暴潮预测,对风暴潮灾害防灾减灾具有重要意义。本研究在分析实测资料基础上,构建南海潮汐风暴潮耦合模型,对历史上对茅洲河影响较大的风暴潮灾害进行计算分析,在验证准确的基础上对近20 a的106场风暴潮进行计算,得到每年的最大潮位值,采用极值Ⅰ型进行统计分析,得到不同设计频率风暴潮条件下的茅洲河水位,分析其漫堤风险。同时通过设计8个台风行进方向及5个登陆点进行风暴潮增水数值模拟实验,确定最大可能风暴潮移动参数及路径,分析最大可能风暴潮对茅洲河的漫堤风险影响。计算结果可为茅洲河综合治理提供重要技术支撑,同时也为应急管理和海洋、水利防灾减灾部门应急减灾提供决策参考。     

基于模型耦合的北部湾风暴潮增水与风浪模拟研究

台风风暴潮引发的增水和风浪效应是造成沿海低地灾害和损失的重要因素。本文设计了区域嵌套、波-流耦合的有限元数值模拟系统,对北部湾及附近海域风浪和增水过程进行有效模拟,精度达到应用要求。结果表明北部湾在台风影响下引起明显风浪和增水效应。台风中心风浪较小,仅1 m以内;而台风臂扫过海域风浪较大,可达9 m以上。最大增水海域出现在北部湾东侧靠近琼州海峡附近,可达2.5 m。风浪与增水叠加具有非线性效应,最大增水与最大风浪出现时间如与大潮高潮位相遇易形成超高水位,将对北部湾沿岸低地造成巨大淹没风险。本研究意在突破北部湾现有模型局限性,为进一步深化科学研究和工程应用提供基础数据。     

北部湾台风暴潮研究现状与展望

本文对国内外风暴潮的研究现状、进展进行了回顾;对广西沿海风暴潮的研究情况进行了评述。台风暴潮是广西沿海地区的最大海洋灾害,减少这种灾害损失是我们坚持不懈的目标。台风暴潮在广西有着显著的区域性特点:非周期性水位总是先减后增,增减水在港湾的强化与大气重力波密切相关。深入研究这些特殊性的规律,是减少风暴潮损失的必要手段。     

相似路径台风风暴潮过程对比

基于MIKE 21模型和Holland台风风场模型,构建了1909号利奇马和0509号麦莎2次相似路径台风期间的风场和气压场,并模拟了相应的风暴潮过程。结果表明：台风中心附近增水变化显著,浙江东北部海域在台风登陆期间的增水更大;受台风强度影响,台风利奇马期间增水高值区更大,部分海域2次台风期间最大增水差值接近1.0 m;潮致欧拉余流速度较大值主要分布在100 m水深以浅的海域,量值超过20 cm/s,江苏沿海、台湾东北部海域存在欧拉余环流;台风利奇马期间近海斯托克斯余流值普遍小于麦莎期间;斯托克斯余流项对台风期间长江口、浙闽等近海浅水区短期物质输运过程起一定主导作用。用EMD方法和Hillbert变换分析了典型站点风暴潮位的特征,发现站点IMF1模态和天文潮位较吻合;水深和IMF3模态的最大功率谱密度呈现出较高的相关性,并且随着水深的增加,IMF3模态的最大功率谱密度逐步变大。     

渤海湾西南海域潮汐风暴潮数值模拟

基于有限元方法,采用三角形网格,建立了一个高分辨率的潮汐风暴潮数学模型,该模型对复杂岸线和建筑物布置有较好的描述．通过实测资料对该模型进行了验证,验证结果表明该模型能很好地应用于潮汐风暴潮数值模拟．利用该模型对渤海湾西南海域几次潮汐风暴潮过程进行了研究,研究结果表明,持久的偏东大风是该海域风暴潮发展、演变的重要因素,大风引起的增水和风吹流是该海域泥沙输运的主要动力因素．